Le défi de la bimodalité TEP-TDM

Le Groupe de recherche en appareillage médicale de Sherbrooke (GRAMS) et le Centre d’imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS) travaillent étroitement ensemble dans le but de développer des systèmes d’imagerie médicale plus performant en oncologie, en cardiologie, en neurologie, etc. Un des objectifs du GRAMS et du CIMS consiste à développer une nouvelle génération de scanner bimodal combinant la tomographie d'émission par positrons et la tomodensitométrie (TEP/TDM) utilisant la même électronique pour détecter à la fois les photons d’annihilation et les rayonnements x.

Ce projet nommé LabPET-CT utilise une électronique analogique frontale conçue par le groupe  Le scanner sera composé de 24 cartes analogiques distribuées en anneau.  Chaque carte analogique peut faire l'acquisition jusqu’à 128 canaux de détection provenant de 2 blocs détecteurs de 64 pixels chacun.

Un bloc détecteur est composé de deux matrices 4 × 8 cristaux scintillants couplés individuellement à des photodiodes avalanches via un interposeur céramique.

Un circuit intégré (Application Specific for Integrated Circuit - ASIC) a été spécifiquement conçu par l’équipe pour conditionner et amplifier les signaux provenant des détecteurs. Huit de ces ASIC sont montés sur l'interposeur utilisant la méthode flipchip. Chacun des ASIC possède 16 entrées analogiques et 16 sorties numériques LVDS à faible bruit. 

Étant limité par la largeur des matrices de détecteurs (25.4 mm) pour la largeur du circuit imprimé, les cartes électroniques comportent 32 couches de métallisation afin de permettre le transport des signaux conditionnés vers le système de traitement des données.  Cette carte est d'une grande complexité car elle est aux limites de plusieurs contraintes de fabrication permises par les fabricants de circuits imprimés.

La méthode d'assemblage complexe de 8 ASIC directement sur circuit imprimé a été développé au laboratoire LCP du 3IT (Université de Sherbrooke).