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En un escáner PET la resolución espacial empeora según nos movemos desde el centro a los extremos del FoV. Esto se debe en parte al error de paralaje, que es la incertidumbre en la posición de la LoR causada por la incidencia no perpendicular cuando la profundidad de penetración de un evento es desconocida (Fig. 3). Este efecto es tan relevante en los sistemas PET que normalmente éstos se diseñan con un diámetro un poco mayor al necesario para reducir este efecto en la región de interés, aunque esto degrade la sensibilidad y aumente la complejidad y el coste del sistema.

Fig. 3. Imagen ilustrativa del error de paralaje en un PET sin corrección DOI. Este esquema muestra la degradación en la determinación de la posición de los fotones que provienen del extremo del FoV.

Desde los años 90 se han desarrollado diversas alternativas para proporcionar resolución espacial en 3D en cristales centelleadores, y así solucionar el error de paralaje. Un problema general que surge con todos los diseños con DOI en detectores segmentados es que normalmente más del 50 % de los eventos incluyen interacciones múltiples, en donde la energía se deposita en varios cristales. Por ejemplo, para cristales de LSO de sección 2 x 2 mm2_{, esto ocurre entre 2 y 5 cristales diferentes [39]. Este}

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estadísticos de las líneas de respuesta para poder obtener la información de la primera interacción que se ha producido en el detector [39]. La Fig. 4 muestra diferentes diseños de cristales que posibilitan detección DOI.

Fig. 4. Diferentes diseños para la detección de la profundidad de interacción (DOI) en detectores PET.  _Detectores Phoswich: Una de las primeras aproximaciones al problema consistió en implementar dos [40] o más capas [41] de cristales, en donde la discriminación de los mismos (LYSO:Ce, GSO:Ce, LuAP:Ce o BGO) se realiza gracias a los diferentes tiempos de decaimiento. Esta solución es la más antigua de todas y ha sido ampliamente utilizada en diferentes escáneres, tales como el ECAT HRRT PET [42] o el ClearPET [40]. Aparte de su importancia histórica, sigue siendo una alternativa propuesta actualmente. Los inconvenientes de esta técnica son que es una solución relativamente cara y que no es posible optimizar el rendimiento del escáner al tiempo de decaimiento más rápido, ya que estos detectores están basados precisamente en esta propiedad del detector para realizar la discriminación (Fig. 4 a).

 Capas de detectores apilados desplazados: En estos detectores la disposición

de las capas consiste en el apilamiento de dos o más capas de cristales, de tal forma que cada una de las capas esté desplazada con respecto a la capa que se sitúa debajo de ésta. Esta alternativa puede presentar una estructura óptica compleja, así como diferencias en la recogida de luz entre diferentes capas, lo que lleva a degradación temporal y energética entre eventos generados en diferentes capas [43] (Fig. 4 b).

 Capas de cristales con diferentes recubrimientos: Otra posibilidad pasa por

25 longitud de onda para permitir la identificación de los diferentes segmentos de cristales centelleadores apilados. Una parte de luz que viene de los cristales es absorbida por estas tiras de plástico para reemitir luz fluorescente, que es parcialmente atrapada en estas tiras y propagada para permitir la detección con diferentes detectores: detectores híbridos de fotones (Hybrid Photon Detector, HPD) [45] o SiPMs [46]. El AX-PET es un ejemplo de producto comercial basado en este esquema. Con este diseño, se alcanzan resoluciones DOI de 2,5 mm FWHM. La dificultad de esta solución es su complejidad de fabricación: el AX-PET tiene 6 capas de cristales y 156 elementos que producen cambios en la longitud de onda por módulo. Esto conlleva a un número muy elevado de canales de detección, con sus correspondientes ASICs, con altos tiempos de proceso en las unidades de control de procesos (Central Processing Unit, CPU) y una baja flexibilidad y modularidad de los diseños (Fig. 4 c).

 Múltiples fotosensores: La aparición de sensores de semiconductor compactos

ha posibilitado otras opciones que no eran posibles con PMTs. Otra solución al problema de la DOI, pasa por alternar finas capas de detectores de semiconductor y cristales, o en una combinación de este tipo de soluciones multicapa con detectores

phoswich [47], llegando a alcanzar en este caso hasta 8 capas de discriminación. En [48]

podemos observar otra variante de estas soluciones multicapa con cristales de ortosilicato de lutecio dopado con cerio (Cerium-doped Lutetium Orthosilicate, LSO:Ce) de 1 x 1 x 3 mm3 _{acoplados a APDs extremadamente finos, mejorando con}

ello la recogida de luz del segmento. Sin embargo, la complejidad mecánica y electrónica de esta solución es elevada (Fig. 4 d).

 Lectura por ambas caras: Esta solución consiste en colocar fotodetectores a

ambos extremos de los cristales. El cálculo de la DOI está basado en el ratio de la luz detectada entre ambos sensores. Obviamente, los fotodetectores situados en la capa interna del escáner deben ser transparentes a los fotones γ para evitar la absorción y la dispersión Compton. Con esta solución, en [49] se logran resoluciones DOI de 2 mm FWHM con cristales con una sección de 1 x 1 mm2 _{leídos por APDs, mientras}

que en [50] se obtienen resoluciones de 4,5 mm con cristales con secciones de 2 x 2 mm2 _{leídos por SiPMs (Fig. 4 e).}

 Centelleadores continuos: En este caso los eventos que interaccionan cerca de

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los eventos que se producen en la parte del cristal más alejada de los fotodetectores, producen una mayor dispersión de luz sobre los fotodetectores (Fig. 4 f).

Recientemente, se han estudiado también métodos de cálculo de la DOI a nivel de reconstrucción de imagen, incluyendo en las PSF medidas experimentales a través de todo el FoV [51]. Este algoritmo de reconstrucción denominado PDSF OP OSEM3D proporciona resoluciones espaciales muy uniformes a lo largo de todo el FoV del sistema comercial de Siemens (Biograph TruePoint PET/CT con TrueV) [52]. En base a estos resultados, la corrección de paralaje realizada a nivel de detector podría ser combinada y completada con la aplicación de este tipo de modelos durante el proceso de reconstrucción [12]. Sin embargo, es importante tener en cuenta que dichos métodos [51] requieren calibraciones previas que no se pueden realizar sobre todo el FoV del sistema, debido al elevado tiempo de reconstrucción que requerirían (2,6 años) junto con el inmanejable volumen de datos almacenados (3.300 GB).