Монолитные блоки: для строительства стен, фундамента

При строительстве стен не каждый потребитель способен позволить себе приобрести монолитные блоки. Альтернативным решением может быть возведение объектов из шлакобетонного или керамзитобетонного материалов, либо из блоков, заливаемых непосредственно на строящейся стене.

Свойства материала

Монолитные бетонные блоки с удельным весом не более 1 800 килограмм на кубический метр считаются наиболее востребованным материалом в частном строительстве.

Для их изготовления используют следующие компоненты:

• шлак, керамзит и т. п.;
• речной песок;
• цементный материал;
• негашеную известь;
• глину.

Если сравнивать с классическим кирпичом, то такие монолитные блоки для строительства отличаются определенными преимуществами:

• они способны противостоять образованию грибка и плесени;
• обладают хорошими теплоизоляционными характеристиками;

• за счет небольшой массы удешевляют процесс строительных работ;
• стены из такого материала сокращают нагрузочные воздействия на фундаментную основу;
• правильные геометрические параметры создают возможность для возведения конструкций любого уровня сложности;
• вместо песчано-цементного раствора рекомендуется использовать при кладочных работах специальный клеевой состав, не создающий «мостиков холода»;
• размеры блоков таковы, что кладка выполняется значительно быстрее;
• есть возможность изготовления блоков непосредственно на строительной площадке;
• теплоизоляционные качества позволяют не устраивать слой дополнительного утепления, экономится свободное пространство помещения.

Остальные характеристики блоков зависят от используемого наполнителя.

Известно несколько типов легких бетонов:

• ячеистый;
• на основе шлака;
• пенополистиролбетон;
• керамзитобетон.

Чтобы выбрать для строительства тот либо иной тип, рекомендуется определиться, как планируется эксплуатироваться объект, какие характеристики ему необходимы.

К примеру, при строительстве из ячеисто-бетонного материала возводят объекты не выше двух этажей, подлежащие круглогодичной эксплуатации. Связано это с пористой структурой материала, создающей отличные тепловые и звукоизоляционные свойства и хорошо впитывающей воду. Это приведет к появлению трещин при усадке грунта. По этой причине материал для стен нуждается в обработке особыми влагонепроницаемыми составами, в регулярном отапливании и уходе.

Под фундамент рекомендуется устраивать ленточную основу, либо возводить цокольный этаж.

Шлакоблоки не считаются экологически чистым материалом, потому что в их изготовлении применяются отходы металлургической и топливной промышленности. Чтобы человеческий организм не получил вредное воздействие, шлак следует очистить от вредных веществ и до года выдержать на открытой площадке.

Таким блокам также опасна влага, и они нуждаются в дополнительной защите. Кроме того, материал отличается слабыми шумоизоляционными и тепловыми свойствами, создает сложности во время механической обработки. Но показатель прочности его вполне достойный.

Пенополистиролбетон представляет собой композиционный строительный материал, в состав которого входят полистирольные гранулы и пластификаторные добавки. Это придает блоку легкость, прочность, устойчивость к резким температурным перепадам и воздействию влажной среды. Блоки отлично защищают от постороннего шума, удерживают тепло внутри помещения, не наносят вреда организму человека.

Керамзитобетон производят из керамзита, соединенного вяжущими компонентами. Бетон отличается экологической чистотой, потому что в основе производственного процесса заложен обжиг вспененной глины.

Материал отлично противостоит влаге, стены не нуждаются в отделочном слое.

Блок легко обрабатывается, пропускает воздушные потоки, поддерживая внутри помещения комфортный микроклимат. При строительстве жилых объектов такой материал считается идеальным вариантом.

Процесс строительства монолитных стен

Схема работ простая, включает в себя следующие этапы:

• при заливке фундаментного основания устраивается несущая каркасная система;
• надстраивается каркас, по которому в дальнейшем фиксируют опалубочную систему несъемного типа;
• в опалубку заливается пенобетон, после его затвердевания возводится кровельная конструкция.

В таком варианте строительных работ прослеживается определенная рентабельность:

• при заливке применяется теплоизоляционная бетонная смесь, обладающая высокими показателями тепловой емкости;
• срок сдачи готового объекта сокращается, потому что коробка строится сразу, из-за несъемной опалубочной конструкции облицовочные работы не требуются, утеплительный слой так же устраивается при необходимости;
• сокращаются транспортные расходы;
• нет ограничений по количеству этажей, потому что всю нагрузку воспринимает каркасная основа из металла.

Очень важно правильно подобрать опалубку. Такой вариант строительных работ напоминает канадскую каркасную систему, разница заключается в применении вместо базальтового утеплителя пенобетона.

От веса растворной массы и температурного режима, который она создает при затвердевании, тонике листы ДВП деформируются.

Многим известен лего-блок из спрессованного пенопластового материала, применяемый для обустройства несъемной опалубочной системы. Материал удобный, дает отличную теплоизоляцию для стен. При этом есть одна негативная особенность – пенопласт практически не пропускает воздух, накапливая внутри стен влагу. От этого в помещении всегда душно.

Советы профессионалов

Можно формировать блоки сразу на стене. Чтобы использовать данную технологию, необходимо заготовить специальные формы, которые помогут отливать блоки требуемых размеров.

Понадобится сбить два боковых щита и один торцевой. Для этого используют просушенные струганные доски толщиной 4 см, внутренние поверхности обшивают кровельной жестью с оцинкованным покрытием. Это обеспечит свободное скольжение форм по стенам.

Все элементы скрепляются, сверху боковых щитов набивается брусок, скрепляющий форму и выполняющий роль ручки для облегчения съема опалубки с очередного отлитого фрагмента.

Строительство очередного ряда начинают с отливки первого блока. Чтобы ему придать нужную форму, открытую торцевую часть зашивают фанерой. Приготовленную смесь выкладывают в опалубку и хорошо трамбуют. Опалубочная конструкция снимается почти сразу. Чтобы залить следующий блок, фанерный лист снимается, приспособление передвигается последовательно, циклы заливок повторяются. Очередной ряд формуют спустя сутки, так как бетонная смесь должна отвердеть.

Такой способ позволяет предусматривать облицовку стен сразу. С этой целью в опалубку закладываются облицовочные кирпичи, а оставшаяся часть конструкции наполняется бетонным раствором. Таким способом можно устроить цокольный этаж по ленточному фундаменту, возвести стены для гаража и т. д. При формовке стен в стены заделываются деревянные вкладыши, предназначенные для фиксации оконных и дверных конструкций. Данный метод используется при строительстве пустотных стен.

Преимущества и отрицательные моменты применения пенобетонного блочного материала

Зачастую производители выпускают материал, габариты которого не соответствуют требуемым параметрам. Увеличивается расход клея, возникает вероятность образования «мостиков холода».

Возникают сложности в выборе нужной марки бетонного материала, которая должна совместить в себе отменную прочность, способность сохранять тепло.

Появляются ограничения по высоте объекта – здание не должно иметь более двух этажей.

На штукатурном слое из-за усадки образуются трещины. Поверхность стен нуждается в отделочных работах как изнутри, так и с наружи. Следует так же подумать про утепление.

На пенобетонные стены подойдет не каждое железобетонное перекрытие.

В обязательном порядке выполняется армирование кладочных рядов.

Достоинства заключаются в возможности поэтапного выполнения работ и отбраковке низкокачественных элементов. Кроме того, строительство стен можно вести своими силами, не привлекая специальную технику и дополнительных работников.

Заключение

Монолитный блок – это популярный на сегодняшний день материал. Но решение по его применению всегда остается за потребителем, потому что кроме достоинств имеются и отрицательные моменты.

Страница не найдена — Все о бетоне

От правильного выбора фундамента зависит прочность, надёжность и устойчивость здания. Грамотный расчёт и монтаж

Композитный универсальный строительный материал пескобетон м150 позволяет добиться максимально качественных и надежных результатов, причем

Керамзитобетон

Первый раз керамзитобетонные блоки стали применять в строительной сфере около шести десятков лет тому

Пенобетонные блоки зачастую применяются для возведения малоэтажных построек. Именно по этой причине этот материал

Другие виды и марки

Скучные и невыразительные виды стеновых материалов, применяемых в частном малоэтажном строительстве, постепенно стали сменяться

Другие виды и марки

Современный и инновационный продукт пена цемент Макрофлекс производится компанией Henkel. При помощи такой строительной

Выполняется демонтаж стены из пеноблоков, когда необходима перепланировка помещения с целью уменьшения либо добавления

Строительство

Изолирование – это одна из ключевых потребностей в современном строительстве. Влага, тепло, звук –

Скамьи Монолитный блок-скамья «Французский монолит»

— Как узнать цену доставки?
   Доставка рассчитывается исходя из удаленности Вашего объекта, от склада, а так же тоннажа и габаритов изделий. Мы в течении 3х минут рассчитаем ваше предложение с доставкой и выставим Вам коммерческое предложение.

— Откуда берется цена доставки?
   Доставка рассчитывается исходя из удаленности объекта от склада завода. Стоимость доставки делится на количество позиций исходя из веса изделия, заказав 1 изделие, вся стоимость доставки упадет на него, если же в заказе 10 позиций, цена доставки в равной степени распределится по этим 10-ти позициям.

— Откуда везете?
   Доставка осуществляется напрямую с производства. Производство находится в г. Сафоново Смоленской области и всегда готово принять Вас в гости.

— Что за завод? Как называется?
   Продукция изготавливается на нашем собственном производстве. Завод носит название нашей компании, Завод ЖБИ «Бетон Проект» и находится в г. Сафоново Смоленской обл. Вы всегда можете приехать к Нам на производство и лично убедиться в качестве нашей продукции. Так же вы можете оплатить продукцию напрямую на производстве.

— Почему цена выше некоторых конкурентов?
   У нас самая низкая цена на изделия ГОСТ в центральном регионе. Многие производители снижают качество изделий в пользу цены. Если Вы нашли цену дешевле, всё просто! Значит это цена не на ГОСТ-качество. Цена изделия складывается из нескольких составляющих. Главным из них является себестоимость материала, которая определяет эксплуатационные и технические характеристики продукции. В цену входит стоимость рабочей силы, использование форм, доставка нерудных материалов на завод, доставка металла. Мы в любой момент готовы предоставить полноценную техническую раскладку любого изделия, где отражена стоимость всех составляющих. Бетон Проект — единственная компания на рынке ЖБИ, кто идет на предоставление подобных данных.

— Почему нельзя заказать меньше 15 тысяч? Вы работаете только оптом?
   Некоторые позиции изготавливаются в ограниченных объемах. А те позиции, которые производятся на склад, мы отгружаем именно со склада завода. Складские помещения по областям – это прямое неразумное удорожание цены. Поэтому доставка изделий на объект прибавляет значительную стоимость к продукции. Нами было высчитано, что при заказе более 15 тысяч, выгода от приобретения продукции у Нас, становиться больше. Даже если Ваш объект находится очень далеко от нас. Если же у Вас небольшая заявка (менее 15 тысяч) по продукции, которая изготавливается в Вашей области или которая находится на складе Торгового Дома в Вашей области, дешевле будет приобрести продукцию на ближайших заводах.

— Где можно забрать?
   Самовывоз производится с нашего произвосдтва в г. Сафоново Смоленской обл.

— Есть ли у Вас склад в Москве?
   У нас отсутствует склад в Москве или Московской области, т.к. это будет негативно сказываться на стоимости товара, потому что будет влечь за собой дополнительные расходы.

— Вы работаете с НДС?
   Да, компания ООО «Бетон Проект» работает на ОСНО и является плательщиком НДС. Все цены на сайте указаны с учетом НДС.

Монолитный фундамент под дом из газоблоков

Фундамент, при устройстве которого используют бетонные монолитные плиты, по праву считается одним из самых надежных, обеспечивающих максимально низкий уровень нагрузки на почву и равномерность распределения деформационных нагрузок при усадке. Также фундамент может быть монолитно-ленточного типа или столбчатым с обвязкой из железобетонного пояса.

Монолитный фундамент устойчив к деформирующим изгибающим нагрузкам. Фундамент из монолитного бетона сводит к минимуму воздействия нагрузок этого типа, предотвращая образование трещин в несущих стенах. Основным материалом для изготовления фундамента монолитного типа служит бетон высокой прочности. Для армирования используются металлические пруты диаметром более 12 – 14 мм. Монолитные фундаменты можно устраивать на грунтах любого типа и в любых климатических условиях, так как он способен выдерживать большие колебания грунта и предотвращает возможность перекосов здания в экстремальных условиях.

Однако для того, чтобы принять обоснованное решение по конструкции фундамента частного дома, требуется проведение геологических исследований и инженерно-строительных расчетов. Для этого необходимо обратиться к специалистам, способным провести необходимые изыскания и выполнить расчет характеристик будущего фундамента.

Устройство сплошного фундамента из монолитной железобетонной плиты

При устройстве этого фундамента плита укладывается под всей площадью строения. Это позволяет значительно уменьшить уровень нагрузки на поверхность почвы. Плиточный фундамент хорошо выдерживает нагрузки, образующиеся при усадках и вспучивании грунта во время его замораживания или оттаивания.

При устройстве фундамента дома из газобетона под плитой обязательно устраивается двухслойная водонепроницаемая изоляция на тонком бетонном основании. Затем устраивается каркас из арматуры для фундаментной плиты, который заливается бетонной смесью. Когда бетонная смесь окончательно застынет, производится монтаж опалубки и каркаса из арматуры для устройства стен. Каркас представляет собой единую конструкцию, связанную с отмосткой. В целях недопущения раздувания опалубки бетонной смесью во время заливки, она закрепляется швеллерами или балками из других материалов, домкратами и стягивающими болтами. Щели в опалубке с внутренней стороны заделываются при помощи рубероида или полиэтиленовой пленки.

Бетонная смесь заливается послойно с толщиной отдельных слоев, не превышающей 15 см. При помощи лопат смесь разравнивается и уплотняется штыкованием. Затем опалубку снаружи обстукивают, чтобы бетонная смесь заполнила возможные внутренние пустоты.

Фундаменты с армированием бетонируются за 1 прием. Когда бетонная смесь затвердела и приобрела требуемую прочность, демонтируют опалубку. На заключительном этапе засыпают пустоты между наружной поверхностью фундамента и стенками котлованной выемки.

На цокольной части стены, опирающейся на фундаментную монолитную плиту и в месте ее опоры, устраивается гидроизоляция высотой в 50 см и более, как с наружной, так и с внутренней ее стороны.

Утеплитель, в соответствии с расчетными данными, должен быть толщиной в 50 мм и более. Утеплитель устраивают под свесом кладки и ограничивают шириной свеса или, если его толщина превышает ширину свеса, он может выступать. Материал для утеплителя выбирают, опираясь на конструктивное решение по устройству фундамента, но наиболее подходящим является ЭППС (экструдированный пенополистирол).

Монолитный фундамент ленточного типа

В случае устройства монолитного фундамента ленточного типа наружные стены рекомендуют устраивать на цоколе, который должен быть высотой в 50 см и более от поверхности отмостки, чтобы избежать намокания кладки стен. Устойчивость строения обеспечивается жесткой горизонтальной рамой, выполненной из монолитного железобетона по всему его периметру.

Небольшой относительный вес газобетонных блоков, используемых при строительстве дома, позволяет углублять ленточный фундамент на небольшую глубину. Это актуально также и для домов с деревянными стенами. В случае, когда под домом по плану должно быть устроено подвальное гаражное или цокольное помещение, фундамент ленточного типа углубляют, согласно плану.

Фундамент монолитный столбчатого типа

Каркасом столбчатого фундамента являются столбы, которые монтируют под всеми углами строения, под всеми пересечениями внешних и внутренних стен и под всеми местами с высокой нагрузкой. Устраиваются столбы из каменного или кирпичного материала, из бетонной смеси или железобетона. При устройстве столбов исключительно важно не допускать отклонения их от вертикали.

Заполняется пространство между столбами щебенкой или крупнозернистым песком. Столбчатый фундамент не рекомендуется устраивать на участках с большими перепадами высот и на почвах со слабонесущими свойствами. Столбчатый фундамент нельзя использовать как основание для постройки зданий из газобетонных блоков, имеющих цокольное, гаражное или подвальное помещение.

При строительстве на фундамент для дома из газобетона должна быть устроена гидроизоляция, как по вертикали, так и по горизонтали согласно строительному проекту. Для устройства стен цокольного этажа и подвала могут использоваться монолитные и бетонные плиты, которые утепляются и оборудуются гидроизоляцией.

Смеситель для умывальника монолитный Lemark Unit LM4506C

Тип смесителя	Однорычажный
Назначение	Для раковины
Стилистика дизайна	Hi-tech
Гарантия	4 года
Цвет	Хром
Длина излива	12.8 см
Высота излива	7.9 см
Выдвижной излив	Нет
Вес	2 кг
Производитель	Lemark
Серия	Unit
Страна производства	Чехия
Материал	Латунь
Тип переключателя	Керамический картридж
Форма	Прямоугольная
Отверстие для монтажа	На одно отверстие
Тип подводки	Гибкая
Стандарт подводки	1/2″
Тип излива	Традиционный
Вращение излива	Фиксированный
Покрытие	Хром
Материал картриджа	Керамика
Диаметр картриджа	35 мм
Область применения	Бытовая
Оснащение	Гибкая подводка, Аэратор, Крепление
Совместима с проточным водонагревателем	Да

Разборно-монолитный блок бетонной биологической защиты от излучения

УВАЖАЕМЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ!

Руководствуясь действующим законодательством Российской Федерации (Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 152-ФЗ «О персональных данных»), а также предписаниями Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), ООО «Фундамент-СПб» уведомляет Вас о порядке сбора, обработки и хранения персональных данных, полученных из сети интернет. В зависимости от использования Вами тех или иных функций сайта могут быть получены следующие персональные данные: ФИО, адрес электронной почты, номер телефона. Персональные данные собираются с целью консультации пользователей о предоставляемых услугах посредством обмена текстовыми сообщениями, телефонными звонками либо письмами электронной почты. Мы удаляем индивидуальные данные, предоставляемые Вами добровольным образом, включая имена, адреса электронной почты и телефонные номера.

Мы не передаём Ваши персональные данные третьим лицам. На сайте используются технологии, позволяющие собрать некоторые технические сведения о пользователе, в частности — адрес интернет-протокола; операционную систему Вашего устройства и его тип; интернет-браузер, используемый для просмотра нашего сайта, а также данные о веб-сайтах и других способах источников перехода на наш сайт. В эту группу собираемых данные не входят персональные данные, они собираются исключительно в целях отображения статистических данных об использовании нашего сайта. На пользователей сайта может быть направлен маркетинг на базе списков пользователей, с применением систем провайдеров услуг третьей стороны (например, Google). В маркетинге на базе списков пользователей используются списки, составленные по использованным на данном сайте файлам куки. При осуществлении маркетинга на базе списков пользователей соблюдается, в частности, политика персонализированной рекламы Google Inc., последнюю версию которой можно прочитать по адресу https://support.google.com/adwordspolicy/answer/143465?hl=ru. Управлять настройками рекламных инструментов Google-маркетинга Вы можете на странице: http://google.com/ads/preferences.

С персональными данными, предоставляемыми в добровольном порядке осуществляется совершение следующих операций: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка). В соответствии с действующим законодательством предоставление какой-либо информации о не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено. Мы не проверяем достоверность персональных данных, предоставляемых пользователем, и не имеем возможности оценивать Вашу дееспособность. Мы исходим из того, что Вы предоставляете достоверные персональные данные и поддерживаете такие данные в актуальном состоянии. Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мною в любое время на основании письменного заявления.

Монтаж сборно-монолитного перекрытия: инструкция

Не допускается при монтаже использовать поврежденные элементы (треснутая бетонная пята балки, деформированная или лопнувшая арматура, треснувший блок или блок с отломанным зубцом).

Условия хранения балок со свободной арматурой не отличаются от хранения остальных блоков из газобетона с тем условием, что балки должны храниться на ровной устойчивой поверхности, исключающей деформацию или растрескивание балки.

Монтаж балок производится вручную или с применением средств малой механизации.

Перед укладкой балок горизонтальная поверхность стены должна быть очищена и, если имеются неровности, выровнена рубанком 5 для создания гладкой опорной поверхности.

В случае наличия неровностей более 15 мм, а также при пролётах более 6 м, рекомендуется использовать бетонную или цементно-песчаную стяжку, раствор и схема армирования проводится в соответствии с проектом.
 

Временная опора

На время монтажа и бетонирования сборно-монолитного перекрытия для поддержки балок должны быть организованы промежуточные временные опоры — телескопические стойки и профильные трубы в качестве реек. Временные опоры передают нагрузку на перекрытие несущая способность которого должна быть не менее 400 кг/м2.

При отсутствии телескопических стоек можно использовать деревянные столбы диаметром 140-160 мм. Металлические трубы можно заменить подпорными рейками из досок сечением не менее или брусков размером не менее 100 мм.

Расстояние между рейками и расстояние между опорными столбами, удерживающими одну подпорную рейку, должны быть не более 1,5 м. При использовании деревянных брусков или досок требуется обеспечить прочность формы конструкции за счет диагонального укрепления столбов с помощью прибитых досок.

Чтобы исключить погружение в землю опорной конструкции и распределить нагрузку на перекрытие, столбы необходимо ставить на подкладки.

При устройстве перекрытий в многоэтажных зданиях опоры под перекрытия опоры на каждом этаже здания должны устанавливаться по одной оси.

Запрещается использовать в качестве подпорных реек доски, с сучковатой структурой, выходящей на опорную поверхность.

Стойку запрещается наращивать дополнительными короткими досками.
 

Перекрытие. Монтаж Т-образных блоков

Т-образные блоки укладываются вручную  вдоль  уложенных балок. Необходимо обеспечить минимальный зазор между соседними блоками.

Первый и последний блоки линии перекрытия должны быть подогнаны к внутреннему краю опорной стены.

Узел сопряжения сборного перекрытия и несущей стены должен быть выполнен в соответствии с проектом.

Т-Блоки перекрытия первого ряда со стороны стены опираются одной стороной на балку, другой на стену или ригель. Зона опоры определяется в проекте, но должны быть не менее 20 мм.

Т-блоки  также,  в  случае  необходимости  распиливаются.  Распиленные  блоки устанавливаются только в крайние положения с опорой не менее 20мм на стену(ригель).

Не рекомендуется укладывать балки в одну линию, если толщина внутренних несущих стен меньше 25 см.

По окончании укладки элементов перекрытия поверх арматуры балок укладывается  арматурная  сетка,  если  не  определено  проектом,  100х100х5  мм.  Ее положение, высота установки и связь с верхней арматурой балки определяется проектом. Укладка отдельных сеток между собой производится с нахлестом 150-170 мм.

Армированный пояс из монолитного железобетона

Армированный пояс — это элемент, связывающий несущие стены здания по всему периметру, придающий конструкции пространственную жесткость и равномерно распределяющий нагрузку от перекрытия на несущие стены.

Каркас пояса устраивается непосредственно на стене в уровне межэтажного перекрытия и всегда выполняется замкнутым. Желательно нижний ряд арматуры установить на арматурные фиксаторы во избежание повреждения ряда блоков и создания защитного бетонного слоя.

Диаметр арматуры выбирается из проекта, обычно это 3 или 4 продольных стержня Ф10-12мм. связанных между собой проволокой(хомутами) с шагом 200-300мм.

 

Продольная арматура пояса последовательно связывается внахлест 900-1000мм. или сваривается. Стыковка арматуры в углах требует особо ответственного подхода. Армированный пояс бетонируется одновременно со сборно-монолитным перекрытием. Если вместо сборно-монолитного перекрытия проектом выбрано перекрытие из железобетонных плит, то армированный пояс бетонируется в предварительную опалубку.

После бетонирования армирующий пояс необходимо утеплить минераловатным утеплителем, выполнить предусмотренную проектом облицовку пояса.

Если проектом предусмотрен армирующий пояс из U- блоков, то его устройство аналогично устройству перемычек из U-блоков по всему периметру здания. Армирующая часть должна быть замкнута по всему периметру, к стыковке каркаса в углах подход также особо ответственный.

U-блок и будет являться несъемной опалубкой для будущего армированного пояса здания.

Бетонирование

Работы по бетонированию должны производиться при температуре воздуха выше +5.

Перед бетонированием  сборно-монолитных  перекрытий  требуется  провести контроль всех опорных элементов конструкции на соответствие их требованиям проекта и настоящей инструкции. Перед бетонированием необходимо произвести очистку всех поверхностей от грязи и пыли, очистку арматуры от грязи, пыли и коррозии.

Перед бетонированием обязательно необходимо смочить поверхности газобетона. Бетонирование монолитной части производится мелкозернистым (максимальная величина зерен — 10 мм) тяжелым бетоном, класса установленного в проекте. При бетонировании полости требуется заполнять равномерно, во избежание образования мест с повышенными напряжениями.

После заливки бетон необходимо уплотнить штыкованием. В случае возникновения прогиба конструкции на участке необходимо немедленно остановить работы. Дальнейшие работы допускается проводить только после выяснения причин и устранения всех недоработок.

Уложенную бетонную смесь, чтобы избежать пересыхания поверхностных слоев, необходимо периодически увлажнять. Во время проведения бетонирования участка перекрытия не допускается проведение укрепления опорных конструкций.

КАТЕГОРИЧЕСКИ запрещается нахождение людей под перекрытиями!!!

Демонтаж опорной конструкции допускается после набора бетоном 70% проектной прочности. При средней температуре выше 10 градусов демонтировать опоры рекомендуется не ранее чем через 10 дней, от 5 до 10 градусов — через 20 дней. Во время снятия опор необходимо контролировать на предмет повреждений фрагменты перекрытий, в частности блоки.

определение монолита по The Free Dictionary

Тувия из Птарта наблюдала за тенью за монолитом у выхода на проспект напротив нее.

Что-то незаметно двигалось в тени одного из огромных монолитов, выстроившихся вдоль проспекта, когда оно входило на площадь напротив нее!

Держась в тени огромных монолитов, выстилающих Авеню Набережных спящего Аантора, он подошел к площади.

На мгновение он появился в этой гранитной раме, как ангел хаоса, но, отталкивая боковые скалы, он потерял точку опоры из-за монолита, который давил на его плечи, и валуна, давящего на него. со всей своей тяжестью повалил великана на колени.Полчаса спустя я сидел на скамейке и с большим интересом осматривал благородный монолит, по которому мы скользили, — монолит, созданный не человеком, а великой свободной рукой Природы — массивный пирамидальный камень высотой восемьдесят футов, изобретенный Природой десять миллионов лет назад, в тот день, когда достойный человек должен был нуждаться в нем для своего памятника. Место получило свое название от каменного столба, стоявшего там, странного грубого монолита, из пласта, неизвестного ни в одном местном карьере, на на котором была грубо вырезана человеческая рука.Вокруг могущественного монолита были разбросаны сфинксы с благородным лицом, вырезанные из египетского гранита, твердого, как синяя сталь, чьи очертания не заметили и не испортили пять тысяч лет. никто из нас не видел; Гагула старалась избежать этого; но я почти не сомневаюсь, что там был какой-то очень простой рычаг, который очень мало сдвигался под давлением в секретном месте, тем самым придавая дополнительный вес скрытым противовесам и заставляя монолит оторваться от земли.

Эта внутренняя стена была образована небольшими круглыми башнями, чередующимися по всей вершине с остроконечными монолитами. Местами они обрушились, и стена была разрушена, но она была в гораздо лучшем состоянии сохранности, чем внешняя стена.

По обе стороны от его большого входа стояли ряды высоких колонн, каждая из которых была увенчана огромной гротескной птицей, вырезанной из твердой скалы монолитов.

Со всех сторон от вас, пока вы идете, дома этих забытых людей с их могилами и огромными монолитами, которые должны были обозначать их храмы.Monolith (ранее TokenCard) — это децентрализованная банковская альтернатива, работающая на Ethereum.

монолитный блок — Немецкий перевод — Linguee

Во-первых, […] Армия Пакистана — это или a монолитный блок a n d оппозиция изнутри […] собственных рядов не редкость, […] , особенно от могущественной секретной службы ISI. bti2003.bertels … mation-index.de	Zum einen ist das Militr […] auch в Па kist an k ei n monolithischer Block, so das s Wi de rstand […] auch aus den eigenen Reihen nicht […] selten ist, zum Beispiel aus dem mchtigen Geheimdienst ISI. bti2003.bertels … mation-index.de
Из этого следует, с одной стороны, требование «культурологов», что традиция […] и культура не соответствуют […] быть введенным в pla y a s монолитный блок n o r как священные органы, […] для вывода […] их так из всякого критического анализа по стандарту прав человека! С другой стороны, требование либерально сформированных «универсалистов» исправить условное разделение частной и общественной сферы таким образом, чтобы способствовать «дискурсивному сомнению противоречивых культурных и религиозных обычаев и развитию культуры гражданского творчества». ! сговор.de	Daraus folgt zum einen die Forderung an die […] «Kulturalisten», da Tradition […] und Kul tu r we der al s monolithischer Block no ch als sak ro sankte […] Autoritten ins Spiel zu serveen […] sind, die jeder kritischen Prfung am Mastab der Menschenrechte entzogen wren; zum anderen ergibt sich hieraus die Forderung an die liberal geprgten «Universalisten», die herkmmliche Trennung von privater und ffentlicher Sphre so zu korrigieren, da «die diskursive Infragestellung strittiger kultureller und религиозный исследовательский центр развития» Diese Kreativitt ist es, die den Individual und Gruppen abverlangt, in der ffentlichkeit vertretbare Rechtfertigungen zu entwickeln und sich mit anderen Standpunkten als ihren eigenen auseinanderzusetzen. con-spiration.de
В Финляндии, но я полагаю, ситуация примерно такая же везде, где национальная политика не видит […] ценность европейских новостей, они винят во всем ЕС или смотрят на […] ЕС как бы это было o n e монолитный блок . europarl.europa.eu	In Finnland — und ich denke die Situation unterscheidet sich von jener in anderen Lndern nicht — sehen nationale Politiker den Wert […] europischer Nachrichten nicht, sie machen die EU fr alles verantwortlich oder […] betrach te n di e EU a ls monolithischen Block . europarl.europa.eu
Развивающиеся рынки — это , , , , , , , , , монолитный блок, . ifrsplus.at ifrsplus.at	Die Emerging Mar ke ts s ind ke в монолитном блоке . ifrsplus.at ifrsplus.at
Европа — это , , , , , , , , , монолитный блок, , , , , , , , или , европейский […] социальная модель. roteseuropa.de roteseuropa.de	Weder Europa noch das europische […] Sozialmod el l si и in monolithischer Block . roteseuropa.de roteseuropa.de
Мы остаемся более гибкими при интеграции наших различных систем […] вместо адаптации наших процессов к a монолитный блок . inubit.com	Wir bleiben flexibler, wenn wir unsere vielen kleinen Systeme integrieren, также wenn wir […] unsere Pr ozes se e in em monolithischen Block a npa sse n . inubit.com
Flexis […] Collaboration Suite не является ри gi d , монолитным блоком ; b ut системное решение […] , который легко интегрируется с […] существующих ИТ-ландшафтов — отчасти благодаря его модульной структуре и вытекающей из этого гибкости (например, системы MES, ERP или SCM). flexis.com	Пакет для совместной работы Bei der flexis handelt es sich […] nicht um e inen sta rre n, monolithischen Block, son der n um ei ne Systemlsung, […] die aufgrund ihres […] модульных Aufbaus und der daraus resultierenden Flexibilitt leicht в лучшей IT-Landschaften (etwa MES-, ERP- или SCM-Systeme) интегральной панели, что дает возможность анонимного доступа и доступа в любом месте Mae zukunftssicher is. flexis.de
У стены сбоку от дома имеем […] Установлен фонтан n: a монолитный блок o f s тон в резервуаре […] вода, из которой бьет вода. erikdhont.com	An einer Wand neben der Wohnung haben wir einen […] Springbrunnen pla tz iert: ei n monolithischer G esteinsblock in e in em Wasserbecken, […] aus dem Wasser ausstrmt. erikdhont.com
Эта смесь растений создает интригующее разнообразие листьев, напоминающих змеиную кожу, […] так что формы не читают как монолитный блок . erikdhont.com	Durch diese Kombination entsteht eine wunderbare […] Farb- und Blttervielfalt, di e wie e in e Art Schlangenhaut wirkt, und die Formen […] werden n icht als e in monolithisch an mut ender B lock wahrgenommen. erikdhont.com
XLplus не будет устанавливать ll a монолитный блок o f t ools вы не можете […] oversee — вместо этого вы решаете, какие функции вы хотите установить и использовать. xlplus.de	XLplu s wird kei ne n monolithischen Block an To ols i ns tallieren, […] den Sie nicht berblicken knnen. Stattdessen, entscheiden […] Sie, welche Features Sie installieren und nutzen mchten. xlplus.de
Flexis […] Collaboration Suite не является монолитным блоком gi d , , b ut системным решением […] , который легко интегрируется с […] существующих ИТ-ландшафтов, отчасти благодаря его модульной структуре и вытекающей из этого гибкости (например, системы MES, ERP или SCM). flexis.de	Пакет для совместной работы Bei der flexis handelt es sich […] nicht um e inen sta rre n, monolithischen Block, son der n um ei ne Systemlsung, […] die aufgrund ihres […] модулей Aufbaus und der daraus resultierenden Flexibilitt leicht в лучшей IT-стране (etwa MES-, ERP- или SCM-Systeme) интегральная панель ist. flexis.de
Планировалось смешать гранулированные низко- и среднеактивные отходы до суспензии, которая должна была быть […] закалена в каверне до п.м. a монолитный блок . endlagerung.de	Granulierte schwach- und mittelradioaktive […] Abflle sollten zu einer Suspension vermischt werden, die in der […] Kaverne z u eine m monolitis che n Block a ush rt en so ll te. endlagerung.de
Этот находится в направлении Большого Муверана, который составляет t h e монолитный блок o n e видит на заднем плане слева, и Dents de Morcles, что это скалистая гора […] вправо. destination-montagne.ch	Hier ge ht die Sicht in Richtung Grand Muveran, d er riesige Fe lsbrocken der man links im Hintergrund sieht, und die Dents de Morcles, der felsiger Gipfel rechts. destination-montagne.ch
Однако разнообразие также является фундаментальной характеристикой Европы. Континент […] никогда не было так много монолитный блок Китайская империя. eurotopics.net	Allerdings gehrt zu Europa auch die Verschiedenheit: Der […] Kontinent wa r nie ei n s o monolithischer Block wie da s chi ne sische Reich. eurotopics.net
Они работают […] без прокладок в герметичном исполнении al e d монолитный блок . pfaudler.de	Als hermethi sc h di chte r monolithischer Block arb eiten s ie dichtungsfrei. pfaudler.de
По мере необходимости […] противовес централизации a n d монолитный блок b u il ding — хотя и производительный […] , которые могут быть другими способами […] Разнообразие было и останется одной из сильных сторон DFG. dfg.de	Герад как notwendiges Gegengewicht […] zu Zen tr ierun g u nd monolithischer Blockbildung , die в и erer Weise […] produktiv sein mag, ist […] und bleibt sie eine groe Strke der DFG, aus der wir schpfen knnen und fr die sich alle Mhe ebenso wie — und hier schliee ich den Kreis — ab und an ein wenig Mue immer lohnen. dfg.de
QA Navigation SLM не является, в отличие от многих других продуктов s, a монолитным блоком , b ut набором независимых инструментов, которые помогают пользователю [. ..] для выполнения своей миссии. piqa.com	Система управления качеством навигации SLM представляет собой модульную систему программного обеспечения, которая содержит компоненты, необходимые для работы с заданными параметрами. piqa.com
Рядом с прессом находится пружина, которая используется для прессования масла […] из гаек а nd а монолитный блок o f г ранит где […] масло собрано. kanuland.ch	Der Mahlstein neben der […] Presse diente de r Gewinnung v on l aus Nssen, […] das in einem Granitblock aufgefangen wurde. kanuland.ch
Весь […] оптический блок shap es a монолитный блок t h at включает все элементы […] для разброса и иллюстрации датчика. stz-ilmenau.de	Die gesamte optische […] Einheit bi ldet ein en monolithischen Block, de r all e Elemente […] zur Dispersion und zur Abbildung auf dem Sensor enthlt. stz-ilmenau.de
Экструдированный активированный уголь / ca rb o n монолитный блок s t ru кристаллы могут быть изготовлены из порошка активированного угля через […] далее […] обработки, такие как экструзия. helsatech.de	Aus pulverfrmigen Aktivkohlen lassen sich durch Weiterbearbeitung extrudierte Aktivkohlen / Formkohlen erzeugen. helsatech.de
Цельносварные модели, с […] a герметично t ig h t монолитный блок , o pe скорость без прокладок. esk.com	Версия In der vollverschweiten, mit dem […] herme ti sch d ich ten monolithischen Block , a rbe iten di e Gerte […] dichtungsfrei. esk.com
Пробоотборник Easidew обеспечивает регулирование расхода и давления, а также встроенный фильтр твердых частиц, вмещающий датчик в монолитном блоке si ng l e a s se мбли. michell.com	Der Easidew Sampler stellt eine Inline Partikelfiltration и Flu- / Druckregelventil als integrationlen Bestandteil des Sensorblocks zur Verfgung. michell.com
Следующие функции: […] интегрировано в t h e монолитно c o ncre t e блок o f B 35 moser-systemelektrik.de	I m monolitischen B eto nkrper a us B 35 sind folgende […] Eigenschaften integriert moser-systemelektrik.de
Муфта […] состоит из a монолитный g l a s s блок w i th два противоположных [ …] скрещенных цилиндрических поверхностей и пассивных выравнивающих кромок. limo.de	Der Koppler besteht […] a us einem einteili gen Glasblock mit zwei z ueinander […] gekreuzten Zylinderoberflchen und passiven Justagekanten. limo.de
Коллиматор […] состоит из a монолитный g l a s s блок w i th два противоположных [ …] скрещенные цилиндрические поверхности с разным фокусом […] длины, которые коллимируют свет от быстрой и медленной осей. limo.de	Dafr besteht der Kollimator […] au s einem einteil igen Glasblock mit zwei z ueinander […] gekreuzten Zylinderoberflchen unterschiedlicher […] Brennweite, die jeweils das Licht von Fast- und Slow-Axis kollimieren. limo.de
Фундамент состоит из a монолитный c o ncre t e блок w h ic h было залито […] за 72 часа из 6400 м3 бетона в конце августа 2007 г. siempelkamp.com	Das Fundament best eh t aus ei ne m monolithischen B et onb lock, d er Ende […] Август 2007 г. innerhalb von 72 Stunden aus 6.400 m3 Beto n gegossen w urde. siempelkamp.com
На третьем этапе созревшие гранулы помещают в металлическую отливку, так называемую машину для формования блоков, где под действием сухого и насыщенного […] пара, это касается окончательного расширения гранул пенополистирола и […] скопление в до a монолитный f o r m ( блок ) m ad e из герметичные ячейки. кум. Ч.	In der dritten Phase werden die gereiften Krnchen в Metallformen, in sog. Блокформен, транспорт. Hier kommt es, aufgrund trockengesttigten Wasserdampfs, zur endgltigen […] Expandierung der Krnchen EPS und […] zum Zus am menkl ebe n in e ine monol iithi sc he Form, d ie sic h au s geschlossenen […] Zellen zusammensetzt. кум. Ч.

Изучение возможностей TOF детекторных блоков ПЭТ на основе крупных монолитных кристаллов и аналоговых SiPM

Phys Med. 2020 Фев; 70: 10–18.

Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M), Centro Mixto CSIC — Universitat Politècnica de València, 46022 Валенсия, Испания

Поступило 12 июля 2019 г .; Пересмотрено 8 ноября 2019 г .; Принято 4 декабря 2019 г.

Авторские права © 2020 Associazione Italiana di Fisica Medica.Опубликовано Elsevier Ltd.

Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Монолитные сцинтилляторы чаще используются в оборудовании для ПЭТ из-за их преимуществ с точки зрения точной оценки положения падающих гамма-лучей, как планарных, так и глубины взаимодействия, их повышенной эффективности и ожидаемых временных характеристик.Такие временные характеристики были изучены, когда эти блоки соединены с цифровыми фотодатчиками, показывающими отличное временное разрешение.

В этой работе мы изучаем временные характеристики детекторов, состоящих из монолитных кристаллов и аналоговых SiPM, считываемых ASIC. Сцинтилляционный свет распространяется по кристаллу к фотодатчикам, что приводит к срабатыванию большого количества каналов SiPM и ASIC. Это было изучено в связи с разрешением по времени совпадения (CTR). Мы использовали монолитные блоки LYSO размером 50 × 50 × 15 мм ³ , соединенные с массивами SiPM (8 × 8 элементов с площадью 6 × 6 мм ² ), которые составляют детекторы, подходящие для клинического применения.

Хотя для пары кристаллов 3 × 3 × 5 мм ³ LYSO был достигнут CTR на уровне 186 пс на полувысоте, при использовании монолитного блока и массивов SiPM наблюдался необработанный CTR более 1 нс. Было изучено оптимальное присвоение меток времени, а также методы компенсации ошибок временного сдвига и временного обхода. В этой работе описаны все шаги, которые необходимо предпринять для повышения CTR. В итоге было измерено среднее временное разрешение детектора 497 пс на полувысоте для всего толстого монолитного блока. Это улучшается до 380ps FWHM для интересующего центрального объема рядом с фотодатчиками.Также включены временные зависимости от глубины взаимодействия фотонов и положения на плоскости.

Ключевые слова: TOF-PET, монолитный кристалл, ASIC, SiPM

1. Введение

С момента разработки первых сканеров для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) еще в 80-х годах было приложено несколько усилий для обеспечения точного определение времени аннигиляционных фотонов с энергией 511 кэВ [1], [2], [3]. Эта информация, обычно известная как Time-Of-Flight (TOF), напрямую влияет на улучшение контрастности реконструированных медицинских изображений [4].Бесспорно, постоянные исследования в этой области и потенциальное достижение так называемого разрешения по времени совпадения (CTR) до значений ниже 100 пс при полной ширине на полувысоте (FWHM) приведет к определенной технологической революции в обоих направлениях. клиническая и доклиническая практика ПЭТ [5].

Для достижения превосходного временного разрешения в оборудовании для ПЭТ необходимо учитывать несколько факторов, таких как эффективный фотодатчик, демонстрирующий быстрое время нарастания, высокую квантовую эффективность (QE) и относительно высокое усиление [6].Фотодатчиком с такими характеристиками, который очень часто используется в детекторах гамма-излучения, является фотоумножитель (ФЭУ). Они использовались в нескольких приложениях, демонстрируя также возможность их использования в качестве важных компонентов детекторов TOF-PET [6], [7]. Альтернативным фотодатчиком является кремниевый фотоумножитель (SiPM) [8], [9]. Последние работы показывают, что SiPM все больше преобладают над PMT в детекторах гамма-излучения из-за их компактных размеров, совместимости с магнитными полями и высокой эффективности фотодетектирования (PDE).Вкратце, принцип работы SiPM основан на сумме всех внутренних однофотонных лавинных диодов (SPAD). Это по своей сути вносит некоторую неопределенность в генерацию метки времени события. Альтернативный подход к SiPM был представлен компанией Philips Digital Photon Counting (Ахен, Германия) с так называемыми цифровыми кремниевыми фотоумножителями (dSiPM). По своей архитектуре каждая ячейка состоит из своего независимого SPAD и считывающей электроники, и она способна обнаруживать ровно один фотон.Подробное описание их принципа работы и характеристик можно найти в [10], [11].

Еще одним ключевым элементом детекторного блока является сцинтилляционный кристалл. Последние достижения в этой области позволили разработать системы TOF-PET [12], [13], [14]. Сцинтилляционный кристалл, подходящий для детекторов TOF-PET, помимо высокой тормозной способности, должен также обладать высокой начальной интенсивностью фотонов [4]. Эта характеристика может быть достигнута за счет адекватного светового потока и короткого времени затухания.

В настоящее время доступно несколько типов и составов кристаллов, подходящих для TOF [15]. В детекторах гамма-излучения используются в основном два типа сцинтилляторов, а именно пиксельные кристаллы и монолитные блоки. Оба типа кратко описаны ниже, а акцент в данной работе сделан на втором типе.

Для достижения очень хорошего временного разрешения заявленный наиболее эффективный подход заключается в использовании массивов пиксельных кристаллов с размерами пикселей, которые соответствуют размерам активной области фотодатчика, что называется взаимно-однозначной связью.Пример такого подхода можно увидеть слева. В этой конфигурации после некоторых внутренних отражений сгенерированных оптических фотонов внутри кристаллического пикселя они в конечном итоге выходят и собираются в основном одним элементом фотодатчика без значительных потерь для соседних фотодатчиков. Это позволяет собирать большое количество видимых фотонов за заданный короткий промежуток времени. Основное ухудшение, наблюдаемое в этом случае, — это некоторая задержка оптических фотонов на пути к фотодатчикам из-за эффективности передачи света (LTE) и разброса времени передачи света (LTTS) [6], [16].Более того, пространственное разрешение детектора ограничено размером пикселя. Ухудшение CTR увеличивается для более длинных световых путей, то есть для более толстых сцинтилляторов. Однако эта разница не превышает десятых долей пикосекунд. Альтернативная конфигурация детектора, направленная на улучшение пространственного разрешения детекторного блока, использует кристаллические матрицы с размерами пикселей меньше, чем у элементов фотодатчика, что подразумевает совместное использование сцинтилляционного света между несколькими фотодатчиками [17]. Используются оптические световоды, позволяющие избежать накопления событий в одном фотосенсоре.Этот подход имеет тенденцию ухудшать CTR из-за распространения оптических фотонов между соседними элементами фотодатчика.

Представление распределения сцинтилляционного света для одного гамма-события внутри пиксельного кристалла (слева) и монолитного блока (справа).

Конфигурации детекторных блоков, в которых используются монолитные кристаллы, обеспечивают некоторые преимущества по сравнению с пиксельными кристаллами и, следовательно, делают их хорошими кандидатами для приложений ПЭТ [18], [19], [20], [21]. Толщина и геометрия кристаллов, а также обработка стенок различаются в зависимости от области применения.

В монолитных блоках сцинтилляционные фотоны изотропно излучаются, распространяясь прямо во всех направлениях, в отличие от случая пиксельного кристалла, в котором оптические фотоны удерживаются внутри, отскакивая от стенок, пока не достигнут одного фотодатчика. Распространение света в монолитном блоке позволяет точно декодировать положение гамма-излучения, что является удобным выбором для высокого внутреннего пространственного разрешения детектора [22]. В дополнение к положению монолитный сцинтиллятор в идеале мог бы показать лучшие временные характеристики по сравнению с пиксельным, из-за того, что генерируемые оптические фотоны не страдают от вышеупомянутых внутренних отражений внутри кристаллического пикселя, вносящих задержки во времени.Однако широкий разброс сцинтилляционного света не способствует улавливанию большого количества фотонов на каждом отдельном элементе фотодатчика за очень короткое время, что является обязательным для хорошего TOF. Плохой сбор оптических фотонов и, как следствие, низкое отношение сигнал / шум (SNR) для каждого канала, приводит к срабатыванию шума и ложного сигнала. Для достижения хорошего CTR критически важно использовать высокопроизводительную считывающую электронику, особенно чувствительную к первым фотоэлектронам. Идеальными кандидатами для этой цели являются вышеупомянутые dSiPM, а также новые специализированные интегральные схемы (ASIC), специально разработанные с малошумящей электроникой.

Было опубликовано несколько работ, показывающих, что dSiPM можно успешно комбинировать с монолитными блоками для обеспечения точной информации TOF даже ниже 200ps FWHM [23], [17]. Благодаря своему принципу действия эти фотодатчики могут быть чувствительны к самым первым фотоэлектронам, сохраняя при этом очень низкий уровень шума. Обычно это достигается за счет эксплуатации их при низких температурах -20 ° C, и в то же время они демонстрируют способность отключать микроэлементы с более высоким уровнем шума.

В этой работе мы исследуем пределы временного разрешения, когда большие и толстые сплошные кристаллы считываются аналоговыми SiPM и ASIC. Акцент был сделан на анализе вклада всех фотосенсоров, которые участвуют в каждом сгенерированном распределении сцинтилляций, с целью лучшего понимания формы света и его значимости по отношению к информации о времени. Результаты оценки, а также методы улучшения CTR представляются и обсуждаются с целью пролить свет на пределы временного разрешения для такого рода конфигураций детекторов.

2. Материалы и методы

2.1. Считывание ASIC

Мы выбрали ASIC для чтения, оцифровки и обработки всех сигналов фотодатчиков. Все фотосенсоры считывались индивидуально, избегая схем уменьшения, вносящих шум или дополнительные задержки во временном тракте сигналов. ASIC, который использовался на протяжении всех измерений, был TOFPET2 (PETsys, Portugal). Этот конкретный чип может считывать до 64 каналов, и для каждого из них используются аналого-цифровые преобразователи (АЦП) с интеграцией заряда и преобразователи времени в цифровое преобразование (TDC) с интервалом 30 пс.Внутри ASIC входящий сигнал оценивается двумя аналоговыми схемами, прежде чем он станет действительным гамма-сигналом. Первый связан с синхронизацией сигнала и состоит из двух дискриминаторов. Первый дискриминатор, а именно vth_t1 , использует очень низкий порог напряжения, который обычно соответствует небольшому количеству фотоэлектронов и предназначен для запуска процесса. Выход этого дискриминатора подается на логический элемент И после программируемой задержки. На тот же логический элемент И подается выход второго дискриминатора ( vth_t2 ). vth_t2 установлен на более высокий порог напряжения, чтобы отбросить темновые подсчеты, не вводя в систему какое-либо мертвое время. Выходной сигнал логического элемента И приводит к сигналу запуска, который генерирует метку времени с использованием тактовой частоты 200 МГц. Вторая схема схемы основана на дискриминаторе ( vth_e ), предназначенном для отбрасывания импульсов с относительно низкой амплитудой и работающем в качестве энергетического порога. Только при достижении трех пороговых значений событие гамма-излучения считается действительным. Дополнительную информацию о ASIC и системе сбора данных можно найти, среди прочего, в ссылках [24], [25].

2.2. Фотодатчики SiPM

Использовались фотодатчики SiPM двух типов. Пара SiPM с активной площадью 3 × 3 мм ² (модель PA3325, KETEK, Германия), настроенная на напряжение смещения 31 В, была протестирована с небольшими кристаллами пикселей. Другие эксперименты проводились с использованием двух массивов SiPM 8 × 8 с активной площадью 6 × 6 мм ² каждая (ON-Semi, модель J-серии). Широкая общая активная площадь этих матриц позволяет предположить, что они являются хорошими кандидатами для их интеграции в клинические системы TOF-PET, особенно в сочетании с большими монолитными кристаллами [26].Эти массивы имеют активную зону покрытия 92%, что позволяет собирать большое количество сцинтилляционных фотонов и, таким образом, улучшать отношение сигнал / шум. Большая емкость SiPM с диаметром 6 мм не будет существенно влиять на CTR в сочетании с монолитными блоками, поскольку ожидаемая погрешность из-за рассеяния света может быть больше [27]. Эти массивы SiPM работали при двух напряжениях смещения, 29 и 30,5 В, в зависимости от эксперимента.

2.3. Детекторные установки

Были разработаны два типа экспериментов.Сначала были протестированы пиксельные кристаллы после взаимно-однозначной связи. Цель состояла в том, чтобы охарактеризовать производительность ASIC и всей системы сбора данных. Измерение совпадений проводилось с использованием датчиков SiPM PA3325, связанных с кристаллами LYSO, обернутыми тефлоном 3 × 3 × 5 мм ³ . После этого были проведены эксперименты с двумя элементами фотодатчика из матриц серии J и двумя кристаллическими пикселями LYSO, покрытыми улучшенным зеркальным отражателем (ESR) размером 6 × 6 × 15 мм ³ .Для обоих экспериментов дискриминаторы ASIC были установлены на значения по умолчанию, что означает vth_t1 = 20, vth_t2 = 20 и vth_e = 15, соответственно.

Монолитные кристаллы LYSO имели размеры 50 × 50 × 15 мм ³ , что соответствовало размерам массива SiPM. Эти кристаллы были обработаны черной краской на четырех боковых стенках, чтобы избежать нежелательных внутренних отражений, которые обычно влияют на пространственное разрешение. На входную грань (вверху слева) был добавлен ретрорефлекторный слой.Этот конкретный оптический элемент отражает свет к точке излучения, улучшая сбор света на фотодатчиках, сохраняя при этом распределение света [20].

Вверху слева, монолитный блок (50 × 50 × 15 мм ³ ) со слоем RR на входе. Вверху справа: интерфейсный модуль ASIC TOFPET2. Внизу слева, матрица SiPM 8 × 8 с 6 × 6 мм ² каждый элемент фотодатчика. Внизу справа экспериментальная установка на основе монолитного блока и эталонного однопиксельного детектора.

Для оценки монолитных блоков мы сначала исследовали один блок детектора по сравнению с эталонным детектором, состоящим из отдельного пикселя LYSO размером 6 × 6 × 15 мм ³ , соединенного с одним элементом фотодатчика идентичного массива SiPM (внизу справа) . Этот подход обеспечивает оптимальную характеристику характеристик монолитного кристалла, поскольку он демонстрирует минимальную неопределенность с точки зрения времени. Два детектора были независимо настроены с точки зрения смещения SiPM и пороговых значений.Для эталонного пиксельного детектора мы использовали ту же конфигурацию, что и для начальных экспериментов по взаимно-однозначному связыванию (29 В и пороги по умолчанию). Однако детектор с монолитным блоком был установлен на 30,5 В. Использовались более низкие пороги, поскольку мы наблюдали меньший сбор фотонов на канал. В частности, дискриминаторы напряжения vth_t1 , vth_t2 и vth_e были установлены на 4, 8 и 8 единиц DAQ, соответственно, что означает, что метка времени генерируется на первых 1–3 фотоэлектронах.Эта установка также использовалась во время процедуры калибровки, предназначенной для компенсации погрешностей в метках времени, вызванных ошибками временного сдвига и временного блуждания, а также из-за нелинейности энергии SiPM. Временной ход относится к зависимости определения синхронизации сигнала от его амплитуды заряда, в то время как временной сдвиг относится к временной ошибке, вносимой различными временными путями между каналами ASIC, см. Раздел 3.4 для получения дополнительных сведений.

После этого два идентичных детектора, основанные на монолитных блоках, были испытаны на совпадение.Следует отметить, что для экспериментов с использованием массива фотодатчиков SiPM были разработаны специальные печатные платы (PCB) в качестве интерфейса между платами DAQ и массивами SiPM (см. Вверху справа).

Все измерения проводились при стабильной температуре окружающей среды (± 0,5 ° C) в диапазоне от 7 до 19 ° C, в зависимости от эксперимента. Небольшие температурные дрейфы могут повлиять на результаты, поэтому этому аспекту было уделено особое внимание. Более того, вся сборка была помещена в светонепроницаемую коробку.Во всех экспериментах использовался источник натрия ²² (диаметр 1 мм, 475 кБк). Все результаты, упомянутые ниже, были получены после применения энергетического окна около 30% (350–650 кэВ) вокруг фотопика 511 кэВ.

2.4. Анализ на монолитном детекторе

Для оценки плоских координат XY каждого зарегистрированного гамма-события применялся простой расчет центра тяжести. Что касается вычисления координаты Z, здесь называемой глубиной взаимодействия (DOI), для каждого воздействия гамма-излучения в монолитном блоке мы суммировали энергии, собранные для каждой строки и столбца SiPM 8 × 8.После этого координата Z была определена с использованием средства оценки, описанного как отношение энергии удара в строке (или столбце) SiPM к наивысшему сигналу [20]. Энергия каждого события просто извлекается из суммы всех запущенных каналов.

Для определения оптимального времени мы исследовали фильтр офлайн-позиционирования. Это означает, что событие действительно до тех пор, пока активированные каналы находятся в соседних SiPM (поэтому максимум 8). Таким образом можно исключить ложное срабатывание из-за темновых счетчиков SiPM.

2,5. Испытания временной линейности

Временную линейность системы изучали с помощью двух детекторов на фиксированном расстоянии, в то время как источник ²² Na перемещался в поле зрения между ними. Этот эксперимент проводился с использованием двух монолитных блоков. Мы записали центроид временных распределений и сравнили линейность, наблюдаемую по измеренным экспериментальным центроидам, и ожидаемым значениям.

3. Результаты

3.1. Пиксельные кристаллы: связь один-к-одному

Эксперименты с SiPM KETEK PA3325 и маленькими кристаллическими пикселями показали CTR 186ps FWHM с использованием порогов ASIC по умолчанию.Оба детектора показали энергетическое разрешение около 10,8% после поправки на насыщение SiPM. вверху показаны график энергии и гистограмма CTR. Измерение проводилось при 19 ° C. Испытания были повторены с использованием фотосенсоров 6 × 6 мм ² и пикселей LYSO размером 6 × 6 × 15 мм ³ . Несмотря на большую активную площадь фотодатчиков, которая может вносить дрожание сигнала из-за большей емкости, и толщину 15 мм пикселей LYSO, было получено временное разрешение 330 пс на полуширине (внизу).Для этой установки после повторного применения калибровки энергии было обнаружено, что разрешение по энергии составило 13,7%.

Вверху, энергетический спектр после калибровки энергии одного детектора и временное распределение, полученное с 3 мм SiPM и кристаллами LYSO размером 3 × 3 × 5 мм ³ . Внизу: энергетический спектр (после калибровки) одного детектора и временное распределение, полученное с 6 мм SiPM и кристаллами LYSO размером 6 × 6 × 15 мм ³ .

3.2. Монолитные блоки с разделением света

Источник небольшого размера размещался прямо перед опорным детектором, поэтому во время измерений совпадений облучалась вся площадь монолитного кристалла.Энергетический профиль всех событий в монолитном кристалле показан в верхнем левом углу. Для анализа данных были выбраны события в пределах фотопика (30–48 единиц АЦП). Три различные области интересов (ROI) в углу, середине и центре блока детекторов были выбраны с помощью фильтра положения, как показано в нижнем левом углу. Более того, для каждой области интереса было получено распределение событий DOI, что позволило дополнительно разделить данные на три области DOI (около 5 мм каждая) в зависимости от координаты Z воздействия гамма-излучения.Они называются DOI1 для событий на входе в кристалл, DOI2 для событий, происходящих в середине сцинтиллятора, и DOI3 для событий, падающих на нижний слой кристалла (см. Вверху справа). Следовательно, оценка среднего количества каналов, которые пересекли порог, и, следовательно, отношения сигнал / шум на канал, может быть получена для каждого воздействия гамма-излучения. Как видно в правом нижнем углу, мы наблюдали, что независимо от положения XY, больший разброс сцинтилляционного света был обнаружен для событий в верхних слоях кристалла (DOI1).Для ударов, проникающих глубже в монолитный кристалл, например DOI2 и DOI3, мы можем наблюдать немного уменьшенное количество запущенных каналов, но все еще высокое, что говорит о плохом SNR на канал ASIC.

Вверху слева показан энергетический спектр всего монолитного детектора до калибровки. Черная линия показывает соответствие распределению с использованием гуасового профиля плюс линия. Вверху справа, распределение DOI событий, зарегистрированных в центре монолитного кристалла (ROI3). Внизу слева, наводненная карта событий, показывающая три области интереса, выбранные для анализа.Внизу справа среднее количество каналов, задействованных на событие, в зависимости от DOI и для трех ROI.

Наблюдается значительная зависимость количества запущенных каналов от положения воздействия гамма-излучения. Чем ближе к краю кристалла произошло событие, тем больше он страдает от усечения света, поскольку большое количество сцинтилляционных фотонов поглощается окрашенными в черный цвет стенами. Этот факт объясняет уменьшение количества каналов, задействованных для ROI1 и ROI2. Следует отметить, что эти распределения, как правило, напрямую связаны с размерами и толщиной кристаллического блока, а также с обработкой кристалла и геометрией фотодатчика.

Мы показали, что сгенерированное SNR для каждого элемента фотодатчика сильно зависит от положения каждого конкретного события. Поскольку в среднем на каждое событие гамма-излучения включается в среднем 25 каналов, ожидается плохое соотношение сигнал / шум в каналах ASIC. Гамма-лучи возле входа в кристалл (DOI1), что является наиболее вероятным сценарием, вызовет срабатывание многих фотодатчиков, но с уменьшенным количеством собранных сцинтилляционных фотонов на фотодатчик. Это утверждение ограничивает основные требования TOF, а именно короткое и резкое время нарастания сигналов [12].Напротив, события возле фотодатчика показывают более узкий световой разброс (DOI3), что позволяет быстрее и эффективнее собирать оптические фотоны. Мы сократили все воздействия на основе их временных меток и использовали эту информацию для заполнения гистограмм, показанных вверху. Самое раннее совпадение 0 (ось X гистограммы) означает, что первая метка времени также собрала максимальное количество оптических фотонов. В то время как, например, попадание с меткой 10 означает, что 10-й удар собрал наибольшую энергию для данного события гамма-излучения.Следовательно, для ударов гамма-излучения вблизи фотодатчика (DOI3) каналы, собирающие наибольшее количество энергии, также соответствуют самым быстрым (первым попаданиям). То есть мы наблюдаем, как самые ранние собранные удары с наибольшей энергией. Однако удары на входе в кристалл демонстрируют более широкое распределение ударов энергии и времени. Было обнаружено, что этот факт напрямую связан с временным разрешением.

Вверху гистограммы, показывающие, какие из совпадений собрали наибольшее количество энергии для трех областей DOI для всего сцинтиллятора.Внизу, средняя энергия каждого попадания для всех событий, записанных на трех слоях DOI (без фильтра).

Также интересен анализ энергетических диапазонов самого раннего сработавшего канала (самая ранняя записанная временная метка), который дополняет ранее описанное поведение. Путем усреднения энергии восьми самых ранних попаданий для всех событий было ясно показано, что первое зарегистрированное попадание показывает гораздо более высокие диапазоны энергий по сравнению с более поздними зарегистрированными для случая глубоких значений DOI, в то время как при более высоком значении DOI1 диапазоны энергий для все 8 первых попаданий сопоставимы (внизу).Следует отметить, что эти графики были получены для всего объема сцинтиллятора без использования ранее описанного позиционного фильтра. Никаких значительных изменений в этих распределениях для независимых ROI не ожидается.

Вариации распространения сцинтилляционного света в зависимости от DOI каждого гамма-события приводят к исследованию оптимального метода назначения временных меток событий [23]. Когда такое много совпадений произошло для каждого события, очень важно изучить, дается ли оптимальное временное разрешение при использовании первой временной метки, записанной для каждого события, или может потребоваться альтернативный подход.

3.3. Монолитные детекторы, временной анализ

При использовании монолитного кристалла и эталонного пикселя сборка была помещена в стабильную температурную среду 7 ° C, что минимизировало темновые скорости счета и увеличило эффективность обнаружения фотонов (PDE) фотосенсоров. Измерения совпадений проводились с источником ²² Na, присоединенным к эталонному детектору, и были получены данные для всего объема сцинтиллятора.

Сначала мы получили разрешение по времени, используя метку времени канала с наибольшей энергией, в результате получилось 1.41 нс FWHM. В качестве альтернативы мы отсортировали данные на основе метки времени и использовали самую раннюю из записанных для распределения времени. Построив разность временных меток, мы наблюдали дополнительный пик спутника с центром в 5000 пс, см. Вверху. Пик спутника напрямую связан с перенапряжением SiPM, а также со значением дискриминатора vth_t1. Подробный анализ этого эффекта можно найти в [28].

Вверху: временное распределение измерения между монолитным блоком и опорным детектором без применения окон фильтрации.Внизу: распределение времени при применении окна 2 нс для первых шести ударов.

Мы применили окно временного фильтра, принимающее события, первые несколько записанных совпадений которых находятся в пределах временного интервала. В частности, было выбрано шесть совпадений в качестве оптимального количества совпадений в пределах этого окна. Этот фильтр привел к улучшению CTR и исключению пика спутника из графиков распределения времени, показывая, что этот эффект был результатом ложного срабатывания (внизу). суммирует измеренный CTR для различных временных окон фильтра.Как видно, более узкие временные окна значительно улучшают CTR, но также влияют на статистику. Поэтому было выбрано окно 2 нс, которое применялось ко всем последующим измерениям. Этот фильтр улучшил измеренное временное разрешение до 996ps FWHM.

Таблица 1

Таблица, представляющая значения CRT, а также статистику общего события, принятого для различных окон фильтрации первых 6 совпадений.

Окно фильтрации (пс)	CTR (FWHM, пс)
5000	1156
4000	1133
3000	1100 943
996
1000	817

Некоторые авторы показали значительное улучшение CTR, когда вместо отметки времени первого обращения учитываются временные отметки вторичных обращений вместе с низким порогом на уровне первый фотоэлектрон [29], [30].показывает экспериментально такое же поведение. При использовании метки времени четвертого записанного попадания во времени улучшилось временное разрешение. Здесь, используя этот подход и четвертую полученную временную метку, мы смогли достичь улучшенного CTR с 996ps (данные RAW) до 883ps FWHM.

Экспериментальные результаты, показывающие, что ЭЛТ измеряется как функция количества самых ранних меток времени, используемых для различных окон фильтрации.

На временное разрешение, измеренное для этой настройки, все еще влияет временной сдвиг между каналами ASIC.Более того, временное блуждание также влияет на CTR из-за плохого сбора фотонов на элемент фотосенсора. Таким образом, более медленное время нарастания наблюдается как следствие эффекта разделения сцинтилляционного света.

3.4. Калибровка временного сдвига и временного обхода

Эталонный детектор с одним пикселем LYSO был размещен на расстоянии 25 см от монолитного детектора и измерялся в режиме совпадений. Точечный источник Na ²² был присоединен к эталонному детектору, чтобы снова облучить весь объем кристаллического блока, и было зарегистрировано около 10 ⁶ событий.Учитывая, что источник, а также расстояние между детекторами оставались постоянными во время эксперимента, средние значения временных распределений всех разностей временных меток между всеми каналами в монолитном блоке и эталонном в идеале должны быть постоянными независимо от собранная энергия.

Первоначально, стремясь получить оценку ошибки временного сдвига, а не для целей калибровки, мы выбрали события, которые произошли в нижней части кристаллического блока и чьи самые ранние зарегистрированные удары содержат относительно большое количество фотонов (8 блоков АЦП ).Этот фильтр был применен для того, чтобы учитывать только временные метки, на которые меньше влияет шум. Были получены вышеупомянутые средние значения по Гауссу для 64 пар. Они представляют собой временной сдвиг для 64 каналов ASIC. изображает временные сдвиги для всех каналов ASIC в этой сборке. Введенная ошибка может достигать 1 нс при рассмотрении всех каналов для оценки CTR.

Дисперсия гауссовых центроидов временных разностей каналов монолитного детектора и опорного (ошибка временного сдвига).

Далее мы описываем исследования, проведенные в отношении влияния прогулки во времени. Слева показаны различия временных меток для одной пары каналов в зависимости от энергии первого попадания, записанного в монолитном блоке до любой калибровки. Даже при рассмотрении одного отдельного канала временное разрешение сильно зависит от воздействия более низкой энергии (см. Диапазон от 0 до 10 в произвольных единицах), что подтверждает эффект временного обхода.

Разница во времени одного канала в зависимости от энергии первого удара до (слева) и после калибровки (справа).Цветовая карта в логарифмическом масштабе. (Для интерпретации ссылок на цвет в легенде этого рисунка читатель может обратиться к веб-версии этой статьи.)

Двухмерные гистограммы, содержащие разницу во времени как функцию энергии, были сгенерированы для каждого канала монолитного детектора. (всего 64). Затем они были подогнаны с использованием параболической функции и подгоночных параметров, сохраненных в справочной таблице. Была использована параболическая функция, поскольку она хорошо согласуется с поведением данных.Применение этого метода ко всем 64 каналам монолитного детектора, помимо некоторой частичной коррекции временного блуждания, также учитывало ошибки временного сдвига, поскольку все распределения каналов были центрированы к нулю (см. Справа). После корректировки каждой записанной временной метки наблюдалось улучшение CTR для всех каналов со средним значением 851ps FWHM при использовании самой ранней записанной временной метки.

Время прибытия вторичных совпадений снова было детально изучено после внесения всех исправлений меток времени.показывает CTR, когда использовались более поздние отметки времени. Незначительное улучшение наблюдалось при использовании второго удара (черные квадраты). Однако мы также исследовали усреднение отметок времени (t _i ) нескольких первых совпадений, а не только рассмотрение одного. Мы протестировали как простое усреднение временных меток (t _SA ), так и средневзвешенное значение энергии (t _EA ):

tSA = ∑i = 0ntin, tEA∑i = 0ntiEi∑i = 0nEi

Экспериментально Результаты CTR (без применения фильтра позиции) с использованием трех методов; учитывая индивидуально восьмую самую раннюю временную метку ps (черные квадраты), простое среднее значение временных меток (синие треугольники) и средневзвешенное значение энергии (красные кружки).(Для интерпретации ссылок на цвет в легенде этого рисунка читатель отсылается к веб-версии этой статьи.)

Для обоих методов было рассмотрено до восьми временных меток, см. Также синие треугольники (t _SA ) и красные кружки (t _EA ) соответственно. В частности, несколько оптимальные значения были обеспечены средневзвешенным значением энергии при использовании шести самых ранних записанных меток времени, достигающих примерно 580 пс на полувысоте. Эти значения получены для всего объема монолитного кристалла.

Наконец, после включения фильтра позиции, упомянутого в разделе 2.4, было обнаружено дополнительное улучшение CTR. CTR улучшился с 580 до 550 пс на полувысоте. Поскольку вклад эталонного детектора был оценен как 235ps FWHM (330 / √2 ps), результирующее временное разрешение для монолитного детектора составило 497ps FWHM.

3.5. Зависимость CTR от положения XY и Z

Три области интереса, показанные в разделе 3.2, были выбраны для независимого и подробного анализа производительности CTR на основе положения гамма-излучения X , Y и Z мероприятие.Во всех трех областях интереса, когда учитываются временные метки RAW, влияние временного обхода и плохого отношения сигнал / шум значительно влияет на временное разрешение. Это особенно заметно для ударов по входному слою кристалла (DOI1), как показано черными квадратами. Такая же зависимость, CTR и уровень DOI, также обнаруживается, когда используется только одна исправленная временная метка, но с некоторым улучшением CTR, как и ожидалось. Однако, когда дополнительные временные метки (шесть из них) усредняются с использованием метода взвешивания по энергии, CTR значительно улучшается (зеленые квадраты) и, что наиболее важно, его зависимость от уровня DOI значительно уменьшается.Более того, стоит подчеркнуть, что в случае событий, происходящих около угла кристалла (ROI1) и в нижнем кристаллическом слое (DOI3), метод усреднения временных меток, по-видимому, дает очень похожие результаты на случай использования только самых ранних исправленная отметка времени. Такого поведения можно ожидать из того факта, что во-первых, как уже было показано, большая часть собранных сцинтилляционных фотонов происходит при первом попадании. Кроме того, поглощение сцинтилляционного света окрашенными в черный цвет боковыми стенками ограничивает распространение света.Помимо этого, не было обнаружено значительных изменений в поведении синхронизации среди областей интереса, однако лучшие значения были получены для области ROI3 и DOI3, что привело к значению CTR 440ps FWHM (371ps FWHM при вычитании вклада эталонного детектора. ).

CTR временного разрешения как функция уровня DOI для трех областей интереса, при использовании временных меток RAW, исправленная самая ранняя записанная временная метка и средневзвешенное значение энергии из 6 самых ранних исправленных временных меток.

3.6. Эксперименты с двумя монолитными блоками

Два монолитных блока были независимо откалиброваны с использованием подхода, описанного выше, с эталонным однопиксельным детектором. Затем они были измерены в совпадении, поместив источник между двумя детекторами. вверху показаны значения CTR с учетом среднего до 8 временных меток (энергия и просто среднее значение). Наилучшее временное разрешение было достигнуто при 660ps FWHM при использовании шестых самых ранних временных меток, взвешенных по энергии. Эти данные включают все удары во всем сцинтилляционном объеме.

Вверху: временное разрешение измерения совпадений между двумя монолитными детекторами с использованием простых временных меток среднего значения (красные кружки) и среднего значения временных меток, взвешенных по энергии (черные квадраты). Внизу, измеренные центроиды как функция теоретических ожидаемых центроидов с использованием самой ранней скорректированной метки времени (черные квадраты) и среднего значения энергии шести самых ранних меток времени (голубые квадраты). (Для интерпретации ссылок на цвет в легенде этого рисунка читатель отсылается к веб-версии этой статьи.)

Для проверки результатов синхронизации была оценена линейность измеренных гауссовых центроидов распределений синхронизации. Внизу центроиды, полученные с использованием только одной исправленной временной метки, а также со средним значением из 6 временных меток, взвешенных по энергии, нанесены на график относительно теоретических. Результаты показали, что при использовании первой временной метки (черные квадраты) был получен коэффициент регрессии 0,97, тогда как с помощью метода усреднения он был улучшен до 0.99 (голубые квадраты).

4. Обсуждение

ASIC TOFPET2 может с высокой точностью разрешать гамма-воздействия с точки зрения разрешения по времени и энергии. Эксперименты, проведенные с маленькими пикселями LYSO (толщиной 5 мм), показали современные значения CTR 186ps FWHM с использованием коммерчески доступной электроники. Мы почти не сталкивались с трудностями в достижении этого удачного момента даже при установочной температуре 19 ° C. Однако при использовании более толстых кристаллических пикселей (15 мм) и больших фотодатчиков размером 6 мм, как и ожидалось, наблюдалось ухудшение до 330ps.

Использование однопиксельного эталонного детектора в экспериментах с монолитными кристаллами позволило лучше понять их временные характеристики. Здесь маленький кристаллический пиксель минимизирует ошибку, вносимую в определение CTR.

Энергетический фильтр применялся ко всем измерениям, выбирая события в пределах фотопика 511 кэВ. Что касается энергетического разрешения в детекторе на основе монолита, было обнаружено, что оно приближается к 30% при рассмотрении всех событий во всем объеме кристалла.Однако это значительно улучшается при выборе небольших ROI. Например, для ROI в центре кристалла было определено энергетическое разрешение 17%. Низкое разрешение, получаемое при рассмотрении всех событий независимо от положения события, вызвано эффектом усечения сцинтилляционного света на краях кристалла. Более того, очень низкие пороги могут привести к небольшому ухудшению энергетического разрешения.

Было обнаружено, что параметром, имеющим большое значение для разрешения по времени монолитного блока, является присвоение временной метки.Для сравнения, в случае пиксельных кристаллов и взаимно-однозначной связи лучшие результаты CTR видны при использовании метки времени попадания с наивысшей энергией, если задействовано более одного фотосенсора (не показано в этой работе). . Однако это уже не относится к детекторам на монолитной основе. Если события происходят рядом с фотодатчиком, не производя разделения света, оптимальным подходом было бы назначить временную метку первого записанного попадания, которое также является попаданием с наибольшим количеством собранных фотонов (энергии).Однако в случае событий, происходящих во входных областях кристалла, этот подход не может быть применен из-за низкой вероятности сбора достаточного количества фотоэлектронов всего в одном канале.

При интенсивном совместном использовании сцинтилляционного света необходимы очень низкие пороги, делающие электронику чувствительной к самым первым фотоэлектронам. Однако, как мы показали в этой работе, этот низкий порог может привести к принятию ложных срабатываний событий, что вносит неопределенность в распределение времени.Фильтр временного окна позволил нам отбросить шумные события и улучшить CTR. Хотя этот фильтр значительно сократил полученную статистику, мы ожидаем, что большинство отклоненных событий являются результатом ложного срабатывания. Более того, работая при очень низких температурах, будет достигаться дальнейшее снижение темновой скорости счета и, таким образом, отбрасывание меньшего количества событий. Следует также отметить, что улучшение, наблюдаемое при применении этого фильтра, не связано с ошибкой временного сдвига, поскольку улучшение также видно, когда для распределения времени рассматриваются только отдельные пары каналов, метод, в котором временной сдвиг имеет не эффект.

Было замечено, что вторичные совпадения дают лучшие результаты с точки зрения времени. В некоторых случаях наблюдалось улучшение лучше, чем 100ps FWHM. Это поведение было подробно изучено в другом месте и напрямую связано со статистикой порядка и фотоотсчета [30]. Как показали предыдущие работы, когда индекс оптического фотона (то есть количество попаданий) увеличивается, временной интервал между следующими обнаруженными фотонами уменьшается. Это означает, что распределение вероятностей для обнаружения первого фотона значительно больше по сравнению с вероятностью определения времени обнаружения вторичных фотонов.Таким образом, предполагается, что улучшение, наблюдаемое в экспериментальных результатах, основано на вероятности генерации фотонов по времени и в теории статистики порядка, поскольку не было никакой связи с энергией каждого удара (как показано внизу).

Для корректировки каждой временной метки была проведена процедура калибровки. Мы построили двухмерные графики разницы во времени для каждой пары каналов в зависимости от энергии удара. Здесь мы изучили время, указанное с использованием метки времени первого записанного совпадения, первых 8 совпадений или всех совпадений.Однако существенных различий между ними не обнаружено, поэтому на этих графиках было решено использовать первое попадание. Вместо применения аппроксимации к двумерным графикам (разница во времени в зависимости от энергии) для каждого канала ранее изучался другой метод [26]. В этом случае проекции на ось разницы во времени делались с небольшими энергетическими шагами. Центроиды гауссовских профилей использовались как смещения временных меток. Однако, поскольку в настоящее время используются более низкие временные пороги, подход подгонки, описанный в этой работе, показал немного более точные результаты.

Даже после калибровки эффект временного обхода, а также ложного срабатывания может все еще присутствовать. Мы ожидаем некоторых неточностей в сгенерированных временных метках, особенно когда запущенный канал не собрал значительное количество сцинтилляционных фотонов. Однако метод усреднения нескольких временных меток и, в частности, их взвешивание по их собранной энергии, показал значительное улучшение CTR, поскольку он минимизировал вклад генерируемых с шумом временных меток.Этот факт также был подтвержден при независимой обработке CTR для различных плоских областей и областей DOI. Как было показано, метод усреднения временных меток приводит как к частичной компенсации CTR, так и к зависимости светового рассеяния, обеспечивая более точные результаты CTR, чем подход с использованием одной временной метки. Единственная разница наблюдалась в случае событий, происходящих вблизи края кристалла, и в слое DOI вблизи фотодатчиков. Здесь мы измерили аналогичный CTR как при использовании метода усреднения, так и при использовании одной временной метки.Это можно объяснить ограниченным разбросом света в этой области кристалла. Здесь, анализируя CTR как функцию DOI, мы смогли изучить характеристики синхронизации, избегая при этом неопределенности, вносимой распространением скорости света.

Значения CTR, полученные для сборки из двух монолитных блоков, соответствовали CTR, записанному для монолитного блока, при совпадении с однопиксельным детектором. Мы оценили совокупные статистические и систематические погрешности примерно в 20–30 пс на полуширине.Обратите внимание, что специальная печатная плата, разработанная для сопряжения фотодатчиков серии J со считыванием ASIC, может вносить некоторый дополнительный шум в сигналы, поступающие от фотодатчиков, из-за временного тракта их сигналов и более высокой емкости. Проверка всех методов, использованных и описанных в настоящей рукописи, была достигнута с помощью линейности гауссовых центроидов трех измерений, разделенных пробелами.

5. Выводы

Мы оценили ASIC TOFPET2, показав ее способность достигать временного разрешения FWHM менее 200ps с использованием кристаллических пикселей.

Толстый и широкий монолитный блок был выбран для тестирования и исследования с точки зрения разрешения по времени. Объем выбранного сцинтилляционного блока вызывал несколько проблем при определении точного разрешения времени удара. Эффект разделения света и результирующее плохое соотношение сигнал / шум на канал ASIC связаны с размером монолитного блока. В дополнение к этому, выбранная обработка (черная боковая краска и световозвращающий слой на входе), с одной стороны, улучшает определение координат удара, но, с другой стороны, значительно ухудшает временное разрешение из-за поглощения сцинтилляционного света на боковой поверхности. стены.Мы знаем, что эти компоненты каким-то образом ограничивали достигаемую производительность, и что более высокие абсолютные значения могут быть получены с использованием меньших монолитных блоков, с белой или отражающей окраской, а также в сочетании с матрицами фотодатчиков с меньшей площадью SiPM. Тем не менее, анализ, представленный в этой работе, по-прежнему полезен для понимания общих ограничений и поправок, которые необходимо применить при использовании монолитных блоков, считываемых с использованием аналоговых SiPM и ASIC. В этой работе мы уделили особое внимание поправкам на ход во времени и временной сдвиг.

Временной сдвиг может быть устранен посредством независимой обработки пар каналов, но в случае монолитного блока наличие неопределенностей временного обхода создает дополнительные трудности при стремлении к точной калибровке. Тем не менее, метод калибровки, описанный в данной работе, дает хорошие результаты. Временной сдвиг был успешно исправлен, что позволило использовать информацию о времени во время будущих процессов реконструкции. Кроме того, временная прогулка также была частично компенсирована, что позволяет и мотивирует дальнейшую исследовательскую работу по разработке детекторов TOF-PET с использованием других типов и обработок монолитных блоков.

В итоге, временное разрешение RAW оказалось намного выше 1 нс для большого блока 50 × 50 × 15 мм ³ LYSO при проверке совпадений с эталонным детектором на основе пикселей. Были применены методы, позволяющие отбросить часть зашумленных событий и уменьшить временную неопределенность, достигнув значительного улучшения с точки зрения CTR, равного 550 пс на FWHM для всего объема сцинтилляции, без вычитания вклада эталонного детектора, который оценивается как 230ps FWHM. Как показано в анализе зависимости CTR и положения события, улучшенное временное разрешение может быть достигнуто для событий в центре кристалла и глубоких слоях DOI на полуширине 440 пс (опять же без вычитания вклада опорного детектора).Когда были протестированы два идентичных детектора, были обнаружены значения CTR 660ps FWHM. Такое временное разрешение явно не может позволить использовать временную информацию в линиях отклика для небольших систем или систем, предназначенных для органов [31], но позволит уменьшить шум, а также улучшить SNR в реконструированных изображениях. Более того, недавние пилотные исследования в нашей лаборатории показали улучшение этих результатов до 2 раз, если кристаллы меньшего размера (1 × 1 дюйм), обернутые тефлоном и соединены с массивами SiPM 8 × 8 (3 × 3 мм ² ) используются.

Благодарности

Этот проект получил финансирование от Европейского исследовательского совета (ERC) в рамках программы исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 (соглашение о гранте № 695536). Он также был поддержан Министерством экономики Испании, Industria y Competitividad в рамках гранта TEC2016-79884-C2-1-R.

Ссылки

1. Wong W.H., Mullani N.A., Philippe E.A., Hartz R.K., Gould K.L. Улучшение изображения и оптимизация дизайна времяпролетного ПЭТ.J Nucl Med. 1983; 24: 52–60. [PubMed] [Google Scholar] 2. Гариод Р., Аллеманд Р., Кармореш Э. Материалы семинара по времяпролетной томографии. Публикация IEEE: Вашингтонский университет; 1982 г. Усовершенствования архитектуры и времени пролета Позитронтомографа ЛЭТИ; С. 25–29. [Google Scholar] 3. Wong Wong W.H., Mullani N.A., Philippe E.A., Hartz R.K., Bristow D., Yerian K. Рабочие характеристики ПЭТ-камеры TOFPET-I Техасского университета. J Nucl Med. 1984; 25: 46–47. [Google Scholar] 5.Лекок П. Расширяя границы возможностей времяпролетной ПЭТ-визуализации. IEEE Trans Rad Plasma Med Sci. 2017: 1. [Google Scholar] 6. Спанудаки В.С., Левин К.С. Фотодетекторы для времяпролетных датчиков позитронно-эмиссионной томографии (ToF-PET). 2010; 10: 10484–10505. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 7. Щонняк Т., Мошиньски М., Жвидерски Л., Нассальский А., Лавуте П., Капуста М. Быстрые фотоумножители для TOF PET. IEEE Trans Nucl Sci. 2009. 56: 173–181. [Google Scholar] 8. Ренкер Д. 2007 Новые тенденции в фотоприемниках.Nucl Instr Meth Phys Res A. 2007; 571: 1–6. [Google Scholar] 9. Ким К., Ван Г.С., Долински С. Многопиксельные счетчики фотонов для детектора TOF PET и проблемы, связанные с этим. IEEE Trans Nucl Sci. 2009. 56: 2580–2585. [Google Scholar] 10. Фрак Т., Прешер Г., Дегенхардт К., Цваанс Б. Симпозиум по ядерной науке IEEE и конференция по медицинской визуализации, Ноксвилл, Теннесси. 2010. Цифровой кремниевый фотоумножитель — архитектура системы и оценка производительности; С. 1722–1727. [Google Scholar] 11. Фрак Т., Прешер Г., Дегенхардт К., Де Грюйтер Р., Шмитц А., Баллизани Р. Отчет о конференции симпозиума по ядерной науке IEEE 2009 (NSS / MIC), Орландо, Флорида. 2009. Цифровой кремниевый фотоумножитель — Принцип работы и характеристики детектора; С. 1959–1965. [Google Scholar] 12. Моисей В.В. Современные тенденции в сцинтилляционных детекторах и материалах. Nucl Instrum Meth A. 2002; 487 (1-2): 123-212. [Google Scholar] 13. Gundacker S., Auffray E., Pauwels K., Lecoq P. Измерение собственных времен нарастания для различных сцинтилляторов L (Y) SO и LuAG с общим исследованием мгновенных фотонов для достижения 10 пс.Phys Med Biol. 2016. 61 (7): 2802–2837. [PubMed] [Google Scholar] 14. Gundacker S., Acerbi F., Auffray E., Ferri A., Gola A., Nemallapudi M.V. Современная синхронизация в детекторах TOF-PET со сцинтилляторами LuAG, GAGG и L (Y) SO различных размеров, подключенными к FBK-SiPM. JINST. 2016; 11: P08008. [Google Scholar] 16. Гундакер С., Кнапич А., Оффрей Э., Джаррон П., Мейер Т., Лекок П. Ухудшение временного разрешения с увеличением длины кристалла в системе TOF-PET. Методы Nucl Instr. 2014; 737: 9–100. [Google Scholar] 17.Марцинковски Р., Эспанья С., Ван Холен Р., Ванденберге С. Оптимизированное распределение света для детектора TOF PET с высоким разрешением на основе цифровых кремниевых фотоумножителей. Phys Med Biol. 2014. 59 (23): 7125–7139. [PubMed] [Google Scholar] 18. Гонсалес-Монторо А., Санчес Ф., Марти Р., Эрнандес Л., Агилар А., Барбера Дж. Характеристики блока детектора на основе монолитного кристалла LYSO с использованием нового метода мультиплексирования сигналов. Методы Nucl Instr. 2018; 912: 372–377. [Google Scholar] 19. Си Д., Се К., Чжу Дж., Линь Л., Ню М., Сяо П. Оптимизация размера пикселя SiPM для монолитного детектора ПЭТ. Физические процедуры. 2012; 37: 1497–2150. [Google Scholar]

20. Гонсалес-Монторо А., Агилар А., Канисарес Г., Конде П., Эрнандес Л., Видаль Л. Ф. и др. Исследование производительности большого монолитного детектора LYSO PET с точным фотонным DOI с использованием слоев ретрорефлектора. IEEE Trans Rad Plasma Med Sci. PP. 1-1. DOI: 10.1109 / TRPMS.2017.2692819.

21. Кришнамурти С., Бланкемейер Э., Моллет П., Сурти С., Ван Холен Р., Карп Дж.S. Оценка производительности MOLECUBES β-CUBE — ПЭТ-сканера для мелких животных с высоким пространственным разрешением и высокой чувствительностью, в котором используются монолитные сцинтилляционные детекторы LYSO. Phys Med Biol. 2018; 63 (15) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. González-Montoro A., Sánchez F., Bruyndonckx P., Cañizares G., Benlloch J.M., González A.J. Новый метод измерения внутреннего пространственного разрешения в детекторах ПЭТ на основе монолитных кристаллов. Методы Nucl Instr. 2019; 920: 58–67. [Google Scholar] 23.ван Дам Х.Т., Борги Г., Зайферт С., Шаарт Д. ЭЛТ с мощностью менее 200 пс в монолитных сцинтилляционных детекторах ПЭТ с использованием цифровых массивов SiPM и оценка времени взаимодействия методом максимального правдоподобия. Phys Med Biol. 2013. 58 (10): 3243–3257. [PubMed] [Google Scholar]

24. Ди Франческо А., Бугальо Р., Оливейра Л., Пачер Л., Риветти А., Роло М. и др. TOFPET2: высокопроизводительная ASIC для измерения времени и амплитуды сигналов SiPM во времяпролетных приложениях. Журнал приборостроения, т. 11, вып. 03, стр. C03042.

25. Оценочный комплект TOFPET2 ASIC — Руководство пользователя оборудования (v1.2), v1.2, PETsys Electronics SA., 2018.

26. Лампроу Э., Агилар А., Гонсалес-Монторо А., Монзо Дж. М., Каньисарес Г., Иранзо С. Детекторный блок ПЭТ с точными возможностями 4D. Методы Nucl Instr. 2018; 912: 132–136. [Google Scholar] 27. Ачерби Ф., Гундакер С. Понимание и моделирование SiPM. Методы Nucl Instr. 2019; 926: 16–35. [Google Scholar]

28. Шуг Д., Надиг В., Вайслер Б., Гебхардт П., Шульц В. Первоначальные измерения с помощью оценочного комплекта PETsys TOFPET2 ASIC и характеристика ASIC TDC IEEE Trans Rad Plasma Med Sci.PP. 1-1. DOI: 10.1109 / TRPMS.2018.2884564.

29. Зайферт С., Ван Дам Х.Т., Винке Р., Дендувен П., Лёнер Х., Бикман Ф.Дж. Комплексная модель для прогнозирования временного разрешения сцинтилляционных детекторов на основе SiPM: теория и экспериментальная проверка. IEEE Trans Nucl Sci. 2012; 59: 190–204. [Google Scholar] 30. Винке Р., Олкотт П.Д., Кейтс Дж. В., Левин С.С. Нижняя граница временного разрешения для сцинтилляторов с заметным временем переноса оптических фотонов во времяпролетном ПЭТ. Phys. Med. Phys. Med.Биол. 59 6215. Phys Med Biol. 2014; 59 (20): 6215–29. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]

31. Гонсалес А.Дж., Санчес Ф., Бенллох Дж. М.. 2018 Системы молекулярной визуализации для органов. IEEE Trans Ratiat Plasma Med Sci. 2017; 2 (5): 388–403.

Монолит против. Многослойные реставрации: соображения для достижения оптимального результата | Том 35, Выпуск 2

Сборник
, февраль 2014 г.
Том 35, Выпуск 2

Ньютон Фаль, младший, доктор медицинских наук, магистр медицины; Эдвард А.Макларен, DDS; и Роберт Марджиас, DDS

В: Каковы ваши параметры при выборе монолитных реставраций или многослойных реставраций?

Д-р Фаль

Основная цель монолитных или многослойных реставраций — восстановить форму, функцию и эстетику с минимальным повреждением и максимальным сроком службы оставшимся естественным зубным рядам. Современные технологии, доступные в обеих сферах, способны давать эстетические результаты от выше среднего до превосходных.Клинический выбор между тем или другим может зависеть от нескольких факторов, включая прочность и эстетику, а также от того, требуется ли восстановление переднего или заднего сегментов. Многослойный фарфор, который уложен поверх сердцевины всех реставраций, является самым слабым звеном, которое создает «сдвигающие» или изгибающие нагрузки от 90 до 140 МПа. Из-за высокой прочности на изгиб (380-1000 МПа) монолитные реставрации идеально подходят для участков, подверженных нагрузкам, и могут использоваться как единый объемный материал без необходимости в более слабом внешнем слое сложенного фарфора, особенно в задней зоне или в форма короткопролетных передних или задних мостовидных протезов.

Большинство порошковых / жидких фарфоров будут иметь цвет и оптические свойства, наиболее близкие к натуральному дентину и эмали, что является преимуществом перед монолитной керамикой. Самая большая проблема при монолитных реставрациях — это оптимизация эстетических результатов. Новые блоки и слитки с улучшенными цветовыми и оптическими свойствами сводят к минимуму использование поверхностных пятен. Технология CAD / CAM теперь позволяет фрезеровать блоки с основной массой цвета дентина (например, CEREC ^® Block PC) с более выраженным оттенком и насыщенностью цвета, увенчанные эмалевым, более полупрозрачным слоем.Помол можно настроить для достижения желаемого результата цвета, в то время как окончательное окрашивание остается вариантом для дальнейшей настройки. Этот вариант удобен в заднем сегменте, где эстетические проблемы не столь велики. Другие системы CAM / CAM (например, Lava ^™ DVS) позволяют определять характеристики изнутри, делая реставрацию более полихромной и естественной. Другие монолитные системы теперь представляют собой покрывающий материал с высокой прозрачностью, который исключает использование облицовочного слоя из-за улучшенных оптических характеристик (например, например,max ^® HT). Этот вариант реставрации особенно важен при установке виниров на передние зубы на бруксерах или при проблемах с окклюзией.

Существует широкий выбор цельнокерамических материалов. Внешний эстетический слой может быть выполнен из обычного порошка и жидкого фарфора или напрессован на керамический колпачок. Последний, кажется, получает большее признание благодаря простоте изготовления и точности подгонки по краям. Многослойные цельнокерамические реставрации включают виниры, вкладки / накладки / накладки, полные коронки и мостовидные протезы.Принципиальное отличие многослойных цельнокерамических реставраций заключается в керамике, используемой для колпачка, которая включает диоксид циркония, оксид алюминия и дисиликат лития.

Доктор Макларен

Хорошая новость для врачей заключается в том, что на рынок выходит все больше продуктов. В то время как монолитный дисиликат лития (e.max ^® ) и полноконтурный диоксид циркония (BruxZir ^™ ) были доминирующими материалами и отлично себя зарекомендовали, производители все чаще разрабатывают конкурентоспособные материалы, что открывает путь для новых инноваций.В области диоксида циркония улучшается прозрачность. Диоксид циркония — прекрасный материал для работы, однако полупрозрачность может быть проблемой. Сегодня я бы порекомендовал использовать диоксид циркония полного контура в основном на боковых зубах. В клинических ситуациях, когда требуется цемент, можно использовать обычные цементы, такие как фосфатные или стеклоиономерные. Это связано с тем, что прочность реставрации не увеличивается в результате бондинга.

Одним из основных преимуществ дисиликата лития является то, что его легко связывать.Это поддающаяся травлению керамика. Я различаю эти два, когда у меня есть частичная подготовка, или консервативная подготовка, когда я делаю практически не удерживающие препараты. Это явно указание для e.max или других подобных продуктов. Для более «нормальной» ситуации с коронкой, включающей ретенционный препарат или поддесневые края, которые не могут быть скреплены, или, если не в передней части, рекомендуется использовать полноконтурный цирконий, т. Е. Одну из более полупрозрачных версий и одну. на который можно добавить цвет поверхности.В передней части для монолитных реставраций в эстетических целях необходим высокопрозрачный материал, например дисиликат лития или e.max. Новая версия, поступающая на рынок от VITA, которая уже представлена ​​на рынке в Европе, называется Suprinity ^® , стеклокерамика, армированная цирконием. Кроме того, DENTSPLY представила новую Celtra ^™ и версию Celtra ^™ Duo с возможностью механической обработки. Как и e.max, Suprinity и Celtra требуют машинной кристаллизации. Версия Duo этого не делает, но предлагает примерно половину прочности, что делает ее хорошо подходящей в ситуациях, когда время является проблемой, а чрезмерная сила не требуется.По опыту автора, тестирующего эти новые материалы, прозрачность не является проблемой. Они могут быть непрозрачными или полупрозрачными в зависимости от варианта материала — в этом и заключается преимущество.

По сравнению с передними зубами и монолитными, я по-прежнему предпочитаю наслоение, будь то колпачок e.max, винир или циркониевый колпачок. Если есть место для слоев и если прочность не является проблемой, можно создать трехмерный цвет. Монолитные системы могут обеспечить хорошую эстетику, если выбрана правильная прозрачность и эффектно нанесен цвет поверхности.

Д-р Маргеас

Зубные лаборатории активно продвигают монолитные реставрации из-за их прочности и разумной стоимости, наиболее популярными из которых являются дисиликат лития и диоксид циркония. Обе они являются хорошими реставрациями, но их следует использовать в разных областях рта для максимальной прочности и эстетики. В своей практике я редко использую реставрации из полностью диоксида циркония в задней части рта для коронок моляров с полным покрытием, в основном, когда пациенту не нужна золотая реставрация и не хватает места для сплава фарфора с металлом. Корона.Эстетика может варьироваться от плохой до хорошей в зависимости от лаборатории, в которой изготавливаются реставрации. Эти реставрации можно цементировать обычным способом, и они очень рентабельны. Однако они окрашены на поверхность, поэтому, если прикус требует корректировки, возможно, потребуется повторная глазировка реставраций. Другой недостаток заключается в том, что если коронку нужно удалить или выполнить эндодонтическое лечение, просверлить ее очень сложно. Поскольку производители продолжают создавать более полупрозрачный диоксид циркония, техники смогут создавать монолитные реставрации фронтальных зубов с минимальным добавлением слоистого фарфора или вообще без него.

Монолитные реставрации из дисиликата лития более эстетичны, но материал не такой прочный. Они имеют прочность около 400 МПа и используются в области моляров и некоторых вторых двустворчатых зубов. Материал более полупрозрачный, чем цирконий, но окончательный эстетический вид по-прежнему зависит от лаборатории, в которой они изготовлены. Они также экономичны, потому что их легко изготовить, и они популярны во многих лабораториях. Для достижения максимальной эстетики необходимо обрезать материал из дисиликата лития и обжечь слой фарфора по сердцевине.Это было бы необходимо в переднем отделе.

Об авторе

Ньютон Фал, младший, доктор медицинских наук, MS
Частная практика
Куритиба, Бразилия;
Директор
Fahl Art & Science в Институте эстетической стоматологии в Бразилии
Член-основатель и бывший президент Бразильского общества эстетической стоматологии

Эдвард А. Макларен, DDS
Профессор, основатель и директор
UCLA Аспирантура эстетической медицины
Директор
Учредитель и директор Центра эстетической стоматологии UCLA
Программа подготовки мастеров стоматологической керамики UCLA
Школа стоматологии UCLA
Лос-Анджелес, Калифорния ; Частная практика
Протезирование и эстетическая стоматология
Лос-Анджелес, Калифорния

Роберт Марджас, доктор стоматологии
Адъюнкт-профессор
Кафедра оперативной стоматологии
Стоматологический колледж Университета Айовы
Айова-Сити, Айова
Частная практика
Де-Мойн, Айова

Подмосковье может показаться монолитным, но истории, которые они рассказывают, — нет | Города

Сквер в непосредственной близости от улицы ^-й -й Октябрь, 60, в подмосковном поселке Новые Черемушки («Новый Вишневый городок») — очень обычное, хотя и необычайно спокойное место.Деревья, детские площадки, скамейки, матери с колясками и странные пьяницы средних лет кружат вокруг небольшой статуи Ленина. За ними четырехэтажные дома выглядят несколько потрепанными.

Ощущение тихого оцепенения здесь уместно, учитывая, что русские называют свои пригороды «спальными районами» — не более чем кабинки, в которые можно вернуться домой в конце рабочего дня. Тем не менее, Новые Черемушки, безусловно, одно из самых привлекательных мест для сна и жизни: малоэтажные дома, множество социальных объектов и станция метро поблизости.Он также является общим предком каждого микрорайона («микрорайон») в Москве; прародитель почти всех пригородов столицы и далеко за ее пределами.

В центре Новых Черемушек проходит неординарное архитектурное соревнование между семью многоквартирными домами. Каждый из этих семи блоков, построенных в 1958 году с рекордной скоростью, использует различную сборную конструкцию, обычно состоящую из бетонных панелей, вставленных на место, как игрушечные строительные блоки. Каждый оценивался по стоимости и скорости строительства, а затем победителем был выбран один счастливый многоквартирный дом под кодовым названием «К7».

В центре Новых Черемушек проходит архитектурное состязание между семью различными многоквартирными домами.

«Победный» квартал Новых Черемушек, К7, был воспроизведен по всему Советскому Союзу. Фотография: Награда Оуэна Хазерли

K7 должна была быть воспроизведена в сотнях тысяч, а возможно, и в миллионах по всему Советскому Союзу. Так начался крупнейший эксперимент в области индустриального жилья в истории, где дома стали предметами массового производства, такими как автомобили, холодильники и телевизоры.К 1991 г. индустриальное жилье составляло 75% всего советского жилищного фонда — именно здесь проживает подавляющее большинство москвичей; ни в царско-сталинском олигархграде в центре города, ни в хипстерских анклавах Чистых прудов или Парка Горького. Эти пригороды могут выглядеть монолитными, но истории, которые они рассказывают, — нет.

Программа была вызвана жилищной катастрофой, с которой Советский Союз столкнулся в 1950-х годах. В 1917 году Российская империя была на 80% сельской, но при Сталине самая быстрая и, вероятно, самая жестокая промышленная революция в истории произошла между 1929 и 1940 годами.Москва заполнилась сельскими мигрантами, бежавшими из голодающей деревни, чтобы работать на новых заводах. Многие жили в бараках, подвалах, палатках и даже окопах. Этот жилищный кризис едва удалось контролировать, когда война усугубила проблему, когда война Третьего Рейха на уничтожение против СССР оставила без крова миллионы людей.

Однако попытки исправить это при Сталине были почти капризными. Были построены грандиозные, богато украшенные жилые дома, тянущиеся вдоль широких бульваров в стиле Османн; огромные ресурсы были потрачены на возведение роскошных отелей в небоскребах или на благоустроенные квартиры для художников и бюрократов.Первым самостоятельным актом Никиты Хрущева после того, как он стал Генеральным секретарем после смерти Сталина, было издать декрет «Об архитектурных излишествах», в котором требовалось промышленное строительство, а не изготовление шедевров на заказ, как средство выхода из кризиса.

Решение началось чуть южнее Москвы, в бывшем поселке Черемушки. Огромные многоквартирные дома в неоклассическом стиле до сих пор выходят на основные дороги. Говоря о жизни в одной из этих сталинских квартир, студент-архитектор Константин Бударин говорит, что «они воплощают мое представление о достоинстве» с их высокими потолками и величием.Однако деньги на более яркие детали явно скоро закончились — декоративные пилястры останавливаются на полпути или окаймляются кирпичом; величественные арочные проходы ведут во внутренние дворики.

НИИ были созданы вокруг станции метро Новые Черемушки в 1960-х годах, чтобы не допустить превращения ее в «спальный пригород». Фото: ИТАР-ТАСС / Алами

Контраст между сталинскими бульварами и первыми частями Новых Черемушек разительный. Вокруг метро «Академическая» жилые дома ниже и проще, а промежуточные пространства заполнены фонтанами и скамейками, а не запоздалыми мыслями за грандиозными фасадами.В момент постройки «Новые Черемушки» также было много общественных мест и общественных зданий: поликлиники, детские сады, школы, кинотеатры, библиотеки, театры и клубы.

Трудно преувеличить, насколько большим социальным успехом это было для москвичей; не только с точки зрения удобства, но и в том, что частная жизнь стала возможной после трех десятилетий, когда большинство из них жили в тесных коммунальных квартирах, по одной семье в комнате или еще хуже.

Изначально каждый микрорайон планировался со всем этим включением, все по одинаково стандартным проектам.Немедленное создание сборного сообщества такого масштаба не было создано нигде в мире, и посетители стекались, чтобы его увидеть. Шостакович сочинил оперетту, названную в честь района, высмеивая отчаянное желание москвичей переехать сюда; в 1963 году его переделали в цветной фильм. Созданный в год Спутника, он, казалось, предполагал, что советский способ ведения дел — эгалитарная, централизованно планируемая экономика массового производства — приносит свои плоды.

И некоторая ностальгия по тем дням все еще присутствует — мы посетили Первомай, когда жители наслаждались выходным днем, а общественные рекламные щиты были забиты советской ностальгической атрибутикой или плакатами, посвященными приближающемуся Дню Победы (хотя такая напыщенность казалась скорее несочетаемого в этом непринужденном, общительном пространстве).

Скульптура из ленты Мёбиуса ЦЭМИ

В каждом микрорайоне должна была быть фабрика, институт или и то, и другое; риск превратиться в спальные районы пригородов осознавался заранее, а здесь, по крайней мере, частично предотвращался. Вокруг метро Новые Черемушки расположено несколько научно-исследовательских институтов, перенесенных или основанных здесь в 1960-х годах.

Черемушки были не просто «спальным районом», а центром научно-военно-промышленного комплекса СССР: центральным элементом была Библиотека Института научной информации социальных наук, советский аналог Библиотеки Конгресса США, куда можно было попасть с улицы. у бетонного моста через давно осушенное озеро.Рядом находится башня Центрального экономико-математического института, одного из движущих сил советской системы централизованного планирования — стеклянная сетка архитектора Леонида Павлова с красочной скульптурой из ленты Мебиуса, установленной на средних этажах.

Переход городской экономики от производства к спекуляции вторгся в это тщательно организованное пространство в последние годы и разрушил его порядок: дюжина 30-этажных башен с скатными крышами врезалась в открытое пространство вокруг, создавая надвигающееся ощущение клаустрофобии ; ощущение, что здесь отказались от планирования и что каждый сам за себя.

Действительно, московские пригороды за последние 10-15 лет столкнулись с экстремальным уровнем застройки, когда огромные башни были вытеснены в парки и сады микрорайонов, бросая квартиры во тьму и разрушая коммунальные удобства. Одна новая башня даже втиснута на небольшую площадь между башней Центрального экономико-математического института и Библиотекой Института научной информации по общественным наукам, загораживая ее свет.

Последний пострадал в январе от катастрофического пожара, который глава Академии наук назвал академическим эквивалентом чернобыльской катастрофы.Было повреждено более миллиона бесценных томов. Возгорание было приписано электрическому сбою, но, учитывая интенсивность его развития, не нужно теоретика заговора, чтобы заподозрить нечестную игру. Вы можете легко представить себе, что первоначальные попытки превратить этот район в нечто большее, чем пригород, будут стерты за десять или два десятилетия, поскольку он превращается в пригородный район, как и любой другой.

Беляево

Новаторский статус Новых Черемушек немного отличается от советских норм.Он начинается в паре остановок к югу от метро, ​​в микрорайоне Беляево, застроенном с 1960-х годов. Это действительно типичный «спальный район». С этого момента первоначальное понятие автономных районов с их собственной идентичностью было размыто, поскольку игра с числами взяла верх.

«Победившее» квадратное панно в Черемушках расширено здесь на длинные плиты, высокие башни и приземистые мезонеты — без каких-либо вариаций или индивидуальности, без явного центра и с относительно скудными социальными объектами по сравнению с его предшественником.

Там, где они выживают, зеленые насаждения — спасительная благодать Беляево.

«Беляево: прекрасное место для шести лет, скучное место для 16.» Фотография: Оуэн Хазерли

Вдали от главной дороги, где они выживают, зеленые насаждения спасительная благодать Беляево; ограждающие школы, пруды и парковые скамейки. Кажется, это место, где было бы здорово быть шестью — там куча свободного открытого пространства и детских площадок для игр — и скучно быть 16.

Беляево, однако, стало второстепенным причиной знаменитости после Московский польский архитектор Куба Снопек представил его в ЮНЕСКО в качестве потенциального объекта для внесения в Список всемирного наследия на том основании, что большинство «московских концептуалистов» — художников и мыслителей, таких как Борис Гройс, Дмитрий Пригов и Илья Кабаков — жили и работали. здесь в 1970-х.Их знаменитая «Бульдозерная выставка» 1974 года, разогнанная полицией, проходила в одном из пустующих мест Беляево.

Идея перечисления района, конечно, сродни одной из знающих шуток концептуалистов: утверждать, что настоящий «хипстерский» район Москвы, настоящий «инкубатор искусства», был приземленным бетонным пригородом. Тем не менее, он по-прежнему является частью столицы со всеми ее достопримечательностями, а до центра легко добраться на метро.

Действительно, один из художников-беляевцев описал, как впервые взял своего маленького сына в исторический центр Москвы и получил неожиданный ответ: «Здесь темно и страшно, можем ли мы вернуться в наше Беляево, где все зеленое и зеленое. открыто? ‘

Северное Чертаново

Беляево тысячи, а Северное Чертаново одно.Вы можете сказать, что что-то изменилось, как только выйдете из метро здесь; В то время как станции в Беляево и Черемушках так же стандартизированы, как и жилье, станция Чертановская — это возвращение в странный, роскошный мир грез, созданный под Москвой в сталинские времена. Зал архитектора Нины Алешиной — это приглушенно освещенный собор экспрессионистов, говорящий о прибытии в особое место, а не об уходе в центр.

Снаружи многоквартирные дома расположены вокруг большого озера. Половина из них стандартизирована по форме Беляево, а другая половина — это среднеэтажные здания, расположенные арками вокруг искусственных холмов и долин, соединенных застекленными эстакадами.Присмотревшись, можно увидеть, что они также сделаны из стандартных панелей, но расположены таким образом, чтобы придать зданиям разнообразие; это первый из микрорайонов, где действительно можно говорить об «архитектуре», а не только об инженерии.

Пригород Северного Чертаново: «Сразу можно сказать что-то другое, как только выйдешь из метро.» Фотография: Егор Рогалев / Calvert Journal

Фотограф Юрий Пальмин прожил в Чертаново 18 лет — сначала в том, что он называет « плохие », стандартизированные блоки; затем в более престижных, сделанных на заказ жилых кварталах напротив.Он отмечает, что территория не только не похожа на другие микрорайоны, но и имеет совершенно другую планировку. Вместо сменных квартир для нуклеарных семей, в этих длинных комплексах есть «42 различных типа одно- и двухуровневых квартир с зимними садами на первых этажах».

Это была поздняя попытка при Брежневе показать, что «развитый социализм» может иметь место для разных семей и жизней: «знак надежды, полигон и лаборатория». Переместив население из переполненных, разделенных на части коммунальных квартир в специально построенные квартиры с собственными входными дверями, плановая экономика наконец смогла перейти от «количества» к «качеству».За исключением того, что этот переход никогда не происходил в больших масштабах, и стандартизированные многоквартирные дома выкатывались на окраины Москвы до конца 1980-х годов.

Станция метро «Чертановская»: «Возвращение в роскошный мир мечты сталинской эпохи»

Часто предполагают, что стандартизация закончилась капиталистической «шоковой терапией», которая применялась к плановой экономике России в начале 1990-х годов. Тем не менее, новые многоквартирные дома, построенные с тех пор в застройках микрорайонов, все еще индустриализированы; по-прежнему собираются из бетонных панелей — хотя и с дурацкими декоративными крышами, создающими поверхностное впечатление индивидуальности.Даже православная церковь, построенная у озера в конце 1990-х годов, стандартизирована тонким, безвкусным применением старых русских деталей.

Но что изменилось, так это две вещи: пространство с общественными территориями, которые теперь рассматриваются как участки земли, готовые к застройке, и спекуляции, когда оживленный рынок недвижимости в столице приносит состояния для немногих и небезопасность для большинства.

Сегодня над Северным Чертаново доминирует 40-этажный монолит, который называется проспект 77. По словам Пальмина, этот гигантский многоквартирный дом ограничивает свет для многих жителей здесь гораздо больше, чем «несколько часов летом».Он пытается разбить свою огромную сеть стандартизированных квартир с помощью «культовой» формы, подобной Колхасу, но никого нельзя серьезно обмануть; это форма после спекуляций, образ общественного пространства и равенства, разрушенный спекуляциями.

В 1990-е годы, глядя на очевидно взаимозаменяемые районы, созданные коммунизмом, критики не видели или игнорировали библиотеки, детские сады, парки и отношение к жилью как к основному и свободному праву человека; а вместо этого видел просто огромные, неизбежные, взаимозаменяемые монолиты — плиты на плитах, которые всегда поражают случайного зрителя, проезжающего из московского аэропорта Домодедово в его центр.Эти критики утверждали, что это монументальное единообразие было величайшим обвинением системы: жесткий план, предполагавший, что все хотят одного и того же, но дававший им продукт массового производства, которого мало кто действительно желал.

Предполагалось, что свободный рынок приведет к разнообразию, живости и сложности. На самом деле произошел бум на рынке недвижимости, охвативший три или четыре крупнейших города России, и мрачный спад во всем остальном.

Сегодня над Северным Чертаново доминирует 40-этажный монолит — проспект 77.Фотография: Оуэн Хазерли

И как они строили для этого бума? В центре Москвы некоторые специально построенные здания говорят об утонченных или необычных вкусах новой элиты, но в ее пригородах главное изменение заключалось в том, что жилые дома стали больше, длиннее и менее внимательными к общественному пространству. Однако они по-прежнему строились методами, которым недавно приватизированные строительные компании хорошо научились в «старые добрые времена».

Идеалы Новых Черемушек, возможно, умерли, но методы и приемы остались прежними — благодаря им удалось сделать некоторых людей очень богатыми.Подмосковье — это, пожалуй, не столько остатки великого эксперимента, сколько пригород, как и любой другой пригород — место мечты и скуки, великих идей, которые воплощаются в жизнь, а затем медленно разрушаются.

Границы | Технико-экономическое обоснование вставки из ПЭТ для мелких животных на основе монолитной трубки LYSO

Введение

Инструменты для доклинической визуализации существенно улучшились за последнее десятилетие (1). В настоящее время доступно множество мультимодальных сканеров, адаптированных для визуализации грызунов.Метод молекулярной визуализации, который лучше всего подходит для обнаружения и количественной оценки небольших количеств экзогенно вводимого биомаркерного материала, — это позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Из всех существующих доклинических / клинических методов визуализации ПЭТ обладает наилучшим сочетанием чувствительности и способности изображения глубоко внутри ткани, а также имеет хорошее пространственное разрешение. Гибридные системы ПЭТ и МРТ (магнитно-резонансная томография) предоставляют одновременно как анатомическую (с отличной контрастностью мягких тканей), так и информацию молекулярной визуализации (2).Существует несколько исследовательских и коммерчески доступных доклинических сканеров ПЭТ / МРТ. Приборы для ПЭТ обычно основаны на нескольких модулях детекторов, оптимизированных для обнаружения аннигиляционных фотонов с энергией 511 кэВ, расположенных в кольцевой или многопанельной геометрии. Другие геометрические формы также описаны в литературе (3–9). Эти модули в большинстве случаев построены на основе блока сцинтилляционных кристаллов и матрицы фотодатчиков. Для одновременной визуализации ПЭТ / МРТ используются твердотельные фотосенсоры. Сегодня кремниевые фотоумножители (SiPM) являются наиболее распространенным типом фотодатчиков для этой задачи.В большинстве сканеров ПЭТ используются сцинтилляторы на основе пиксельной конструкции, в которой необработанный кристалл сцинтиллятора разрезается на мелкие элементы (пиксели) для создания массивов оптически изолированных пикселей для пространственной локализации события сцинтилляции в кристаллическом блоке. Базовая локализация взаимодействия фотонов с энергией 511 кэВ выполняется в двумерных координатах массива пикселей. Глубина взаимодействия фотонов (DOI) может использоваться для оценки положения взаимодействия фотонов в третьем измерении. DOI достигается за счет использования нескольких слоев кристаллических массивов пикселей, расположенных в шахматном порядке или изготовленных из разного сцинтилляционного материала [фосвичевого типа (10–13)].Более сложные и сложные конструкции используют двустороннее считывание с дополнительными фотодатчиками на грани ввода гамма-излучения для точного определения DOI (14).

Более привлекательной и элегантной альтернативой кристаллической пикселизации является использование плоских монолитных непиксельных сцинтилляционных кристаллов (9, 15). Эта технология действительно использовалась не только в доклинических системах, но и в специализированных человеческих сканерах мозга (16–18) или визуализации груди (19). Координаты трехмерного фотонного удара извлекаются с высокой точностью из формы распределения сцинтилляционного света, измеренной на поверхности фотодетектора.Как и в случае с пиксельным вариантом, были также предложены двусторонние схемы считывания для получения лучшего разрешения DOI, а также для получения лучшего определения TOF (20).

Использование отдельных модулей детекторов, независимо от технологии, на которой они основаны, приводит к физическим зазорам между модулями (см. Рисунок 1 слева). Эти зазоры можно значительно уменьшить с помощью технологии компактных фотодатчиков с высокой степенью детализации, таких как SiPM, но полностью устранить их невозможно. Кроме того, существует зависимость характеристик пространственного и энергетического разрешения детектора от положения преобразования фотонов как для монолитных модулей, так и для массивов кристаллов.Для монолитных сцинтилляционных блоков это происходит из-за усечения сцинтилляционного света, которое более заметно на краях кристалла.

Рисунок 1 . Эскизы ПЭТ-сканера на основе отдельных модулей (A) и построенного в виде единого монолитного кольцевидного кристалла (B) .

Мы предлагаем построить вставной сканер ПЭТ, совместимый с системами магнитно-резонансной томографии высокого поля, для мелких животных на основе одного кольцевидного сцинтиллятора, поэтому количество сцинтилляционных блоков сокращается до одного и, таким образом, устраняются множественные промежутки, как показано на рисунке. на рисунке 1B.Реализуя единый объем сцинтиллятора, мы устраняем краевые эффекты в трансаксиальной плоскости, но также устраняем пробелы в угловом покрытии. Следовательно, такая конструкция увеличивает чувствительность системы и единообразие отклика. Несмотря на то, что эта конструкция является новой, уже имеется некоторый уровень техники, подтверждающий своевременную важность этого предмета (21, 22).

Далее мы описываем исследования, проведенные с существующей системой, в которой мы моделируем минимизацию краевых эффектов для оценки улучшения производительности.Далее мы опишем предложенную конструктивную геометрию и результаты ядерного и оптического моделирования, доказывающие преимущества создания такой новой системы с равномерным откликом.

Материалы и методы

Экспериментальное подтверждение концепции с использованием существующей многомодульной системы

Во-первых, для изучения зависимости энергии и пространственного разрешения от положения удара в сцинтилляционном объеме были проведены эксперименты с монолитными сцинтилляционными блоками LYSO трапециевидной формы и размерами около 48 × 48 мм спереди и 50 × 50 мм на переднем плане. назад и толщиной 10 мм.Источник Na небольших размеров ²² перемещался поперек одной из осей детектора. Источник имел диаметр 0,25 мм, устанавливался непосредственно перед кристаллом и перемещался с шагом 0,5 мм. Никакой механической коллимации с использованием масок с высоким атомным номером, например из вольфрама или свинца, не применялось. Для работы в режиме совпадений идентичный противоположный детектор располагался на расстоянии 11,5 см. Чтобы лучше оценить производительность этих блоков, в этой системе была применена программная коллимация луча на 2,1 ° от нормали.Как будет объяснено в разделе результатов, по краям наблюдается ухудшение характеристик детекторного блока.

Чтобы продемонстрировать преимущества ПЭТ-сканера без кромок, мы получили экспериментальные данные для мини-фантома Derenzo (стержни начиная с 0,75 мм) и сравнили разрешение полученных реконструированных изображений с разрешением, полученным с использованием тех же данных, но исключая совпадающие события с одним или оба аннигиляционных фотона зарегистрированы вблизи края кристалла. Набор данных о совпадениях был получен с использованием прототипа вставки из ПЭТ от Bruker (23).Система состоит из 3-х колец по 8 из описанных трапециевидных монолитных сцинтилляций LYSO в каждом (моделирующих 2 осевых и 8 трансаксиальных зазоров, соответственно). Все грани кристалла, кроме той, которая контактирует с фотодатчиком, были окрашены в черный цвет, чтобы сохранить как можно больше сцинтилляционного распределения света внутри кристалла. Трапецеидальная форма помогает уменьшить промежутки между блоками и в то же время улучшает обнаруживаемость событий за счет уменьшения краевых эффектов. Матрицы SiPM из 16 × 16 SiPM с активной площадью 3 × 3 мм каждая и 3.Был использован шаг 26 мм. Система с 3 кольцами имеет осевое поле обзора примерно 150 мм и трансаксиальное поле обзора 80 мм соответственно. Вставка была установлена ​​в Лёвенском университете, Бельгия.

изображений ПЭТ, полученных с помощью вышеуказанной вставки ПЭТ, были реконструированы с использованием линий отклика (LOR), которые включали удары во всем объеме блоков детектора ( Original ), а также LOR, охватывающих только внутренние 60% каждого блока ( Filtered ), см. Рисунки 2A, B. Карта затопления, показанная на рисунке 2B, иллюстрирует результирующее изображение детектора после измерения с помощью массива 11 × 11 из ²² источников Na (шаг 4.6 мм) с источниками на расстоянии 2 мм от края кристалла. Желтая пунктирная линия примерно изображает 60% -ную область, учитываемую при отфильтрованной реконструкции, аппроксимируя предложенное поведение детектора с непрерывной трубкой за счет устранения ударов вблизи краев кристалла. Мы восстановили собранные данные, используя алгоритм максимального ожидания-максимизации (MLEM) с несколькими процессорами обработки графики. Мы использовали 35 итераций и обычные размеры вокселей и виртуальных пикселей 0,25 и 1,5 мм соответственно.

Рис. 2. (A) Эскиз кристалла с двумя распределениями сцинтилляционного света, пунктирные линии представляют 60% объема кристалла. Карта затопления в (B) показывает коллимированные источники позитрон-эмиттера 11 × 11.

Подход к проектированию, моделирование и первоначальная реконструкция

Мы разработали одиночный сцинтилляционный кристалл LYSO цилиндрической формы, но с десятью фасетками на внешних выходных гранях. Внутренний диаметр был выбран равным примерно 60 мм, а наибольший внешний диаметр — примерно 80 мм.Эти размеры представляют собой компромисс между ожидаемыми характеристиками системы и совместимостью с существующими радиочастотными катушками для исследований на грызунах. Усеченные выходные поверхности позволяют легко соединить фотодетектор с современной технологией SiPM (см. Рисунок 3A). Альтернативные реализации могут включать также круглые выходные поверхности и SiPM, установленные на гибкой печатной плате. Планируется, что осевая длина будет около 80 мм, что позволит одновременно отображать всю мышь. Мы проконсультировались с несколькими производителями сцинтилляционных систем LYSO, и эти размеры достижимы, поскольку стандартные размеры слитков составляют около 85 мм в диаметре и 120 мм в длину.На рис. 3В показано изображение уже изготовленной пробирки LYSO компанией Proteus (Огайо, США). С точки зрения цены изготовление такой трубки LYSO может быть примерно на 20% дешевле, чем аналогичная геометрия, покрытая решетками кристаллов размером 1 мм и высотой 10 мм, но примерно в два раза дороже, чем с монолитными блоками размером 1 дюйм.

Рис. 3. (A) Эскиз конструкции с 10-гранной сцинтилляционной трубкой. (B) Фотография изготовленной монолитной трубки LYSO.

Что касается реализации фотосенсора и считывающего устройства, то планируется создание SiPM с активной площадью 3 × 3 мм и очень маленькими зазорами (100–200 мкм).Различные поставщики предоставляют эту технологию как стандартные, так и индивидуальные продукты. Могут быть использованы различные технологии считывания, а именно оцифровка каждого элемента SiPM фотосенсора с использованием, например, интегральных схем специального назначения (ASIC) или аналогового интегрированного подхода, предоставляющего информацию для сигналов каждой строки и столбца массива SiPM (9, 17). Существенное дополнительное требование заключается в совместимости с MR. Мы рассмотрели внутренний и внешний диаметры для соответствия стандартным радиочастотным катушкам, а также некоторым градиентным катушкам.Более того, предлагаемая конструкция будет включать радиочастотное экранирование на основе структур из углеродного волокна, как уже успешно продемонстрировала наша команда ранее (21).

Мы реализовали описанную геометрию в программе моделирования GATE (v7.2) (24, 25). Мы устанавливаем временное разрешение 1 нс и окно совпадений 2 нс. Было выбрано энергетическое окно 15% на фотопике 511 кэВ. Допускались только двойные совпадения. Множественные взаимодействия кристаллов (разброс) включены в эти данные вместе со средними производными энергиями и положениями.Мы рассмотрели только ядерные взаимодействия. Это означает, что эффекты распространения сцинтилляционного света не были включены в это моделирование, а были включены только взаимодействия в объеме кристалла. Чтобы улучшить моделирование, мы применили стандартное размытие положения удара на 1 мм при плоском ударе и на 2 мм по глубине взаимодействия, основываясь на существующих данных от аналогичных конструкций сканеров (9). Данные также были разделены на 3 мм, поскольку мы ожидаем использовать в системе массив SiPM 3 × 3 мм.

Было смоделировано несколько фантомов, например, небольшой сферический источник (0.25 мм в диаметре), а также линейный источник, покрывающий всю осевую длину (26 мм), оба расположены в центре поля зрения. Мы также реализовали фантом скорости счета эквивалентного шума (NECR) мыши, как это было предложено протоколом NEMA NU 04-2008 для двух осевых длин 26 и 52 мм, и для двух конструкций, показанных на рисунке 1, а именно тороид и несколько кристаллов, соответственно. Было добавлено ожидаемое распараллеливание мертвого времени для электроники около 700 нс. Сгенерированные данные моделирования были сначала реконструированы с использованием максимизации ожидания упорядоченных подмножеств в режиме списка (OSEM), чтобы доказать осуществимость с точки зрения реконструкции.Были смоделированы и реконструированы два точечных источника, разделенных расстоянием 15 мм (4 итерации и 10 подитераций). Чтобы еще раз доказать такую ​​конструктивную концепцию, мы смоделировали кольцевое пространство (3 × 10 ⁶ событий) для оценки чувствительности пары детекторов и создания матрицы нормализации системы, а также фантома типа Деренцо со стержнями 2,5, 2, 1,5, 1,25. и диаметром 1 мм. Кольцевое пространство имело внутренний и внешний диаметры 49 и 50 мм, соответственно, расположенное в центре поля зрения, см. Рисунок 6C. Смоделированный фантом, похожий на Деренцо, основан на материале полиметилметакрилата (ПММА) и имеет маркировку ¹⁸ F.Он был реконструирован с использованием MLEM в режиме списка с 40 итерациями.

Распространение света и характеристика

Мы изучили с помощью моделирования, как распространяется сцинтилляционный свет для предлагаемой конструкции кристалла. Используя GATE, мы проанализировали распределение света для различных положений удара. В каждой точке удара генерировалось 16000 оптических фотонов (2,96 эВ), которые испускались в случайных направлениях. Мы рассмотрели внутреннюю круглую поверхность сцинтиллятора, а также боковые поверхности, окрашенные в черный цвет (поглощение 95% и диффузия Ламберта 5%).Соединение между сцинтилляционной трубкой и фотосенсорами осуществлялось с помощью оптической смазки (n _grease = 1,4, n _LYSO = 1,8). Мы изучили проецируемое распределение света в соответствии с подходами к уменьшению каналов, разработанными ранее, вместо того, чтобы считывать каждый фотосенсор по отдельности (9, 17, 26). Осевая проекция будет использоваться как для определения координат удара, так и для предоставления информации DOI (9, 26). Мы сделали выборку распределения сцинтилляционного света с пикселями 3 мм, так как планируем использовать SiPM 3 × 3 мм.Обратите внимание, что осевая ось в этих симуляциях была уменьшена до 26 мм, чтобы проверить, подходит ли конструкция также для небольших осевых длин кристаллов.

Во-первых, мы разместили источники под разными углами и на расстоянии DOI 4,5 мм от внутренней круглой поверхности. Источники располагались под углами от 0 ° до 36 ° (соответствуют центрам двух смежных граней), как показано на рисунке 3А сплошными оранжевыми кружками. Виртуальная линия, разделяющая две секции фотодетектора, проходит под кратным углом ± 18 °.Следовательно, позиции удара, например, при 16 ° или 20 ° относятся к взаимодействиям слева и справа от этой виртуальной линии соответственно. Мы изучали точность определения центра тяжести, а также линейность с точки зрения соотношения между известными и измеренными положениями. Был проведен второй набор имитаций, чтобы показать возможности проектирования по извлечению информации DOI.

Результаты

Экспериментальное подтверждение концепции с использованием существующей многомодульной системы

Результаты, полученные при анализе производительности отдельных блоков детекторов, показаны на рисунке 4A.Он отображает измеренное пространственное разрешение (включая размер источника) как полную ширину на половине максимума (FWHM) профилей источника как функцию положения удара источника ²² Na. В целом кристаллы показали хорошие характеристики с точки зрения пространственного разрешения, разрешения по энергии и глубине взаимодействия (DOI) (9). Однако из-за усечения света по краям эти параметры там несколько ухудшаются. Измеренное пространственное разрешение остается почти постоянным для большей части площади кристалла и составляет около 1 мм.Однако по краям наблюдается деградация до 2 мм. Кроме того, энергетическое разрешение демонстрирует аналогичное поведение, ухудшающееся с 10% в центре кристалла до 14% на расстоянии 20 мм от центра, как показано на рисунке 4B.

Рис. 4. (A) Измеренное пространственное разрешение в монолитном блоке толщиной 10 мм в зависимости от положения удара. (B) Зависимость от энергетического разрешения.

Что касается изображений ПЭТ, полученных с помощью вставки Bruker PET, были получены профили через горячие стержни измеренного мини-Derenzo, которые были сопоставлены с кривыми Гаусса.Для стержней диаметром 1 мм подобранная ширина по Гауссу составляла в среднем 1,45 мм на полувысоте для исходного набора данных и 1,19 мм для отфильтрованного набора данных, что примерно на 25% увеличивает разрешение. На Рисунке 5 показаны восстановленные изображения, полученные в исходных условиях и в условиях фильтрации, Рисунки 5A, B, соответственно. Профили стержней диаметром 1 мм показаны на Рисунке 5C.

Рис. 5. (A) Реконструированные фантомные изображения, похожие на Деренцо, с использованием всех ударов кристаллов. (B) Та же реконструкция с учетом данных только в центральной области 30 × 30 мм. (C) Профили для обоих случаев (желтая линия — для отфильтрованного случая).

Эти результаты предполагают улучшение достижимого разрешения изображения на 25%. Следовательно, на основе нынешних различимых стержней 0,75 мм в микро фантоме Деренцо возможно разрешение изображения, приближающееся к 0,6 мм. Обратите внимание, что это возможно при использовании индикаторов с низкими энергиями позитронов, таких как ¹⁸ F (634 кэВ), средний диапазон которых составляет 0,5–0,6 мм.

Подход к проектированию, моделирование и первоначальная реконструкция

Используя предложенную геометрию, чувствительность системы 5.3 и 2,9%, было смоделировано для небольшого сферического источника 0,25 мм и для линейного источника, покрывающего всю осевую длину, соответственно (осевая длина 26 мм в обоих случаях). В случае конструкции ПЭТ, основанной на нескольких детекторах, как показано на рисунке 1А, расчетная чувствительность снижается до 3,7 и 2,0% соответственно (снижение примерно на 30%). Результаты, полученные для кривых NECR, показали максимальный пик на уровне около 1 мКи, составляющий 116 и 509 кгц для тороидального подхода для осевой длины 26 и 52 мм соответственно.Для кратных кристаллов мы получили 87 и 353 кгц / с.

На рисунках 6A, B показаны результаты моделирования восстановленных точечных источников (разделенных расстоянием 15 мм) и профили линий, проходящих через источники, соответственно. На рисунках 6D, E показана реконструкция фантома, подобного Деренцо, и линейные проекции на самые маленькие стержни, как показано, все стержни были хорошо разрешены. Эти результаты демонстрируют эффективность применения алгоритмов восстановления OSEM и MLEM. Кроме того, поскольку и источники, и самые маленькие стержни четко разрешены, можно ожидать высоких значений разрешения.

Рис. 6. (A) Восстановление изображения двух точечных источников на расстоянии 15 мм. (B) Линии профилей по двум источникам. (C) Трехмерная реконструкция кольца нормализации. (D) Реконструкция фантома Деренцо (поперечный и коронарный виды). Обратите внимание, что один из горячих стержней был заполнен 10% от концентрации других стержней. (E) Проведите проекции через самые маленькие стержни.

Таким образом, мы продемонстрировали возможность восстановления изображений, полученных с помощью моделирования GATE, для системы на основе одного тороидального кристалла.В этих реконструкциях учитывались только вклады ядерных ударов.

Распространение света и характеристика

На рис. 7A показаны определенные распределения света для смоделированных источников в различных угловых положениях и при фиксированной глубине проникновения 4,5 мм вместе с соответствующими гауссовыми подгонками. Более узкие распределения наблюдаются при 0 и 26 мм, так как это центры фасетированных граней. Однако более широкое распределение наблюдается при 13 мм, положении между двумя соседними гранями.На рисунке 7B мы построили расчетное положение центра тяжести как функцию известного смоделированного положения (по углу). Видно, что эффекта сжатия нет. Это показывает, что мы можем однозначно восстановить положение удара в этом направлении.

Рис. 7. (A) Распределение света с использованием 3-миллиметровых бункеров для различных положений удара (в углах). Красные линии соответствуют гауссовской аппроксимации. (B) Измеренный центроид как функция известного положения (по углу) показывает хорошую линейность без краевых эффектов.

Результаты моделирования, показывающие производительность системы при извлечении информации о DOI, показаны на рисунке 8. Распределение света при разных DOI (1, 3, 5 и 8 мм, измеренных от входной поверхности сцинтиллятора) для обеих осей оси z (a ) и трансаксиальные координаты (b) показаны.

Рисунок 8 . Распределение света для различных положений удара DOI в кристалле, спроецированное на осевую (A) и трансаксиальную плоскости (B) , соответственно.

Таким образом, и в отличие от графиков, представленных на Рисунке 4, мы ожидаем однородного разрешения Y (в трансаксиальном направлении) 1 мм для всех точек удара.

Обсуждение и выводы

Целью этой первоначальной работы было выполнение технико-экономического обоснования новой конструкции ПЭТ-имидж-сканера для мелких животных, основанного на единственной монолитной сцинтилляционной пробирке LYSO. Данные моделирования и экспериментальной реконструкции подтверждают реализуемость концепции.

Первоначально предложенные размеры: внешний диаметр ~ 80 мм, внутренний диаметр ~ 60 мм и осевая длина ~ 80 мм.Благодаря своим внутренне совместимым МР-компонентам, этот ПЭТ-сканер может использоваться в качестве вставки в существующие МРТ-сканеры для мелких животных, чтобы сформировать высокопроизводительный ПЭТ / МР-сканер. Внутренний диаметр 60 миллиметров выбран для работы с существующими радиочастотными катушками.

В дополнение к моделированию, мы также экспериментально продемонстрировали преимущества конструкции непрерывного сцинтиллятора в смоделированных реконструированных изображениях путем подавления точек преобразования фотонов вблизи краев кристалла в реальном случае на основе кольца плоских монолитных блоков.Измеренное пространственное разрешение вставки Bruker PET с использованием всех событий, в том числе на краях, составляет 0,75 мм. Основываясь на текущих результатах, разрешение системы бескрайнего детектора оценивается в 0,6 мм для всего поля зрения с использованием точного определения DOI фотонного удара. Это позволит достичь однородного пространственного разрешения для всего объема мыши, которое ограничено только дальностью действия позитронов (среднее расстояние, которое проходит позитрон до аннигиляции; для ¹⁸ F это около 0.6 мм). Более того, поскольку мы планируем использовать эту конструкцию ПЭТ в качестве вставки для МРТ с высоким полем, можно ожидать некоторых дальнейших улучшений за счет удержания позитронов (27).

Несколько производителей сцинтилляторов заверили нас, что можно изготавливать такие монокристаллические трубки, как это видно на рисунке 3B. Мы ожидаем, что конечная стоимость кристаллической трубки будет такой же, как и при покупке независимых блоков. Нам известно о двух других группах, работающих над аналогичным подходом, и это дополнительно подтверждает жизнеспособность нашего подхода (21, 22).Поэтому мы уверены, что система может обеспечить высокоточное определение точки взаимодействия в 3D с точным извлечением DOI из осевой проекции. Мы не наблюдаем ухудшения определения XY из-за рассеянного света.

Авторские взносы

AG, SB и SM внесли свой вклад в разработку концепции и дизайн исследования. CC и AO подготовили существующие данные для реконструкции без ребер. AG-M, GC, FS и JB выполнили статистический анализ распределения света в новой геометрии кристалла.GC, AR и JN моделировали и реконструировали данные с предложенной новой геометрией. А.Г. написал первый черновик рукописи. SM проверил и отредактировал всю рукопись. Все авторы внесли свой вклад в доработку рукописи, прочитали и одобрили представленную версию.

Финансирование

Этот проект частично финансировался Европейским исследовательским советом (ERC) в рамках программы исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 (соглашение о гранте № 695536). Он также был поддержан Министерством экономики Испании, Industria y Competitividad в рамках гранта TEC2016-79884-C2-1-R и через PROSPET (DTS15 / 00152), финансируемый Министерством экономики и конкуренции.AR — докторант FWO (проект 12T7118N).

Школа медицины Университета Вирджинии предоставила начальное финансирование для этого проекта.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить других членов институтов i3M, UVa и KU Leuven, а также наших коллег из Bruker за их поддержку.

Список литературы

1. Кунтнер С., Стаут Д. Количественная доклиническая ПЭТ-визуализация: возможности и проблемы. Front Med. (2014) 2: 1. DOI: 10.3389 / fphy.2014.00012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. España S, Marcinkowski R, Keereman V, Vandenberghe S, Van Holen R. DigiPET: получение ПЭТ-изображений мелких животных с субмиллиметровым пространственным разрешением с использованием тонких монолитных сцинтилляторов. Phys Med Biol. (2014) 59: 3405–20. DOI: 10.1088 / 0031-9155 / 59/13/3405

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

4.Хан ИБ, Кан Х.Г., Сон Ш., Ким К.М., Ко ГБ, Ли Дж. С.. Исследование модуля двустороннего считывания TOF-PET на основе SiPM. В: Материалы конференции IEEE NSS-MIC. Атланта, Джорджия (2017).

5. Ян Й., Бек Дж., Чжоу Дж., Чжан М., Юденхофер М.С., Бай Х и др. Прототип ПЭТ-сканера для мелких животных с высоким разрешением, предназначенный для визуализации мозга мышей. J Nucl Med. (2016) 57: 1130. DOI: 10.2967 / jnumed.115.165886

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

6.Ямамото С., Ватабе Х., Канаи Ю., Ватабе Т., Като К., Хатазава Дж. Разработка ПЭТ-системы сверхвысокого разрешения на основе Si-PM для мелких животных. Phys Med Biol. (2013) 58: 7875–88. DOI: 10.1088 / 0031-9155 / 58/21/7875

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8. Годинез Ф., Гонг К., Чжоу Дж., Юденхофер М.С., Чаудхари А.Дж., Бадави Р.Д. Разработка ПЭТ-сканера сверхвысокого разрешения для визуализации лап грызунов: PawPET. IEEE Trans Rad Plasma Med Sci. (2018) 2: 7. DOI: 10.1109 / TRPMS.2017.2765486

CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Гонсалес А.Дж., Агилар А., Конде П., Эрнандес Л., Молинер Л., Видаль Л.Ф. и др. Конструкция ПЭТ на основе SiPM и монолитных кристаллов LYSO: оценка производительности. IEEE Trans Nucl Sci. (2016) 63: 2471. DOI: 10.1109 / TNS.2016.2522179

CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Lee JS. Технические достижения в современных ПЭТ и гибридных системах визуализации. Открытая ядерная медицина J. (2010) 2: 192–208. DOI: 10.2174 / 1876388X01002010192

CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Рен С., Ян Ю.Ф., Черри С.Р. Влияние отражателя и поверхности кристалла на характеристики ПЭТ-детектора с кодированием глубины и двусторонним считыванием. Med Phys. (2014) 41: 072503. DOI: 10.1118 / 1.4881097

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Молле П., Депрез К., Вандегинсте Б., Нейт С., Марцинковски Р., Ванденберге С. и др.Β-CUBE, компактный доклинический настольный ПЭТ высокого класса для визуализации всего тела. J Nucl Med. (2017) 58: 393.

Google Scholar

17. Гонсалес-Монторо Агилар А., Канисарес Г., Конде П., Эрнандес Л., Видаль Л. Ф. и др. Исследование производительности большого монолитного детектора LYSO PET с точным DOI фотонов с использованием слоев ретроотражателя. IEEE Trans Rad Plasma Med Sci. (2017) 1: 229. DOI: 10.1109 / TRPMS.2017.2692819

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18.Гонсалес-Монторо Санчеса Ф., Мартина Р., Эрнандеса Л., Агилара А., Барбера Дж. И др. Характеристики детекторного блока основаны на монолитном кристалле LYSO с использованием нового метода мультиплексирования сигналов. Nucl Instrum Meth A (2017). DOI: 10.1016 / j.nima.2017.10.098. [Epub перед печатью].

CrossRef Полный текст | Google Scholar

19. Молинер Л., Гонсалес А.Дж., Сориано А., Санчес Ф., Корречер С., Ореро А. и др. Разработка и оценка специализированного ПЭТ груди МАММИ. Med Phys. (2012) 39: 5393. DOI: 10.1118 / 1.4742850

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Morrocchi M, Ambrosi G, Bisogni MG, Bosi F, Boretto M, Cerello P, et al. Определение глубины взаимодействия в монолитном сцинтилляторе с двухсторонним считыванием SiPM. EJNMMI Phys. (2017) 4:11. DOI: 10.1186 / s40658-017-0180-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Xie S, Zhao Z, Yang M, Weng F, Huang Q, Xu J, et al.LOR-PET: новая ПЭТ-камера, состоящая из монолитного сцинтилляционного кольца. В: IEEE NSS-MIC Conference Proceeding Atlanta, GA (2017).

Google Scholar

22. Столин А.В., Мартоне П.Ф., Джалипарти Г., Райлман Р.Р. Доклинический позитронно-эмиссионный томографический сканер на основе монолитного кольцевого пространства сцинтиллятора: первоначальная проектная проработка. J Med Imag. (2017) 4: 011007. DOI: 10.1117 / 1.JMI.4.1.011007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

23.Гонсалес А.Дж., Агилар А., Конде П., Гонсалес-Монторо А., Санчес С., Молинер Л. и др. Пилотные испытания вставки из ПЭТФ на основе монолитных кристаллов в МР 7Т. В: IEEE MIC Conference Proceeding (Страсбург) (2016).

Google Scholar

24. Ян С., Сантин Дж., Струл Д., Стэленс С., Ассие К., Отре Д. и др. GATE: набор инструментов для моделирования ПЭТ и ОФЭКТ. Phys Med Biol. (2004) 49: 4543–61. DOI: 10.1088 / 0031-9155 / 49/19/007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

25.Strul D. GATE (Geant Application for Tomographic Emission): универсальная платформа моделирования ПЭТ / ОФЭКТ. Nucl Phys B (2003) 125: 75. DOI: 10.1016 / S0920-5632 (03) -8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

26. Пани Р., Гонсалес А.Дж., Беттиол М., Фаббри А., Чинти М.Н., Презиози Э. и др. Предварительная оценка монолитного детекторного модуля для встроенного ПЭТ / МРТ сканера с высоким пространственным разрешением. J Instrum. (2015) 10: C06006. DOI: 10.1088 / 1748-0221 / 10/06 / C06006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

27.Iida H, Kanno I, Miura S, Murakami M, Takahashi K, Uemura K. Моделирование метода уменьшения распределений распространения аннигиляции позитронов с использованием сильного магнитного поля в позитронно-эмиссионной томографии. IEEE Trans Nucl Sci. (1986) 33: 587. DOI: 10.1109 / TNS.1986.4337173

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Изучение мифа о монолитных избирательных блоках

В этом году Аризона превратилась в штат поля битвы, где обе президентские кампании сосредоточены на этих группах.Президент Трамп и бывший вице-президент Джо Байден посетили в последние недели.

Гомес сказал, что кампаниям по-прежнему не хватает многих.

«К нам относятся не только как к монолиту, но и как к сообществу, которому безразличны выборы, хотя это просто неправда», — сказал Гомес. «Мы разговариваем за кухонным столом, и последующий вопрос:« Куда мне пойти и проголосовать? »»

В этом году LUCHA проводит кампанию за Байдена. Они всегда поддерживали прогрессивных политиков в Аризоне и по всей стране.

Но это не относится к другим латиноамериканским активистам.

Яссер Санчес — американский иммиграционный поверенный мексиканского происхождения и давний республиканец в Месе. Он проводил кампанию за Митта Ромни в 2007 году и за последнее выступление Джона Маккейна в 2018 году.

С момента вступления в должность Трамп пытался отменить такие политики, как программа отложенных действий в отношении прибытия детей, которая защищает некоторых нелегальных иммигрантов, привезенных в США в детстве. Трамп также ввел в действие политику разделения семей и радикальные изменения в предоставлении убежища.Санчес чувствовал, что больше не может узнавать республиканскую партию.

Теперь, впервые в своей политической карьере, он ведет кампанию за демократа: Байдена.

Санчес говорит, что, хотя администрация Трампа провела несколько латиноамериканских предвыборных митингов, он не верит, что выиграет Аризону.

латиноамериканцев здесь в основном мексиканского происхождения, демографические опросы показывают все большую поддержку Байдена. Но недавнее исследование Pew показало, что американцы кубинского происхождения остаются в основном республиканцами.

Еще одна группа, которая все чаще становится объектом политических кампаний, — это избиратели из числа коренного населения. В штате проживает 22 признанных племени. В этом году коренные народы составляют 6% электората Аризоны — процент, по мнению экспертов, может иметь значительное влияние. Члены племени также участвуют в голосовании.

коренных американцев в Аризоне получили право голоса в 1948 году, но, как и многие небелые избиратели, возможность легко воспользоваться правом голоса появилась только в 1960-х годах с подписанием Закона об избирательных правах.Только в 1970 году тесты на грамотность были запрещены.

Розмари Авила работает с All Voting is Local, группой защиты интересов, которая пытается разрушить дискриминационные барьеры при голосовании.

Она сказала, что реальным препятствием для голосования на землях племен Аризоны является отсутствие почтовых отделений, всего 48 из которых занимают почти 20 миллионов акров. Поскольку в сельских резервациях обычно нет почтовых адресов, многие полагаются на почтовые отделения для отправки бюллетеней по почте, но для голосования все равно могут потребоваться часы в пути.

«Все это имеет кумулятивный эффект. Это повлияло на явку коренных американцев и их способность участвовать в нашем демократическом процессе», — сказал Авила. .