AS5950, innovativo IC per il rilevamento dei raggi X per tomografia computerizzata a basso costo

 

L’AS5950 di AMS combina array di fotosensori e ADC in un singolo chip, riducendo la complessità e il costo dell’assemblaggio del sensore negli scanner CT a 8 e 16 sezioni.

AMS, leader mondiale di soluzioni di sensori ad alte prestazioni, sta contribuendo a rendere gli scanner per tomografia computerizzata (CT) molto più convenienti. Grazie alla competenza di ams nella progettazione e nell’assemblaggio dei sensori, il chip sensore integrato AS5950 per il rilevamento dei raggi X consentirà di realizzare un sistema CT con immagini più dettagliate e a costi inferiori.
AS5950 è un dispositivo CMOS che combina un array di fotodiodi ad alta sensibilità e un convertitore analogico-digitale a 64 canali sullo stesso die. Come singolo chip, l’AS5950 è più facile da montare in un modulo rivelatore CT. Gli attuali produttori di scanner CT devono assemblare un array di fotodiodi discreti su un PCB complesso, collegato tramite lunghe tracce a un chip di lettura discreto. 

Schema a blocchi del sensore AS5950 a 16 strati/64 canali.

 

Negli scanner CT a 8 e 16 sezioni, la sostituzione di questo complesso assieme di PCB con un singolo chip AS5950 riduce drasticamente le prestazioni del rumore dell’immagine e, soprattutto, i materiali e i costi di produzione.
Jose Vinau, direttore marketing della linea di business Medical & Specialty Sensors di AMS, afferma: “AMS vuole contribuire a rendere gli scanner CT più convenienti e disponibili in tutto il mondo. L’introduzione dell’AS5950 e del suo modulo ridurrà gli ostacoli nell’assemblaggio e nella produzione di un rilevatore di raggi X.”

Schema applicativo del sensore AS5950 a 16 strati/64 canali.

 

L’innovazione alimenta la crescita del mercato

AMS stima che il mercato dell’imaging medicale – per scanner CT a 8 e 16 sezioni – si sta espandendo con un tasso di crescita annuale composto del 10-15%.
L’innovazione di AMS nell’integrazione di fotodiodi e ADC in un singolo chip contribuirà a rendere gli scanner CT a 8 e 16 sezioni più economicamente sostenibili per gli acquirenti di apparecchiature mediche, aiutando a far crescere la domanda e ad accelerare la crescita del mercato.
AS5950 ha una dimensione pixel ottimale di 0,98×0,98 mm² che può essere personalizzata su richiesta per soddisfare le esigenze specifiche degli OEM in tempi di consegna ragionevolmente brevi.
Il sensore può essere assemblato direttamente su un substrato usando un processo di incollaggio del filo per la fabbricazione di un modulo CT.

Immagine del modulo di riferimento CT AS5950M.

 

AMS ha sviluppato con i partner l’AS5950M, un progetto di riferimento del modulo CT che semplifica l’integrazione in un rivelatore CT completo. Questo modulo monta 2×2 pezzi di AS5950 assemblati su un substrato per costruire un’area del sensore di 32 x 16 mm² o 2×4 pezzi di AS5950 per un’area del sensore di 32 x 32 mm².

Calcolo di immagini mediche più nitide

L’architettura integrata dell’AS5950 migliora le prestazioni dell’immagine poiché le interconnessioni a livello di wafer ottimizzate tra l’array di fotodiodi e il circuito di lettura garantiscono un rumore molto più basso rispetto alle tracce a livello di scheda in un gruppo fotodiodo / ADC tradizionale. Questi i vantaggi:

• Qualità dell’immagine migliorata. Il rumore in modalità ad alta risoluzione è tipicamente di 0,20 fC per un intervallo di carica a fondo scala di 455 pC. La linearità ADC di ± 300 ppm e la linearità composta di ± 600 ppm (incluso il fotodiodo) contribuiscono all’elevata fedeltà dell’immagine.
• Auto-riscaldamento ridotto. La bassissima dissipazione di potenza (typ. 0,65 mW per canale) consente al produttore di scanner CT di implementare il raffreddamento ad aria a basso costo. Un sensore di temperatura integrato consente il monitoraggio della temperatura di giunzione.

L’AS5950 offre anche un tempo di integrazione rapido di soli 200 µs, per supportare un’elevata velocità di rotazione dello scanner. È possibile accedere alla lettura dei dati digitali tramite l’interfaccia SPI che consente anche di configurare le seguenti impostazioni:

• Area del sensore attivo. La dimensione totale del sensore in direzione Z può essere selezionata tra 16 mm o 32 mm.
• Risoluzione pixel. L’array adattivo consente di far funzionare il dispositivo in modalità ad alta risoluzione con dimensioni pixel standard di 0,98×0,98 mm o in modalità Z con copertura Z che collega due pixel a una dimensione totale di 1,96×0,98 mm.
• Gamma di fondo scala. A seconda della dose di radiazione applicata, la corrente massima del fotodiodo può essere configurata tra 200 nA e 600 nA attraverso tre intervalli di fondo scala.

L’IC del sensore AS5950 e il modulo di riferimento AS5950M sono ora disponibili per il campionamento. È inoltre disponibile un kit di valutazione per interfacciare il sensore e il progetto di riferimento del modulo. Viene fornito con una scheda FPGA e un software per dimostrare tutti i parametri di prestazione rilevanti.

Ulteriori informazioni: https://ams.com/as5950