CT med tusenvis ASICs

Detektoren i datatomografen skal nemlig bygges i silisium og telle hvert eneste foton. I løpet av tre år skal det utvikles en prototyp for test av pasienter på Karolinska Institutet.

Prosjektet ledes av Mats Danielsson, professor i medisinsk bildeteknikk på KTH, som har lang erfaring med partikkeldetektorer, fra Cern i Scveits til røntgendetektorene i Sectra Mameas digitale mammografisystem. Danielsson er bekymret for de høye stråledosene i dagens systemer – som er 100 ganger høyere enn i mammografiutstyr.

– Vi satser på å lage en mer effektiv detektor for å få bedre bilder med samme stråledose, eventuelt at man reduserer stråledosen og får dagens bildekvalitet, sier Danielsson til Elektroniktidningen.

Mend et er en tøff oppgave. På 30 sekunder skal 9 TB (terrabyte) med data samles inn. Bare å få dette inn i minnet er en stor utfordring, ifølge Christer Svensson, som er professor i elektroniske komponenter ved Linköpings universitet. Han jobber med kretsutviklingen i prosjektet.

Svensson anslår at kretsen, som sitter rett bak detektoren, må være ti ganger raskere enn dagens beste kretser, med tilsvarende krav til støy og effekt.
–  Hver ASIC har 200 innganger, og effektforbruket er proporsjonalt med kvadratet av inngangskapasitansen. Vi må derfor optimalisere kapasitansen i hver ledning for å klare effektkravet, forklarer Svensson overfor Elektroniktidningen.  

 Til hver detektor, som måler 2x5x3 cm, skal det koples til fire ASICer, som trolig blir flip-chip-bondet til detektoren for å spare byggehøyde.
ASIC-kretsene samler inn data og leverer digitale signaler til FPGAer, som igjen har som oppgave å skyfle data videre til minnet.  

De prosjektansvarlige ser på dette som en nesten umulig oppgave, men bare nesten. – Jeg hadde ikke gått inn i dette om jeg ikke trodde det gikk an å få alt i hop til slutt, kommenterer Christer Svensson.