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System-in-Package von ams Osram

Photon Counting: Neues CT-Sensormodul für Bildgebung der Zukunft

25. Februar 2025, 11:05 Uhr | Elektronik Medical (uh)

Der Halbleiterhersteller ams Osram hat ein neuartiges Plug-and-Play-Sensormodul für die Computertomographie vorgestellt. Die hochintegrierte und robuste Detektortechnik läßt sich über ein »4-side buttable System-in-Package« leicht handhaben, für höchste Bildqualität in photonenzählenden CT-Scannern.

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Das Highend-Sensormodul AS5920M für die medizinische Bildgebung ist für Medizingeräte-OEM gedacht, die photonenzählende Detektoren in ihre CT-Geräte integrieren wollen. Das sogenannte Photoncounting nutzt Cadmiumtellurid als Detektormaterial. Das Kristall kann Röntgenstrahlen ohne Umwege in detektierbare Elektronenpaare umwandeln und sorgt so für eine vielfach bessere Bildqualität bei gleichzeitig niedrigerer Strahlenbelastung. Photon Counting gilt als disruptive Technologie; Fachleute rechnen damit, dass zukünftig ein Großteil aller Computertomografen mit photonzählenden Detektoren betrieben wird.

ams Osram will mit proprietären und auch in Europa gefertigten CT-Detektoren und insbesondere der photonenzählenden Sensortechnik seine Stellung im Markt ausbauen und zum führenden Anbieter für Halbleiter- und Sensortechnik in der medizinischen Bildgebung aufsteigen.

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Photon Counting: Highend-Auflösung bei weniger Strahlung

Das neuentwicklete Sensormodul AS5920M besitzt die Fähigkeit, einzelne Röntgenphotonen zu detektieren. Damit ermöglicht das AS5920M eine signifikante Verringerung der Strahlenbelastung bei CT-Untersuchungen, ohne Kompromisse bei der Bildqualität einzugehen. Und dies bei höchster Auflösung: Die Detektor-Pixelgröße des Moduls ist neunmal kleiner als bei herkömmlichen CT-Geräten, was in Kombination mit hervorragender Materialdifferenzierung, geringem Rauschen und exzellentem Kontrast zu hochpräzisen Diagnosen auf Arztseite führen kann.

Für Entwickler ist vor allem die unkomplizierte Integration in CT-Detektorsysteme als auch die robuste Verarbeitung während der Fertigung von Belang. Als innovatives vierseitig anreihbares System-in-Package (BSIP) lässt sich das AS5920M problemlos zu größeren Detektorbereichen zusammensetzen, wie sie für klinische CT-Anwendungen benötigt werden. Durch die Integration mehrerer ICs und passiver Bauelemente in einem einzigen Gehäuse wird die Materialstückliste kosteneffizient optimiert.

Geht auch günstig: Detektoren für Schicht-CT-Geräte

Neben der photonenzählenden Sensorvariante hat ams Osram gleichzeitig den AS5952M für das preissensible CT-Segment vorgestellt. Das leistungsstarke und dennoch kostengünstiges Sensormodul ist auf 64-Schichten-CT-Systeme ausgelegt. Das Modul bietet eine breite Sensorabdeckung von 4 cm, welche ausschlaggebend ist, um hohe Aufnahmegeschwindigkeiten und geringe Bewegungsartefakte im CT-Massenmarktsegment mit hohen Patientenzahlen zu erzielen.

Bestehend aus drei Sensorchips AS5952, die an drei Seiten angereiht werden können, reduziert das Modul mit seiner innovative Chip-Architektur die Fertigungskomplexität und damit die Kosten. Der neueste Chip dieser Baureihe kann an drei Seiten angereiht werden, was die Komplexität in der Fertigung und zugleich die Kosten senkt.

Die erforderliche Stitching-Technologie, die von ams OSRAM in der eigenen Waferfertigung selbst entwickelt wurde, ermöglicht langgestreckte Sensorchips in hoher Qualität - u.a. geringem Dunkelstrom und mit minimiertem Rauschen. Der AS5952 ASIC integriert einen 256-Kanal-Analog-Digital-Wandler (ADC) und das Photodioden-Array in einem monolithischen Gehäuse, was neben Kosteneinsparungen auch zu einem verbesserten Rauschverhalten führt.

Photonenzählende CT-Detektoren sind die Zukunft

Die neuen Sensormodule von ams Osram können die CT-Bildgebung in verschiedenen klinischen Bereichen mit erweiterten Anwendungsmöglichkeiten auf ein neues Niveau heben. Das Herz in Echtzeit beim Schlagen aufnehmen? Von der Onkologie bis zur Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen ermöglichen die photonenzählenden Module präzisere Diagnosen und frühzeitige Erkennung von Krankheiten.

Für Patienten macht die reduzierte Strahlenbelastung CT-Untersuchungen sicherer, insbesondere für Kinder und bei regelmäßig notwendigen Screenings. Durch die Kombination von Hochleistung und Kosteneffizienz wird der Zugang zu fortschrittlicher CT-Technologie für eine größere Anzahl von medizinischen Einrichtungen und damit für eine breitere Schicht der Weltbevölkerung möglich.

Für Medizintechnikentwickler bieten die neuen Plug-and-Play-Sensormodule von ams OSRAM eine hochintegrierte Komplettlösung, um die nächsten Generationenen von CT-Systemen auf einer Plattform zu entwickeln. Mit dem Fokus auf Präzision, reduzierte Strahlenbelastung und Kosteneffizienz setzen die Sensormodule neue Maßstäbe für die medizinische Bildgebung und eröffnen neue Möglichkeiten für verbesserte Diagnostik und Patientenversorgung. (uh)