A low-noise CMOS front-end for TOF-PET

An analogue CMOS front-end for triggering and amplification of signals produced by a silicon photomultiplier (SiPM) coupled to a LYSO scintillator is proposed. The solution is intended for time-of-flight measurement in compact Positron Emission Tomography (TOF-PET) medical imaging equipments where excellent timing resolution is required (approximate to 100 ps). A CMOS 0.13 mu m technology was used to implement such front end, and the design includes preamplification, shaping, baseline holder and biasing circuitry, for a total silicon area of 500x90 mu m. Waveform sampling and time-over-threshold (ToT) techniques are under study and the front-end provides fast and shaped outputs for time and energy measurements. Post layout simulation results show that, for the trigger of a single photoelectron, the time jitter due to the pre-amplifier noise can be as low as 15 ps (FWHM), for a photodetector with a total capacitance of 70 pF. The very low input impedance of the pre-amplifier (approximate to 5 Omega) allows 1.8 ns of peaking time, at the cost of 10 mW of power consumption

A low-noise CMOS front-end for TOF-PET

An analogue CMOS front-end for triggering and amplification of signals produced by a silicon photomultiplier (SiPM) coupled to a LYSO scintillator is proposed. The solution is intended for time-of-flight measurement in compact Positron Emission Tomography (TOF-PET) medical imaging equipments where excellent timing resolution is required (approximate to 100 ps). A CMOS 0.13 mu m technology was used to implement such front end, and the design includes preamplification, shaping, baseline holder and biasing circuitry, for a total silicon area of 500x90 mu m. Waveform sampling and time-over-threshold (ToT) techniques are under study and the front-end provides fast and shaped outputs for time and energy measurements. Post layout simulation results show that, for the trigger of a single photoelectron, the time jitter due to the pre-amplifier noise can be as low as 15 ps (FWHM), for a photodetector with a total capacitance of 70 pF. The very low input impedance of the pre-amplifier (approximate to 5 Omega) allows 1.8 ns of peaking time, at the cost of 10 mW of power consumption

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An analogue CMOS front-end for triggering and amplification of signals produced by a silicon photomultiplier (SiPM) coupled to a LYSO scintillator is proposed. The solution is intended for time-of-flight measurement in compact Positron Emission Tomography (TOF-PET) medical imaging equipments where excellent timing resolution is required (approximate to 100 ps). A CMOS 0.13 mu m technology was used to implement such front end, and the design includes preamplification, shaping, baseline holder and biasing circuitry, for a total silicon area of 500x90 mu m. Waveform sampling and time-over-threshold (ToT) techniques are under study and the front-end provides fast and shaped outputs for time and energy measurements. Post layout simulation results show that, for the trigger of a single photoelectron, the time jitter due to the pre-amplifier noise can be as low as 15 ps (FWHM), for a photodetector with a total capacitance of 70 pF. The very low input impedance of the pre-amplifier (approximate to 5 Omega) allows 1.8 ns of peaking time, at the cost of 10 mW of power consumption

A low-noise CMOS front-end for TOF-PET

An analogue CMOS front-end for triggering and amplification of signals produced by a silicon photomultiplier (SiPM) coupled to a LYSO scintillator is proposed. The solution is intended for time-of-flight measurement in compact Positron Emission Tomography (TOF-PET) medical imaging equipments where excellent timing resolution is required (approximate to 100 ps). A CMOS 0.13 mu m technology was used to implement such front end, and the design includes preamplification, shaping, baseline holder and biasing circuitry, for a total silicon area of 500x90 mu m. Waveform sampling and time-over-threshold (ToT) techniques are under study and the front-end provides fast and shaped outputs for time and energy measurements. Post layout simulation results show that, for the trigger of a single photoelectron, the time jitter due to the pre-amplifier noise can be as low as 15 ps (FWHM), for a photodetector with a total capacitance of 70 pF. The very low input impedance of the pre-amplifier (approximate to 5 Omega) allows 1.8 ns of peaking time, at the cost of 10 mW of power consumption

La terapia fotodinamica: indicazioni e controindicazioni. Esperienza della Clinica Dermatologica

La terapia fotodinamica (PDT) è una forma di trattamento non chirurgico applicabile a diversi tipi di tumori non cutanei (tumori gastrointestinali, cerebrali, broncopolmonari, endometriali e vescicali) e ad alcuni tumori e lesioni pretumorali della cute. Il principio su cui si basa la PDT è quello di una reazione fotodinamica in grado di distruggere selettivamente le cellule tumorali, ovvero un processo chimico mediato dalla luce (processo foto-chimico) che prevede l’assorbimento della luce da parte di una sostanza fotosensibile e la successiva formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), in grado di distruggere la cellula nella quale si sono formati. Dalla fine degli anni ’90 la PDT cutanea è divenuta una valida opzione terapeutica per il dermatologo, e dopo il 2000 è entrata a far parte delle linee guida internazionali per il trattamento dei tumori cutanei non melanocitari (NMSC) quali la cheratosi attinica (AK), il carcinoma basocellulare superficiale (BCC), e recentemente anche il morbo di Bowen (BD). La tollerabilità e i vantaggi per il paziente in confronto alle altre terapie ablative chirurgiche e non chirurgiche sono notevoli. La selettività per le cellule malate con risparmio del tessuto sano permette di avere una guarigione della lesione ulcerativa post-trattamento più rapida, di mantenere la funzione della cute, e di ottenere un risultato esteticamente molto più accettabile. Questi vantaggi sono particolarmente evidenti per le lesioni di ampie dimensioni o per lesioni multiple soprattutto al volto. Inoltre è utile per il trattamento di pazienti anziani o in scadenti condizioni generali o in terapia anticoagulante. In questo lavoro, presentiamo l’esperienza della Clinica Dermatologica della Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia a distanza di circa un anno dall’introduzione della PDT per la terapia dei tumori cutanei non melanocitari: sono stati trattati 29 pazienti e, tenendo conto che alcuni soggetti presentavano più di una lesione e che in uno stesso paziente potevano essere contemporaneamente presenti lesioni di natura diversa (BD, BCC e/o AK), sono stati nel complesso trattati 4 BD, 21 BCC e 52 AK. L’esperienza della Clinica Dermatologica conferma i dati riportati in letteratura sull’efficacia e i vantaggi di que-sto tipo di terapia: i risultati ottenuti sono più che soddisfacenti con una remissione clinica delle lesioni trattate maggiore del 90% del totale delle lesioni. Gli eventi collaterali sono stati scarsi e caratterizzati da dolore o bru-ciore localizzato all’area trattata e da aumento della pressione arteriosa durante la procedura. In conclusione, la PDT si è rivelata una terapia efficace, nonché una valida alternativa nel trattamento dei NMSC

Pityriasis lichenoides in età pediatrica: quale terapia? Eccellente risposta alla fototerapia: studio di un caso

La Pityriasis Lichenoides (PL) è una patologia cutanea rara, acquisita, ad eziologia sconosciuta, caratterizzata da un ampio spettro di manifestazioni cliniche che vanno dall’insorgenza acuta di lesioni papulari che evolvono in pseudovescicole con necrosi centrale (Pityriasis Lichenoides et Varioliformis Acuta, PLEVA) alla presenza di piccole papule brunastre desquamanti (Pityriasis Lichenoides Cronica, PLC) includendo forme con caratteristi-che intermedie. In età pediatrica risultano più frequenti le forme generalizzate e caratterizzate da frequenti reci-dive. La fototerapia con UVB a banda stretta (311nm) (UVB-nb) rappresenta una modalità terapeutica con un noto profilo di efficacia e sicurezza, che la rende particolarmente indicata nel trattamento di alcune patologie dermatologiche dell’età pediatrica, tra cui psoriasi, dermatite atopica, vitiligine, sclerodermia. Le conoscenze attuali riguardo il suo impiego nella terapia della Pityiriasis Lichenoides, soprattutto nei pazienti pediatrici, sono limitate ma incoraggianti. Con questo lavoro presentiamo un caso di un paziente pediatrico affetto da PLEVA resistente alle comuni terapie trattato con fototerapia con UVB-nb con remissione clinica completa della sinto-matologia

Studio dell'onicopatia psoriasica in 178 pazienti: sua correlazione con il fenotipo clinico e l'artrite psoriasica

L’obiettivo dello studio è stato valutare la frequenza del coinvolgimento ungueale nei pazienti psoriasici e rilevare le relazioni tra coinvolgimento ungueale e diversi parametri clinici. Sono stati inclusi nello studio 178 pazienti affetti da psoriasi (54 donne e 124 uomini), per ciascun paziente sono stati effettuati colloqui clinici allo scopo di rilevare alcune caratteristiche anamnestiche e sono stati calcolati i valori degli indici PASI e NAPSI. Il 76.9% dei soggetti presentavano segni di interessamento ungueale (NAPSI ≥1). Si evidenziava una maggior durata della malattia per i pazienti che presentano anche lesioni ungueali (15.6 vs 14.0 anni). I punteggi medi del PASI sono stati significativamente maggiori negli individui con interessamento ungueale (12.0 vs 8.7 p=0.06). L’85.7% dei soggetti con artrite psoriasica mostravano interessamento ungueale. I soggetti con artrite psoriasica presentavano una durata media della patologia cutanea significativamente maggiore degli individui con il solo interessamento cutaneo (22.7 vs 13.8 anni p=0.0001). In conclusione questo studio ha confermato che la localizzazione ungueale è una problematica molto frequente tra i soggetti affetti da psoriasi che si associa a forme cutanee più severe e durature ed ha evidenziato una forte correlazione con l’artrite psoriasica

Theory of biopolymer stretching at high forces

We provide a unified theory for the high force elasticity of biopolymers solely in terms of the persistence length, $\xi_p$, and the monomer spacing, $a$. When the force f>\fh \sim k_BT\xi_p/a^2 the biopolymers behave as Freely Jointed Chains (FJCs) while in the range \fl \sim k_BT/\xi_p < f < \fh the Worm-like Chain (WLC) is a better model. We show that $\xi_p$ can be estimated from the force extension curve (FEC) at the extension $x\approx 1/2$ (normalized by the contour length of the biopolymer). After validating the theory using simulations, we provide a quantitative analysis of the FECs for a diverse set of biopolymers (dsDNA, ssRNA, ssDNA, polysaccharides, and unstructured PEVK domain of titin) for $x \ge 1/2$. The success of a specific polymer model (FJC or WLC) to describe the FEC of a given biopolymer is naturally explained by the theory. Only by probing the response of biopolymers over a wide range of forces can the $f$-dependent elasticity be fully described.Comment: 20 pages, 4 figure

A Cylindrical GEM Inner Tracker for the BESIII experiment at IHEP

The Beijing Electron Spectrometer III (BESIII) is a multipurpose detector that collects data provided by the collision in the Beijing Electron Positron Collider II (BEPCII), hosted at the Institute of High Energy Physics of Beijing. Since the beginning of its operation, BESIII has collected the world largest sample of J/{\psi} and {\psi}(2s). Due to the increase of the luminosity up to its nominal value of 10^33 cm-2 s-1 and aging effect, the MDC decreases its efficiency in the first layers up to 35% with respect to the value in 2014. Since BESIII has to take data up to 2022 with the chance to continue up to 2027, the Italian collaboration proposed to replace the inner part of the MDC with three independent layers of Cylindrical triple-GEM (CGEM). The CGEM-IT project will deploy several new features and innovation with respect the other current GEM based detector: the {\mu}TPC and analog readout, with time and charge measurements will allow to reach the 130 {\mu}m spatial resolution in 1 T magnetic field requested by the BESIII collaboration. In this proceeding, an update of the status of the project will be presented, with a particular focus on the results with planar and cylindrical prototypes with test beams data. These results are beyond the state of the art for GEM technology in magnetic field

Role of the Subunits Interactions in the Conformational Transitions in Adult Human Hemoglobin: an Explicit Solvent Molecular Dynamics Study

Hemoglobin exhibits allosteric structural changes upon ligand binding due to the dynamic interactions between the ligand binding sites, the amino acids residues and some other solutes present under physiological conditions. In the present study, the dynamical and quaternary structural changes occurring in two unligated (deoxy-) T structures, and two fully ligated (oxy-) R, R2 structures of adult human hemoglobin were investigated with molecular dynamics. It is shown that, in the sub-microsecond time scale, there is no marked difference in the global dynamics of the amino acids residues in both the oxy- and the deoxy- forms of the individual structures. In addition, the R, R2 are relatively stable and do not present quaternary conformational changes within the time scale of our simulations while the T structure is dynamically more flexible and exhibited the T\rightarrow R quaternary conformational transition, which is propagated by the relative rotation of the residues at the {\alpha}1{\beta}2 and {\alpha}2{\beta}1 interface.Comment: Reprinted (adapted) with permission from J. Phys. Chem. B DOI:10.1021/jp3022908. Copyright (2012) American Chemical Societ