Design and test of a programmable multichannel emulator of bi-dimensional arrays of radiation detectors

The advance on electronic technologies in the last years allowed systems to grow more and more in many fields of scientific and industrial world, also in medical instrumentation. In particular medical imaging, thanks to nuclear techniques, has become increasingly sophisticated and are nowadays a fundamental instruments for research and therapy. The high complexity of these systems brings the necessity to test and debug every phase of the operation of these devices, which affects the costs and the risks taken by the operators involved. The purpose of this project is the design and test of a multichannel emulator of radiation detectors, which are at the foundation of modern imaging sys- tems. Using an emulator to test medical imaging instrumentation allows the reduction of the costs of materials used and of the risks given by radiations taken by the operators. The emulator takes into account both the radiation generation and the detection process and, due to a full configurability, it can adapt to several systems and needs. The parameters of the emulator are configurable by means of a simple graphical interface, so that its use is not restricted to people with specific technical knowledge.

Il progresso delle tecnologie elettroniche negli ultimi anni ha consentito l’aumento della diffusione di sistemi in molti campi del mondo scientifico e industriale, come quello della strumentazione medica. In particolare i metodi di imaging medico, grazie all’impiego di tecniche nucleari, sono diventati sempre più sofisticati e sono ormai uno strumento fondamentale della ricerca e della terapia. L’elevata complessità di questi sistemi porta alla necessità di testare e debuggare ogni fase del funzionamento di questi dispositivi, cosa che comporta alti costi e rischi per gli operatori. Obiettivo di questo lavoro è il progetto e la validazione di un emulatore multicanale di matrici di rivelatori di radiazioni, alla base dei moderni sistemi di imaging. L’uso di questo tipo di emulatore porta a un risparmio sui materiali usati per il test della strumentazione e una riduzione dei rischi degli operatori legati all’esposizione alle radiazioni. L’emulatore si occupa sia della generazione di radiazioni che del processo di rivelazione, e grazie alla sua completa configurabilità può adattarsi a diversi sistemi ed esigenze. I parametri dell’emulatore sono configurabili tramite una semplice interfaccia grafica, in modo da estenderne l’utilizzo anche a utenti senza specifiche conoscenze tecniche.