Amélioration du débit d'évènements, de la qualité des données et de la puissance consommée d'un circuit intégré de photodiodes avalanches monophotoniques

De nos jours, les médecins reposent de plus en plus sur différentes formes d'imagerie médicale pour fournir des diagnostics rapides et fiables aux patients. La tomographie d'émission par positrons (TEP) et la tomodensitométrie (TDM) sont deux modalités d'imagerie largement utilisées en médecine moderne. La TEP permet de suivre le déplacement d'un radiotraceur injecté au patient afin d'observer le métabolisme d'une substance ciblée. La TDM, quant à elle, permet d'imager la densité des différents tissus du corps afin de reconstruire une image structurelle des organes du patient. Bien que ces modalités d'imageries apportent une aide considérable aux médecins, certaines limitations persistent notamment quant à la dose de rayons X utilisés en TDM, ou encore à la durée importante des reconstructions d'images en TEP. Différents groupes de recherches à travers le monde travaillent à l'amélioration de tels scanners notamment quant à l'augmentation du contraste des images ou à la réduction de la dose à laquelle les patients sont exposés. L'utilisation du temps de vol (TDV) des photons constitue une approche prometteuse pour atteindre ces deux objectifs. Le Groupe de recherche en imagerie médicale de Sherbrooke (GRAMS) travaille depuis quelques années au développement de matrices de photodiodes avalanches monophotoniques (PAMP) capables d'atteindre une résolution temporelle de 10 ps. L'approche utilisée consiste à superposer la matrice de PAMP sur le circuit de lecture, ce qui permet d'intégrer des circuits de traitement numérique directement dans le détecteur. Le présent projet consiste à développer la section numérique d'un circuit de lecture optimisé pour une utilisation en TDM à temps de vol. Comme la TDM-TDV en est encore à ses débuts, le circuit de lecture doit extraire le compte de photons reçus à l'intérieur d'une fenêtre temporelle pour chaque pixel du détecteur, et ce, sans perte d'information. Pour s'y faire, les circuits requis seront ajoutés à un circuit intégré o