Universiteit ontwikkelt grote cmos-sensor voor kankeronderzoek

De Britse University of Lincoln heeft een cmos-sensor gemaakt met een lengte en breedte van 12,8cm. Daarmee is de chip een van de grootste ter wereld. Onderzoekers willen de chip als beeldsensor gebruiken voor kankerdiagnostiek.

De chip is gemaakt om een hoge dosis straling te kunnen weerstaan, zodat deze bruikbaar is in een ziekenhuisomgeving, waar onder andere kankerpatiënten bestraald worden. Met de cmos-chip zou kanker sneller gedetecteerd kunnen worden, en is het mogelijk om te kijken wat voor impact bestraling heeft op de ontwikkeling van tumoren in het lichaam van de patiënt. Volgens de University of Lincoln is de cmos-sensor met 164cm² de grootste ter wereld, maar Canon slaagde er eerder al in om een grotere chip te maken.

Er moet nog worden gekeken naar de praktische toepassingen die de cmos-sensor kan bieden: dit onderzoek wordt uitgevoerd door The Institute of Cancer Research en The Royal Marsden Hospital in Londen. De onderzoekers lieten daarbij niet weten wanneer zij verwachten dat de beeldsensor in de dagelijkse praktijk ingezet kan worden.

Reacties (43)

[YellowCube]

een praktische toepassing is het monitoren van de hoeveelheid straling die je toedient tijdens de bestraling van een patient.

Wat je bijv. kunt doen is een fluoriscerende plaat onder het bestralingsapparaat hangen. Je legt een te bestralen patient met tumor onder het stralingsapparaat en gaat bestralen.
Een deel van de straling zal opgenomen worden door de tumor (dit is dus de dosis die je toedient) een ander deel gaat door de patient heen en valt op de fluoriscerende plaat onder de patient.
Deze zal oplichten als gevolg van de straling. Door nu met een camera (beeldsensor) naar de plaat te kijken krijg je een beeld van de dosis straling die op de plaat valt. Daarmee krijg je, samen met kennis over hoeveel straling/welke dosis er uit de kop van het stralingsapparaat gekomen is, een indirect een beeld van de dosis die in het bestraalde gebied opgenomen is.
(mind you: er is een hoop meet- en ijkwerk nodig om dit soort systemen zinvol in te zetten).

De effectiviteit van dit soort systemen hangt heel erg af van de resolutie van de sensor die je gebruikt. Dus, hoe groter, hoe beter.
Daarnaast heb je het probleem dat de huidige sensoren niet bijster goed bestand zijn tegen hoge stralingsdosis. Dat zorgt er voor dat je niet heel lang kunt kijken wat er gebeurt en je kunt hooguit een of enkele afbeeldingen maken tijdens een stralingssessie.
(daarnaast heb je het probleem dat je regelmatig je sensor moet vervangen omdat deze snel naar z'n grootje gaat).

Een sensor die beter bestand is tegen straling kan er dus voor zorgen dat je wellicht bijna realtime mee kunt kijken met hoe de bestraling verloopt (dus hoeveel dosis je toedient en waar precies) en dus veel beter kunt afstemmen hoe je de bestraling toedient.

[coenvdz]

De indirecte techniek die je beschrijft is iets wat inderdaad lang is toegepast in de röntgentechniek. Het Nadeel van de fluorisentieschermen is dat het rendement enorm laag is en je dus óf je dosis omhoog moet gooien, of een beeldversterker toe passen. In beide gevallen zul je ook iets van een lenzensysteem nodig hebben om een het beeld goed op je sensor te laten vallen (ontstane fotonen vallen niet automatisch op de pixel maar gaan willekeurig elke kant in de ruimte op), hierdoor is het dus ook eenvoudig je sensor buiten de röntgenstralenbundel te plaatsen.

Tegenwoordig is het gebruik van detectoren die röntgen direct omzetten in een elektrische lading. Dit scheelt een omzetting, en dus patiëntdosis. De huidige detectoren gebruiken een CCD techniek. Ik denk dat deze ontwikkeling meer vergeleken kan worden met de verandering van CCD naar CMOS in de digitale fototoestellen.

Dat sensoren niet lang in de staling kunnen klopt ook niet. Simpele voorbeelden zijn te vinden in de CT en en de angio/cardio wereld. De tijd dat een detector gebruikt kan worden hangt eerder af van de oververhitting van de röntenbuis. CT kent lange scantijden en bij cardio is het maken van real-time films ook geen uitzondering (toch nodig bij het plaatsen van een catheter of pacemaker).

Nu ben ik niet heel erg bekend met het CMOS gebeuren, maar als hierin de ruis minder is, kan dus met minder straling eenzelfde kwaliteit plaatje gemaakt worden.

[pierredorado]

ben benieuwd wat we hiervan kunnen gaan verwachten! Is er trouwens iets bekend over wat de sensor heeft gekost?

[Lethalshot]

Hoe duur een dergelijke sensor kost hangt heel veel af van het aantal dat je wilt produceren. Een standaard 200 mm wafer (waar deze chip uit is gemaakt) kost grofweg $100 (de prijs van een silicium wafer fluctueert nogal dus dit is een schatting). Er kan 1 sensor uit 1 wafer gehaald worden dus de prijs per sensor is minimaal $100. Echter het maken van een masker en het instellen van een machine voor een nieuwe chip kost rond de 6 ton. Deze kosten zullen dus verdeel moeten worden over het aantal sensoren dat gemaakt kan worden. Aangezien de markt voor dit soort sensoren niet heel groot is zal het een vrij dure sensor zijn.

@Webgnome
In het bron artikel staat dat ze deze sensor willen gebruiken om hoge resolutie foto's te maken van bestraalde patiënten of patiënten waarbij ze contrast vloeistof hebben ingespoten. Het voordeel van deze sensor is dat ze kleinere tumoren of afwijkingen kunnen vinden en dat er nauwkeuriger bepaald kan worden waar deze zich in het lichaam bevinden. Daarnaast heeft de sensor zeer grote pixels waardoor beschadigingen door straling niet snel zullen lijden tot een defecte pixel, waardoor deze sensor een lange levensduur heeft en dus minder onderhoud vereist.

[boto]

waarom fluctureren de kosten van silicium wafer zoveel? Is de grondstof zo zeldzaam?

Het wordt toch in heel veel dingen gebruikt? Dan neem ik al snel aan dat het redelijk goed te verkrijgen is.

[TD-er]

De grondstof is absoluut niet zeldzaam, maar het puur maken van een silicium cylinder is nogal een lastige klus. Je laat de cylinder steeds groter groeien en snijdt 'm dan in plakjes.
Kun je ook niet bij de houtzagerij om de hoek laten doen, dus er is wel schaarste in de fabrikanten van die wafers en dan is het gewoon een kwestie van vraag en aanbod.
Als de vraag fluctueert, zal de prijs ook schommelen.

[Xenomorphh]

Zo dus,
http://www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ

[robvanwijk]

Er kan 1 sensor uit 1 wafer gehaald worden

Maar wat zou de yield zijn? Voor zover ik heb begrepen is er wel onderzoek gedaan naar wafer scale integration (de overtreffende trap van LSI (large scale integration) en VLSI (very large scale integration)), maar is dat uiteindelijk stukgelopen juist op de ontzettend lage yields...
Van de andere kant, als de pixels, relatief gezien, enorm groot zijn (want, bestand tegen sterke straling), dan zouden ze ook enige tolerantie tegen defects moeten hebben, toch...?

[K93]

Ben ik de enige die het opvalt dat ze dit artikel het over cm² hebben en op de Canon pagina over mm?

[Verwijderd]

Jij zaait hier verwarring waar geen verwarring voor nodig is door te insinueren dat Canon hun sensor niet groter is, onderbouwd met een vergelijking tussen appels en peren. Om misverstanden uit de wereld te helpen:

"De Britse University of Lincoln heeft een cmos-sensor gemaakt met een lengte en breedte van 12,8cm"

Omzetten naar mm:

"De Britse University of Lincoln heeft een cmos-sensor gemaakt met een lengte en breedte van 128mm"

Vergelijken met oorspronkelijk artikel:

"Canon is erin geslaagd om de grootste cmos-beeldsensor ter wereld te ontwikkelen. De beeldsensor meet 202x205mm en is daarmee net uit een 300mm-wafer te stansen. De sensor is door het grote oppervlak zeer lichtgevoelig."

Dit is om en bij de 400cm², wat hem dus meer dan dubbel zo groot maakt als de sensor van in dit artikel.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 17:04]

[K93]

Maar ik had het over "Volgens de University of Lincoln is de cmos-sensor met 164cm² de grootste ter wereld, maar Canon slaagde er eerder al in om een grotere chip te maken." Misschien begrijp ik het verkeerd maar ja.

Edit: Sorry het ²tje bij 400 cm was me niet opgevallen

[Reactie gewijzigd door K93 op 22 juli 2024 17:04]

[Menesis]

Heeft zo'n sensor nog speciale voordelen voor een 'gewone' foto/videocamera? Of moet je dan alleen maar extreem grote (dus dure) lenzen maken?

[SCS2]

Ik denk niet dat er lenzen gebruikt worden.
Net als de gewone "analoge" gevoelige plaat die er gewoon onder wordt gelegd.

Heeft denk ik te maken met de mooie gebundelde straling die er recht op komt.

Bij een gewone foto met omgevingslicht komt dat van alle kanten.
SCS

[boto]

Hij is de grootste in de wereld, maar canon heeft een grotere gemaakt? Of gaat het hier om de stralings weerstand?

Wat kost zoiets om te maken eigenlijk?

[Jeroenneman]

Volgens de University of Lincoln is de cmos-sensor met 164cm² de grootste ter wereld, maar Canon slaagde er eerder al in om een grotere chip te maken.

Volgens de .... Dus ze zeggen dat ze de grootste hebben, maar blijkbaar hebben ze Canon vergeten.

[Xfile]

Op de bewuste site wordt het volgende gemeld:
Prof Allinson said: “DynAMITe was designed for medical imaging, in particular mammography and radiotherapy, so the individual pixels are much larger than those found in consumer digital cameras or mobile phones.

“As it will withstand exposure to very high levels of x-ray and other radiation, it will operate for many years in the adverse environment of cancer diagnosis and treatment instruments; and represents a major advance over the existing technology of amorphous Silicon panels.”

[boto]

Ah ok, dat of de grootste voor dit doel. Ik neem aan dat die van canon niet voor kankeronderzoek is

- tuurlijk offtopic omdat het de eerste post is? -

[Verwijderd]

Mss bestaat die van Canon inmiddels niet meer en is dit dus op het moment de grootste bestaande sensor ter wereld. Of ze zijn idd Canon gewoon vergeten.

OT: Ik weet niet precies hoe het kankeronderzoek nu gaat, maar waarschijnlijk kan hiermee een beeld met meer detail verkregen worden, waardoor je de tumoren veel preciezer in de gaten kunt houden en dus, zoals in het artikel vermeld, veel beter kunt zien wat een stralingsbehandeling doet met die tumor.

[Verwijderd]

ja als je lees staat er dat volgens die universiteit zei de grootste hebben gemaakt.
maar er bestaat dus eigenlijk een grotere.

[Snoitkever]

Scientists at the University of Lincoln have created the world’s biggest microchip designed for medical imaging.

[Reactie gewijzigd door Snoitkever op 22 juli 2024 17:04]

[Verwijderd]

deze is 164cm² ... even uitgaande van een vierkant.. 12.8x12.8 en die van canon volgens mij niet... 12.8cm is erg groot.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 17:04]

[Icekiller2k6]

Misschien de grootste niet commerciële? (ala voor kanker onderzoek etc)

[Verwijderd]

Kankeronderzoek niet commercieel?

Grapjas!

Ook wel geinig; het verschil in betekenis tussen 'kanker onderzoek' en 'kankeronderzoek'
Ga daar maar eens over nadenken.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 17:04]

[Gilraen]

_{Daar zit nul komma nul verschil tussen. Kanker onderzoek en kankeronderzoek betekent precies hetzelfde. Het feit dat kanker ook als scheldwoord gebruikt wordt verandert niets aan de officiële betekenis. Vind je opmerking verder ook niet allerrelevantst... no offense.}

Anyway, ontopic. Mooi zo! Aangezien kanker nog steeds de meest voorkomende ziekte is, ben ik altijd blij met zulk nieuws; hopelijk zullen er op den duur levens gereld gaan worden met deze chip doordat ze de kankercellen inderdaad eerder weten te traceren - en dus uitzaaiing door te late detectie kunnen verhinderen. (En het maakt me niet uit of die chip al dan niet van Canon komt - als hij het maar doet )

edit - foutje

[Reactie gewijzigd door Gilraen op 22 juli 2024 17:04]

[Caelestis]

Ja het is zo mooi dat ze weer een extra uitvinding hebben gevonden om te assisteren bij het vernietigen van een lichaam om te hopen dat het daarmee geneest.

Het enige wat ik wil horen is dat er een alternatief komt voor bestraling niet hoe ze nog meer geld kunnen verdienen met het verbeteren van het meest onethische medicinale proces die de mensheid ooit heeft kunnen bedenken.

Ja het heeft succes bij sommige mensen maar wat men vaak achterwege laat is de aantal keren dat het fout gaat en dan schrijven ze het af met als oorzaak de kanker zelf.....

[Bartske]

Je zou de waarde van je post een stuk omhoog kunnen halen door wat cijfers erbij te zetten. Ik snap alleen niet waarom bestralen zo onethisch is?

[vgroenewold]

Niet bestralen is ook gewoon een optie, dan ga je echter gewoon dood... jij mag kiezen.

[Nox]

Het laatste is gewoon correct, de eerste is gewoon een spelfout. Het ligt eraan hoe je het interpreteert.

[vgroenewold]

Vreemd, ik wist niet dat het KWF (wat ons onderzoek o.a. sponsort) commercieel was..

[Verwijderd]

naja de resultaten van zo'n onderzoek worden natuurlijk wel commercieel gebruikt.

[mad_max234]

Hij is de grootste in de wereld, maar canon heeft een grotere gemaakt?

Staat nergens in het artikel dat het de grootste is ter wereld, er staat dat het één van de grootste is en dat University of Lincoln denk dat ze de grootste hebben gemaakt. Staat zelfs dat het niet de grootste chip is, en duidelijk een link erbij.

[Webgnome]

Er moet nog worden gekeken naar de praktische toepassingen die de cmos-sensor kan bieden

Oftewel we bouwen iets maar waarom? Geen flauw idee.. Because we can?

[jj71]

Er staat toch erg duidelijk in het verhaal dat dit ding gaat worden gebruikt voor kankerdiagnostiek?

Bovendien, als die toepassing er niet zou zijn, dan is het nog steeds een goed idee om te proberen de grenzen van wat mogelijk is om te maken op te zoeken, omdat men daaruit heel veel leert over het produceren van chips wat later wel eens heel nuttig kan blijken te zijn. Fundamenteel onderzoek hoeft niet meteen een praktische toepassing te hebben, maar is wel essentieel om vooruit te komen.

[Reactie gewijzigd door jj71 op 22 juli 2024 17:04]

[Verwijderd]

goed nieuws dat we steeds verder komen op dat gebied, hoef ik me misschien niet meer zorgen te maken als ik 50 ben en ik heb kanker, hoop ik dat er wat aan gedaan kan worden, ben nu nog 16 dus dat gebeurd vast nog wel

[Wolfos]

Dan is er weer een andere ziekte die je nekt. Het eeuwig leven heb je toch niet.

[Verwijderd]

ja dat is waar helaas naja dat eeuwige leven hoeft voor mij niet, maar wel een leven zonder al te veel pijn als ik al rond de 80 kom, dan niet alles kraakt

[Helixes]

Altijd leuk voor de familiekiekjes...

Maar ik vraag me toch echt af wat ze er mee willen. Misschien is het de bedoeling om een oppervlak te creëren met een hele hoge lichtopbrengst, zodat ze kunnen worden gebruikt voor luminicente markers ipv bijvoorbeeld radioactieve markers. Daar wordt al een tijdje over gespeculeerd en mee geëxperimenteerd.

Maar toch. Altijd leuk om te zien dat de wetenschap de grenzen opzoekt van een bestaande technologie.

[SCS2]

Ik zie dat het een beeldsensor is.
Waarom vraagt niemand dan naar het aantal pixels?

Als de pixels even groot zijn als de huidige Megapixel compact camera mini sensoren,
zal het schrikbarend hoog zijn.
(Wat is de dpi of ppi tegenwoordig?)

Hoe wordt zo'n hoeveelheid info uit de sensor gehaald en verwerkt?
Of zou dat wel meevallen?

[Reactie gewijzigd door SCS2 op 22 juli 2024 17:04]

[frankhan]

Er moet nog worden gekeken naar de praktische toepassingen die de cmos-sensor kan bieden:

Hoezo voor onderzoek. Ze hebben blijkbaar nog geen idee