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Grupo de Física Médica - Electronica Carles Solaz Vera Stankova Carlos Lacasta carles.solaz@ific.uv.es 2/24 Grupo de Física Médica Simulación Instrumentación Rec. Imagen 3/24 Proyectos instrumentación PETETE Scanner PET cristales LYSO Si PMs MADEIRA Mejora para PET “Lupa” con detectores de silicio Cámara Compton Monitorización de la dosis administrada en hadroterapia 4/24 PETETE PETETE Prototipo de scanner PET Tomografía por emisión de positrones 5/24 PETETE PETETE Prototipo de scanner PET - Usando cristales LYSO continuos - Matrices SiPM monolíticas - Dos detectores opuestos que van girando para simular un anillo ¿Cómo es el setup? ASIC ASIC FPGA FPGA Trig 1 Hold 1 Trig 2 Unidad de coincidencia Hold 2 ASIC: MAROC 2 (LAL,Orsay, Francia) FPGA: Altera Cyclone Placas: LAL ASIC+FPGA Software: Basado en LabVIEW USB: FT245BL 6/24 PETETE PETETE Software basado en LabVIEW (8.5) - Control completo del proceso de adquisición - Control del ASIC - Control de la mesa de rotación - Adquisición de N datos / pos. o temporizado - Recepción de datos medidos - Almacenamiento de datos - Representación preliminar de los datos 7/24 MADEIRA MADEIRA Minimizing Activity and Dose with Enhanced Image quality by Radiopharmaceutical Administrations Objectivo: Mejorar la tecnología para imagen médica nuclear 3D - Reduciendo la exposición a la radiación - Incrementar la resolución temporal y espacial Añadiendo la “sonda PET” Dos tipos de eventos Ring– Ring Ring- Probe 8/24 MADEIRA El prototipo - 128 channels per chip - Low-noise preamplifiers - Shaper with S&H - Calibration features… VATAGP7 ASICs Hybrid - Custom Boards - Each one 4 ASICs Detector Hybrid - High resistivity silicon detectors 1040 pixels - Back to back - 0.8 mm gap 9/24 MADEIRA El prototipo Hybrid 3 Hybrid1 hybrid4 Acquisition board Hybrid2 MADDAQ Stack of detectors x4 10/24 MADEIRA MADDAQ MADeira Data AcQuisition board 12 bits LTC2620CGN Differential amplifiers AD8139ARDZ (hybrids) Detec Spartan 3 XC3S4000 - Trigger manager - Synchronise devices - Time stamp - Programme and readout the ASIC - DAC programming ASIC Chips - 10/100/1000 Mbps DP83865DVH - Differential inputs - 12 bits - 40 MSPS AD9222BCP 11/24 MADEIRA MADDAQ MADeira Data AcQuisition board Power Fuentes conmutadas y LDOs Conn. Amplifiers ADC FPGA Test pulse Interface DACs Ethernet 12/24 MADEIRA Firmware Hybrid Instruction Manager Bias config. ASIC config. ASIC control. Herramientas Xilinx ISE 10.1 Modelsim XE 6.5 FIFO FIFO UDP core Trigger Ext.trigger MAC core 10/100/1000 Mb/s Trigger manager Trigger out Vernier TDC Software trigger FIFO ADDR UP ADC ADC manager DOWN TDC FPGA Ethernet PHY 13/24 Firmware: TDC Vernier Herramientas: -Xilinx ISE (FPGA Editor) - Modelsim (Post P&R) MADEIRA 14/24 MADEIRA Results Calibration 241Am Test with ONE hybrid module 59 KeV 30 KeV X projection of channel 185 connected at slot 1 of MADDAQ. Sigma = 3,096 ADC 15/24 MADEIRA Trabajo futuro MADDAQ en MADEIRA Hacer funcionar Ethernet a 100Mbps y 1Gbps PROBLEMAS: Layout y reloj principal Fabricar MADDAQ v2 Terminar el TDC. Objetivo 100 ps ? 16/24 Telescope Compton Telescopio Compton Objetivo: controlar exactamente cuál es el área irradiadala y la dosis de radiación aplicada al paciente. 17/24 Telescope Compton Telescopio Compton ¿Cómo es el setup? Na LYSO LaBr3 ASIC ASIC FPGA FPGA Trig 1 Hold 1 Trig 2 Unidad de coincidencia Hold 2 ASIC: SPIROC 1 (LAL,Orsay, Francia) FPGA: Altera Cyclone Placas: LAL ASIC+FPGA Software: Basado en LabVIEW USB: FT245BL 18/24 Compton Telescope Telescopio Compton What are we doing? Current setup: SPIROC1 32 channels New ASIC (HDR64) 64 channels per chip Dynamic range Timing performance to be tested New Board (MADDAQ) Our own hardware Faster connection PC – Boards Our own software 19/24 Compton Telescope SiPM ASIC VATA64HDR16 64 channel Low noise Low power Positive charge optimized Hybrid board 4 SiPM matrices (4x4 pixel photodetector) 1 crystal 1 ASIC 20/24 Compton Telescope System characterization and calibration 25 Charge (pC) 20 y = 0,009x + 0,292 R² = 0,995 15 10 5 0 0 500 1000 bits ADC 1500 2000 Very good linearity in the range of 3pC to 15pC 22Na spectrum 21/24 Thank you Questions?
