Grupo de Física Médica - Electronica - Carles Solaz Vera Stankova Carlos Lacasta

2/24 Grupo de Física Médica Instrumentación Simulación Rec. Imagen

3/24 Proyectos instrumentación Scanner PET  cristales LYSO  Si PMs Monitorización de la dosis administrada en hadroterapia PETETE MADEIRA Cámara Compton Mejora para PET  “Lupa” con detec- tores de silicio

4/24 PETETE Prototipo de scanner PET Tomografía por emisión de positrones

5/24 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 FPGA Unidad de coincidencia Trig 1 ASIC FPGA Trig 2 Hold 1 Hold 2 USB ASIC: MAROC 2 (LAL,Orsay, Francia) FPGA: Altera Cyclone Placas: LAL ASIC+FPGA Software: Basado en LabVIEW USB: FT245BL

6/24 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 Añadiendo la “sonda PET” Ring- Probe Ring– Ring Dos tipos de eventos Objectivo: Mejorar la tecnología para imagen médica nuclear 3D - Reduciendo la exposición a la radiación - Incrementar la resolución temporal y espacial MADEIRA Minimizing Activity and Dose with Enhanced Image quality by Radiopharmaceutical Administrations

8/24 MADEIRA Hybrid VATAGP7 ASICs Detector - High resistivity silicon detectors 1040 pixels - Back to back mm gap channels per chip - Low-noise preamplifiers - Shaper with S&H - Calibration features… - Custom Boards - Each one 4 ASICs El prototipo

9/24 To the back side  x4 Hybrid1Hybrid2 Hybrid 3hybrid4 Acquisition board MADDAQ El prototipo MADEIRA Stack of detectors

10/24 MADDAQ MADeira Data AcQuisition board - Differential inputs - 12 bits - 40 MSPS AD9222BCP - 10/100/1000 Mbps DP83865DVH Differential amplifiers AD8139ARDZ MADEIRA ASIC Chips Spartan 3 XC3S Trigger manager - Synchronise devices - Time stamp - Programme and readout the ASIC - DAC programming Detec (hybrids) 12 bits LTC2620CGN

11/24 MADDAQ MADeira Data AcQuisition board Power ADC Conn. Amplifiers Ethernet MADEIRA Interface DACs Test pulse FPGA Fuentes conmutadas y LDOs

12/24 Firmware MADEIRA ADDR UP DOWN TDC FIFO Instruction Manager Bias config. ASIC config. ASIC control. ADC ADC manager MAC core 10/100/1000 Mb/s UDP core Ethernet PHY Hybrid FPGA FIFO Software trigger Trigger Ext.trigger Trigger out Trigger manager TDC Vernier Herramientas Xilinx ISE 10.1 Modelsim XE 6.5

13/24 Firmware: TDC Vernier MADEIRA Herramientas: -Xilinx ISE (FPGA Editor) - Modelsim (Post P&R)

14/24 Results MADEIRA X projection of channel 185 connected at slot 1 of MADDAQ. Sigma = 3,096 ADC Calibration 241 Am Test with ONE hybrid module 59 KeV 30 KeV

15/24 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 ? MADEIRA

16/24 Telescopio Compton Objetivo: controlar exactamente cuál es el área irradiadala y la dosis de radiación aplicada al paciente. Telescope Compton

17/24 Telescopio Compton Telescope Compton ¿Cómo es el setup? ASIC FPGA Unidad de coincidencia Trig 1 ASIC FPGA Trig 2 Hold 1 Hold 2 USB Na LaBr3 LYSO ASIC: SPIROC 1 (LAL,Orsay, Francia) FPGA: Altera Cyclone Placas: LAL ASIC+FPGA Software: Basado en LabVIEW USB: FT245BL

18/24 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 Compton Telescope

19/24 VATA64HDR16 64 channel Low noise Low power Positive charge optimized Hybrid board 4 SiPM matrices (4x4 pixel photodetector) 1 crystal 1 ASIC Compton Telescope ASIC SiPM

20/24 System characterization and calibration Very good linearity in the range of 3pC to 15pC Compton Telescope y = 0,009x + 0,292 R² = 0, Na spectrum

21/24 Thank you Questions?