用于粒子治疗中146通道质子计数器的数据采集系统
仪器与探测器
2022-05-09 v1 医学物理
摘要
都灵大学与意大利国家核物理研究院开发了一台质子计数器原型，用作粒子治疗中的在线注量束流监测器。单粒子鉴别方法旨在相比最先进的气体电离室提高灵敏度与读出速度。灵敏区为2.7 x 2.7 cm^2，以覆盖等心处半高全宽约1 cm的临床束流截面。传感器为薄型低增益雪崩二极管，分割为146条180微米间距、50微米有源厚度的条带，由Fondazione Bruno Kessler（意大利特伦托）设计与制造。用于鉴别每条带提供的单质子信号的前端读出基于一款24通道定制ASIC，名为ABACUS，优化用于在宽电荷范围（3-150 fC）内鉴别信号脉冲，最大死区时间为10 ns。基于这些规格，在临床能量范围（60-230 MeV）内最大注量率10^8 p/(cm^2s)下，并考虑上述硅条带，实现了小于1%的最大堆积计数无效率。我们开发了承载6片ABACUS芯片以读出146条带的前端板，其数字输出发送至3片FPGA（Kintex7）进行计数。LabVIEW程序实现了与FPGA的接口，在线显示各条带计数率并存储数据以供离线分析。
引用
@article{arxiv.2205.03051,
title = {Data acquisition system for a 146-channel counter of protons in particle therapy},
author = {S. Giordanengo and M. Abujami and C. Galeone and S. Garbolino and O. A. Martì Villarreal and F. Mas Milian and G. Mazza and M. Mignone and A. Vignati and R. Wheadon and R. Cirio and V. Monaco and R. Sacchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03051},
year = {2022}
}