Entwicklung eines digitalen Koinzidenz-Triggers für Positronen-Emissions-Tomographen

Das Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA-2: Systeme der Elektronik) ist ein wissenschaftlich-technisches Institut der Forschungszentrum Jülich GmbH, welches Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Kooperation mit den Instituten des Forschungszentrums sowie externen Partnern durchführt. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung elektronischer und informationstechnischer Systemlösungen in der Sensorik und Detektortechnik, Signal- und Datenverarbeitung, Messtechnik sowie Bildgebung und -verarbeitung.

Hintergrund:
Zu den im ZEA-2 entwickelten Systemen gehören auch Positronen-Emissions-Tomographen (PET-Scanner), die in der medizinischen und biologischen Forschung eingesetzt werden. Dabei wird die räumliche Verteilung eines zuvor verabreichten Radio-Tracers (Positronen-Emitter) aus der emittierten Gamma-Strahlung ermittelt. Dabei weisen die PET-Systeme des ZEA-2 die resultierenden hochenergetischen Photonen (50 - 700 keV) mittels Szintillationskristallen nach, und Erfassen deren Szintillationslicht durch spezielle Halbleiter-Detektoren (dSiPM, digital Silicon Photomultiplier). Für jedes detektierte Szintillationsereignis wird ein digitales Datenpaket erzeugt und anschließend über eine zentrale Hardware-Plattform an einen Messrechner weitergeleitet. Die anschließende Datenverarbeitung zur Auffindung zeitlich korrelierter Ereignisse (Koinzidenzen) der verschiedenen Detektorsysteme nehmen viel Rechenzeit in Anspruch, deshalb ist es erforderlich einen digitalen Koinzidenz-Trigger zu entwickeln, der nur die zusammengehörigen Ereignisse der verschiedenen Halbleiter-Detektoren für die Datenerfassung auswählt. Da sich die Bedingungen für die Auswahl von Koinzidenzen in Abhängigkeit der zu untersuchenden Reaktion ändern können, besteht zusätzlich die Notwendigkeit einer freien Konfigurierbarkeit des Trigger-Systems.

Ihre Aufgaben:
Im Rahmen der Arbeit soll ein frei konfigurierbares Trigger-System auf Basis von Matlab/Simulink konzipiert und auf modernen FPGA-Plattformen implementiert werden, welche zeitlich korrelierter Ereignisse der dSiPMs für die Datenerfassung in Abhängigkeit der zu untersuchenden Reaktion auswählt.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik ZEA-2: Systeme der Elektronik Forschungszentrum Jülich GmbH

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Ansprechpartner/in

Britta Hallmann
Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik
ZEA-2: Systeme der Elektronik
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: verwaltung.zea2@fz-juelich.de
Telefon: 02461 61 3181

Branche

Elektrotechnik

Anforderungen

Grundkenntnisse im Bereich der Messtechnik
Kenntnisse aus der digitalen Signalverarbeitung
Digitalentwicklung in VHDL/Verilog
Algorithmen-Entwicklung in MATLAB/Simulink
Analytische Fähigkeiten
Eigenverantwortliches Arbeiten

Zusatzinformationen

Unser Angebot:

Die Möglichkeit zur Zusammenarbeit in einem Team aus motivierten Wissenschaftlern und Technikern
Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken in Verbindung mit einem sozial ausgeglichenen Arbeitsumfeld
Gerne werden wir Sie bei der Einarbeitung unterstützen.

Das Forschungszentrum Jülich möchte mehr Mitarbeiterinnen in diesem Bereich beschäftigen. Wir sind daher an der Bewerbung von Frauen besonders interessiert. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.