stærkeste ultralydsskanner Såda n re gner SARUS SARUS består af 64 printkort som dette. Under den grønne overflade gemmer sig tyve lag med kobberforbindelser, som giver mulighed for at lave op til 80 milliarder multiplikationer i hver af de parallelprocessorer, der ligger under de fem højhuslignende køleelementer. De flade kort, der stikker op, er hukommelseskort (RAM). Kommunikationen mellem enhederne og de andre kort i SARUS foregår med ti gigabit i sekundet. 1. Denne enhed ændrer et digitalt signal til analogt (ultralyden) og udsender signalet til transduceren. Amplituden – og derved styrken – på signalet kan justeres, ligesom man kan vælge, hvilke kurveformer, der skal anvendes. 2. Denne enhed modtager data fra transduceren og kan gemme data fra udvalgte kanaler. Her begynder også det første arbejde med at fjerne støj fra signalet. 3. Her processeres signalet yderligere og fokuseres, så man får et skarpt billede. 4. Data fra de forskellige kort skal lægges sammen, og denne enhed står for yderligere at bearbejde signalet og sende information videre til de andre kort i SARUS. Enheden kan også udvælge og sende data til visning på en ekstern computer. 5. Sidste enhed er en pc (styresystemet er Linux), som kommunikerer med de andre enheder og bestemmer parametrene for, hvordan de skal arbejde. Enheden kan også læse indholdet på hukommelseskortene. „Vi vil gerne kunne se den fulde bevægelse – altså i alle tre planer,“ fortæller Michael Pihl. Når lægerne har det fulde billede og ved præcis, hvordan blodet flyder, kan de bedre tage stilling til, hvad der skal gøres. Med den nye metode får man også et mere objektivt indblik i, hvad der foregår. Undersøgelsen blive mere uafhængig af den enkelte læge, hvilket vil gøre det nemmere at sammenligne resultaterne af forskellige lægeundersøgelser. Kliniske forsøg er målet Metoden er ikke testet på mennesker endnu. Michael Pihl og hans hold har dog lavet testmålinger på et kunstigt blodkar, hvor man kender blodets bevægelse. Man kan så sammenligne det med de estimerede hastigheder og se, om der er overensstemmelse. De hidtidige forsøg har demonstreret, at metoden virker i forsøgsopstillingerne. Målet er at vise, at metoden også vil virke i klinikken. Derfor fortsætter arbejdet. Planen er at afprøve målingerne på et menneske i foråret 2013. Unikke betingelser Forskningsskanneren SARUS er årsag til, at målingerne overhovedet kan lade sig gøre. „SARUS er et kæmpe monstrum og helt unik. Vi er faktisk de eneste i verden, der i øjeblikket kan måle på 1024 kanaler samtidigt. CFU på DTU Elektro og min vejleder, professor Jørgen Arendt Jensen, er allerede store fyrtårne i ultralydsverdenen. Og de muligheder vi har her, er der mange, der misunder os,“ siger Michael Pihl og forsætter: „For os gælder det hele tiden om at udnytte de enestående muligheder, vi har med SARUS, for at bringe forskningen videre og yderligere cementere vores position som førende inden for ultralydsområdet.“ - Maria viskinde Få mere at vide Michael Johannes Pihl PostDoc, DTU Elektro Center for Hurtig Ultralydsbillededannelse (CFU) mjp@elektro.dtu.dk der vi ned i kælderen, hvor vi har, hvad der svarer til 400 processorer stående. Og så kan vi regne på resultaterne og se, hvad der sker i hele det område, vi har skannet,“ fortæller Jørgen Arendt Jensen. „Når vi har fået alle data, så kan vi bagefter gå ind og se på det fra alle tænkelige retninger. Og det kan være rigtig vigtigt, hvis man for eksempel har opereret en ny hjerteklap ind i en patient. På sigt kan vi skanne før og efter operationen og sammenligne, hvor meget blod hjertet pumper ud, ligesom vi i detaljer kan se, hvor godt operationen er lykkedes. Vi kan se, om vi får det rigtige flow igennem hjertet. Og vi behøver ikke være bange for, om vi har fået det hele med i første skanning. Hvis vi bare har sendt den rigtige ultralyd ud, så ved vi, at vi har fanget det rigtige signal,” siger Jørgen Arendt Jensen. 25.000 milliarder udregninger Når man optager lyd fra over 1000 kanaler samtidig, bliver datamængderne enorme. Det svarer nogenlunde til at optage 70.000 tv kanaler samtidig. SARUS er blevet så stor, fordi der indeni sidder 64 printkort, som hver kan sende og modtage fra 16 kanaler. Under hvert af de små „køletårne” på printkortet sidder en parallelprocessor (en såkaldt Field Programmable Gate Array eller FPGA) med 160 enheder, som foretager udregningerne. Hver af disse enheder kan foretage 500 millioner multiplikationer i sekundet, så under hvert køletårn kan der gennemføres 80 milliarder multiplikationer i sekundet. Med sine 300 parallelprocessorer er antallet af mulige udregninger pr. sekund over 25.000 milliarder eller som regnekraften i 5000 pc’er. Men ikke kun regnekraften gør SARUS til verdens stærkeste forskningsskanner inden for ultralyd. Enhederne kan også programmeres og fungere uafhængigt af hinanden. „Det giver et enormt fleksibelt system, fordi du dynamisk kan konfigurere det og skrive software helt fra bunden, som kan lave lige nøjagtig det, du gerne vil,” siger Jørgen Arendt Jensen og fortæller, at der lige nu er omkring 1,5 millioner linjer (vHDL-)kode skrevet ind i SARUS. Når skanneren i princippet kan skanne alt, er det oplagt at bruge den til flere ting, og det gør de da også på CFU. For tiden bliver SARUS bl.a. brugt til at finde ud af, hvordan man kan skanne dybere og få billeder af lever og nyre hos overvægtige patienter. Den bliver brugt til at finde en metode, så man også kan se trykket i blodkarret, ligesom der også arbejdes med forbedring af billedkvaliteten. I december bevilgede Højteknologifonden yderligere 75 mio. kr. til at videreføre arbejdet med SARUS i et projekt, der skal gøre ultralydsskannere bærbare. Projektet gennemføres i samarbejde BK Medical, Meggitt, Alexandra Instituttet, Rigshospitalet og DTU Nanotech med et samlet budget på 149 mio. kr. – TORE VIND JENSEN Få mere at vide Jørgen Arendt Jensen Professor, DTU Elektro Center for Hurtig Ultralydsbilleddannelse (CFU) jaj@elektro.dtu.dk 1 2 3 4 5 11
134839_dtuavis_0113_final
To see the actual publication please follow the link above