Medical Compton cameras based on semiconductor detectors: design and experimental development

The work presented in this thesis is aimed at the study of Compton scatter as an alternative method of collimating gamma-rays in nuclear medicine applications. Conventional approaches to radioisotope medical imaging and their current limitations are examined. The theory of electronic collimation based on Compton scatter is introduced and it is shown that in principle its application could provide an advantageous imaging method, with both high spatial resolution and high sensitivity. The current status of research in the field, of Compton cameras is assessed and potential niches for applications of clinical interest are suggested. The criteria for the design of a Compton scatter camera are examined. A variety of semiconductors are considered for the construction of an electronic collimator and results from Monte Carlo computer simulations are presented for photon energies of clinical interest. It is concluded that the most viable approach is to design a silicon collimator for the imaging of high-energy (511 ke V) photons. A computer model of a Compton camera is developed in order to study the phenomena that affect the angular resolution and the sensitivity of the system. This simulation tool is applied to select the optimum characteristics of the silicon scatter detector. Such results are employed to design and initiate the construction of an experimental prototype of Compton camera, based on the use of double-sided silicon microstrip detectors. The development of special readout electronics required for the camera operation is described. Experimental tests are performed for the characterisation of the silicon strip detectors and the results are presented. Predictions are made on the performance of the designed system. Finally, the current stage of system development is assessed and the main areas for future work are identified

Emamectina, nuovo formulato contro carpocapsa di melo e pero

Nel periodo 2014-2016 sono state condotte in Trentino ed Emilia-Romagna diverse prove finalizzate a valutare l' efficacia di un nuovo formulato a base di emamectina benzoato (Affirm Opti) nei confronti della carpocapsa del melo e del pero. Il nuovo prodotto ottenuto con la tecnologia «pepite» ha garantito un' efficacia equivalente al formulato sino a oggi in commercio (Affirm), permettendo al contempo di dimezzare la quantità di sostanza attiva distribuit

N-acetylgalactosaminyltransferase activity involved in O-glycosylation of herpes simplex virus type 1 glycoproteins

We report on N-acetylgalactosaminyltransferase (UDPacetylgalactosamine-protein acetylgalactosaminyltransferase; EC 2.4.1.41) activity in herpes simplex virus type 1 (HSV-1)-infected BHK and Ric(R)14 cells, a line of ricin-resistant and BHK cells defective in N-acetylglucosaminyltransferase I. The enzyme catalyzed the transfer of [14C]N-acetylgalactosamine (GalNAc) from UDP-[14C]GalNAc into HSV glycoproteins, as identified by immunoprecipitation. The sugar was selectively incorporated into the immature forms of herpesvirus glycoproteins pgC, pgD, and gA-pgB, which are known to contain N-linked glycans of the high-mannose type. The high incorporation of [14C]GalNAc into endogenous acceptors of HSV-1-infected Ric(R)14 cells was consistent with the accumulation of immature forms of HSV glycoproteins which occurs in these cells. Mild alkaline borohydride treatment of glycoproteins labeled via GalNAc transferase showed that the transferred GalNAc was O-linked and represented the first sugar added to the peptide backbone

A Radiation Detection System for High-Energy Computerized Tomography using CdZnTe Detectors

This work presents a particular application in which cadmium-zinc telluride (CdZnTe) detectors are used in photoconductive mode in a high-energy computerized tomography system for industrial applications. A first-generation tomography facility has been set up at the University of Bologna, based on a 12-MeV pulsed linear accelerator X-ray source and a single 10x10x2 mm3 CdZnTe detector. The obtained results show that CdZnTe detectors exhibit better timing performances than CdTe detectors, and are thus more suitable for tomographic applications. Special-purpose signal conditioning electronics have been developed in order to compensate slow and fast signal fluctuations induced by temperature variations and Linac instabilities. In such a way, the dynamic range of the detector has been improved up to more than 3 orders of magnitude. A set of images was acquired in order to evaluate the overall performances of the tomographic facility. © 1995 IEEE

Indagini e proposte per la riqualificazione urbana dell’area ASM tra viale Marconi, via Alighieri, via Petrarca e viale Porta Adige a Rovigo. Studio di fattibilità

La presente ricerca, svolta tra il 2010 e il 2011, ha avuto come oggetto la definizione di uno studio di fattibilità per la riqualificazione di un’area originariamente destinata, nella seconda metà del XIX secolo, a infrastrutture energetiche (ex officina per la produzione di gas e luce Giacomo Ermacora) e oggi utilizzata come sede di ASM, Azienda municipalizzata responsabile della gestione di un insieme di servizi di livello territoriale (distribuzione energia, energie rinnovabili, rifiuti, onoranze funebri). La ricostruzione delle principali trasformazioni nel settore nord della città e nell’isolato urbano, anche attraverso la comparazione dei diversi strumenti urbanistici generali e attuativi, ha permesso di identificare i principali elementi di potenzialità presenti nell’area e i fattori che potrebbero favorire un processo di rigenerazione sostenibile, come ad esempio i criteri di cogenerazione distribuita. Coerentemente con quanto prevede la metodologia dello studio di fattibilità, sono state approfondite due alternative progettuali, sviluppate come veri e propri scenari di trasformazione urbana (modelli “Borgo” e “Community”), volti a definire un appropriato mix funzionale di residenze, funzioni compatibili alla residenza e servizi locali a scala di quartiere. Le stesse funzioni, così come il profilo degli utenti potenziali, sono stati messi a punto attraverso un’analisi del mercato immobiliare locale tramite raccolta di un campione significativo delle fonti indirette e dirette. Entrambi gli scenari innestano i frammenti archeologici industriali preesistenti in un tessuto di relazioni funzionali e di spazi urbani che consentono agli stessi frammenti di essere parti integranti di un processo di rigenerazione urbana sostenibile. Le stesse alternative sono state infine valutate e comparate dal punto di vista della loro fattibilità tecnica, compatibilità ambientale, sostenibilità finanziaria, verifica procedurale, analisi di rischio e sensitività, fornendo al committente della ricerca uno strumento di valutazione delle diverse possibili strategie da intraprendere per una sostenibile valorizzazione dell’area, prima di avviare le fasi progettuali di ulteriore approfondimento (ad esempio di livello preliminare), in funzione della delocalizzazione dell’azienda dall’area oggetto di studio

Indagini e proposte per la riqualificazione urbana dell’area ASM tra viale Marconi, via Alighieri, via Petrarca e viale Porta Adige a Rovigo. Studio di fattibilità

La presente ricerca, svolta tra il 2010 e il 2011, ha avuto come oggetto la definizione di uno studio di fattibilità per la riqualificazione di un’area originariamente destinata, nella seconda metà del XIX secolo, a infrastrutture energetiche (ex officina per la produzione di gas e luce Giacomo Ermacora) e oggi utilizzata come sede di ASM, Azienda municipalizzata responsabile della gestione di un insieme di servizi di livello territoriale (distribuzione energia, energie rinnovabili, rifiuti, onoranze funebri). La ricostruzione delle principali trasformazioni nel settore nord della città e nell’isolato urbano, anche attraverso la comparazione dei diversi strumenti urbanistici generali e attuativi, ha permesso di identificare i principali elementi di potenzialità presenti nell’area e i fattori che potrebbero favorire un processo di rigenerazione sostenibile, come ad esempio i criteri di cogenerazione distribuita. Coerentemente con quanto prevede la metodologia dello studio di fattibilità, sono state approfondite due alternative progettuali, sviluppate come veri e propri scenari di trasformazione urbana (modelli “Borgo” e “Community”), volti a definire un appropriato mix funzionale di residenze, funzioni compatibili alla residenza e servizi locali a scala di quartiere. Le stesse funzioni, così come il profilo degli utenti potenziali, sono stati messi a punto attraverso un’analisi del mercato immobiliare locale tramite raccolta di un campione significativo delle fonti indirette e dirette. Entrambi gli scenari innestano i frammenti archeologici industriali preesistenti in un tessuto di relazioni funzionali e di spazi urbani che consentono agli stessi frammenti di essere parti integranti di un processo di rigenerazione urbana sostenibile. Le stesse alternative sono state infine valutate e comparate dal punto di vista della loro fattibilità tecnica, compatibilità ambientale, sostenibilità finanziaria, verifica procedurale, analisi di rischio e sensitività, fornendo al committente della ricerca uno strumento di valutazione delle diverse possibili strategie da intraprendere per una sostenibile valorizzazione dell’area, prima di avviare le fasi progettuali di ulteriore approfondimento (ad esempio di livello preliminare), in funzione della delocalizzazione dell’azienda dall’area oggetto di studio

Design of a small laboratory Compton camera for the imaging of positron emitters

A small laboratory prototype has been designed for the Compton imaging of annihilation photons produced from positron emitters. Considerations on the design of the scatter collimator are presented and the system configuration is described. The system features a stack of four AC coupled, double-sided silicon strip detectors (6 x 6 cm(2) area, 500 mu m thickness, 470 mu m strip pitch, 128 channels/side) in a double Compton configuration and externally triggered readout mode. Signal readout is obtained by bonding two 128-channel low-noise APV6 chips to each detector. Custom electronics have been developed for the chip readout. The system is currently being assembled. The estimated angular resolution of the camera is approximately 4 degrees. High sensitivity could be achieved by extending the number of stack elements and by improving the design of the trigger detector, which presently consists of a small area germanium crystal

High energy tomography using cadmium zinc telluride detectors

Cadmium zinc telluride (Cd0.8Zn0.2Te) is nowadays one of the most promising room temperature semiconductors for X- and γ-ray detection. Indeed, its physical characteristics make this detector very suitable for operating under high-intensity fluxes, such as those produced by linear accelerators. For this reason, CdZnTe has been chosen for the set-up of a tomographic facility based on a 12-MeV linear accelerator. This system is a first generation tomograph; it has already been used for preliminary phantoms image acquisition, showing rather good imaging capabilities. The polychromaticity of the source may induce severe beam-hardening artifacts in the final tomographic images. Extensive experimental studies have been carried out to optimize correction algorithms able to reduce such artifacts. A set of images of relevant samples have been acquired in order to evaluate the relationship between the absorption coefficients and the resulting CT numbers