About / Advertise
I november startade ett nytt svenskt forskningsprojekt med mål är att skapa en datortomograf som ger markant lägre stråldos än dagens maskiner. Projektet finansieras av Familjen Erling-Perssons stiftelse med 23,7 miljoner kronor och en prototyp ska stå färdig inom tre år för test på patienter på Karolinska Institutet.| Prototyp datortomograf Ort: Stockholm/Linköping Antal deltagare: ca 10 Startår: 2008 Prototyp: Datortomograf med låg stråldos |
Mats Danielsson har lång erfarenhet av partikeldetektorer, från Cern i Schweiz till röntgendetektorerna i Sectra Mameas digitala mammografisystem. Och precis som i Sectras system ska detektorn i denna prototyp tillverkas i kisel och räkna varje enskild foton.
– Men inget annat blir lika. Vi tror på att göra en effektivare detektor för att få bättre bilder med samma stråldos alternativt att man drar ner stråldosen och får dagens bildkvalitet.
För att hålla tidsplanen ska en gammal maskin byggas om. Strålkällan blir densamma som tidigare, men spänningen vrids ner. Den fullständiga detektorns form är således stenhårt specad, möjligen kan den bli lättare och tunnare. Hur varje litet detektorelement ska se ut är däremot inte spikat ännu.
– Att konstruera detektorn är en rejäl utmaning, men att få ut signalen är en nästan omöjlig uppgift. Men vi tror att det går, säger Mats Danielsson.
Vid en datortomografisk undersökning snurrar detektorn tre varv per sekund. En undersökning tar runt 30 sekunder och under tiden ska 9 Terabyte data samlas in.
– Bara att få in data i minnet är en stor utmaning, säger Christer Svensson professor i elektroniska komponenter vid Linköpings universitet, som arbetar med kretsutvecklingen i projektet.
Just nu jobbar Christer Svensson med att specificera kretsen som ska sitta direkt efter detektorn i systemet. Inom kort ska den börja konstrueras. I huvudsak är det tre krav som asicen måste uppfylla: mycket hög känslighet, extrem snabbhet och låg effektförbrukning.
– Kretsen ska vara cirka tio gånger snabbare än dagens bästa krets med motsvarande krav på brus och effekt, säger Christer Svensson.
Vid en rangordning av utmaningarna menar han att den största är att hålla nere effektförbrukningen. Om varje pixel får ha en förbrukning på mW-nivå kommer hela detektorn att sluka 600 W. Kanske klarar systemet en aning högre effekt, eftersom mätningen sker under kort tid.
– Varje asic har 200 ingångar och effektförbrukningen är proportionell mot ingångskapacitansen i kvadrat. Vi måste optimera kapacitansen i varje ledning för att klara effektkravet.
Till varje detektor, som är cirka 2 x 3 cm stor, ska fyra asicar anslutas. Eftersom det är ett väldigt tajt krav på bygghöjden i systemet lutar det mot att man kommer att flip-chip-bonda asicarna på detektorn.
Asicarna står för datainsamlingen lokalt och ut levererar de digitala signaler till FPGA:er, vars uppgifter är att skyffla data i minnen.
– Troligen blir det flashminnen, men det är kruxigt att få in data snabbt i dem, dessutom är det en utmaning att få ut 9 Tbyte inom rimlig tid, säger Christer Svensson.
Samtidigt är Christer Svensson noga med att påpeka att han aldrig hade hoppat på projektet om han inte trodde att det går att få ihop allt i slutänden.
– Vår uttalade vilja är att vår teknik ska gå hela vägen för att så småningom bli en produkt som används ute på sjukhus, säger Mats Danielsson.
