Un sistema digitale innovativo per la caratterizzazione energia-flusso di fasci Xdiagnostici

La conoscenza della distribuzione energetica e del rateo di fluenza dei fasci X è essenziale nei controlli diqualità in medicina diagnostica, sia in termini dosimetrici che della qualità delle immagini. Gli spettrienergetici possono essere utilizzati per stime accurate delle tensioni dei tubi (kVp), per la correzione didistorsioni dovute al beam-hardening e per la corretta implementazione delle nuove tecniche dual-energy [1].In mammografia, gli spettri energetici possono essere usati per stimare l’esposizione, il kerma in aria e ladistribuzione energetica della dose assorbita nei tessuti, superando gli inconvenienti dovuti alla dipendenzaenergetica della risposta dei dosimetri (a stato solido, camere a ionizzazione), tipicamente utilizzati inambiente clinico. La calibrazione dei dosimetri, che generalmente comporta procedure dispendiose in terminidi tempo e di complessità, diventa critica nei controlli di routine in ambiente clinico.Tipicamente, la stima degli gli spettri diagnostici viene effettuata attraverso simulazioni numeriche basate sumodelli semi-empirici [2] e metodi Monte Carlo [3]. Nei controlli di qualità di routine, informazioni incompletesu alcuni parametri caratteristici dei tubi X (angolo dell’anodo, filtri, tensione effettiva, etc.), potrebbecompromettere l’accuratezza e la precisione negli spettri. La misura diretta degli spettri rappresentasicuramente il migliore approccio, attualmente limitato dalla complessità della procedura e dai flussi elevatidei fasci X clinici (ratei di fluenza > 106 fotoni/mm2 s). A causa dei flussi elevati dei fasci X diagnostici, lamisura diretta degli spettri energetici ne rappresenta attualmente una grande sfida: i flussi elevati rendonosignificative le distorsioni dovute ai tempi morti e al pile-up sia nel conteggio che nella misura dell’energia.In tale contesto, saranno presentate le prestazioni di un sistema portatile innovativo per la misura diretta dienergia e rateo di fluenza di fasci X diagnostici, anche in condizioni di flusso elevato. Il sistema, sviluppatopresso il Dipartimento di Fisica e Chimica dell’Università di Palermo, è basato su rivelatori a semiconduttoredi nuova generazione (CdTe) ed elettronica digitale innovativa basata su tecniche di digital pulse processing(DPP). Saranno presentate le prestazioni spettroscopiche del sistema con sorgenti monoenergetiche e tubiX di laboratorio. I risultati della misura diretta di spettri X diagnostici ed il confronto con altri sistemidosimetrici (dosimetri a stato solido, camere a ionizzazione) saranno inoltre mostrati.