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技術文章(zhāng)
SiPM半導體探測器(qì)在醫(yī)學上(shàng)的應用
更新(xīn)時(shí)間:2018-04-18
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Silicon Photomultipliers(簡(jiǎn)稱SiPM,又稱(chēng) Multi-Pixel Photon Counter – MPPC)是(shì)一種全新的高(gāo)靈敏度矽(guī)光電探測器件,這種探測器主要(yào)是由(yóu)工作在蓋革(gé)模(mó)式(shì)下的(dí)雪(xuě)崩(bēng)光電(diàn)二管(guǎn)陣列構(gòu)成。近些年,隨(suí)著SiPM技術的日臻成熟以及(jí)價格(gé)的不(bù)斷(duàn)下降,SiPM正推(tuī)動(dòng)著正電(diàn)子發(fā)射型(xíng)計(jì)算機斷(duàn)層影像(xiàng)(Positron Emission Computed Tomography,簡(jiǎn)稱(chēng)PET)設(shè)備(bèi)的革(gé)命性(xìng)發展。
SiPM作為(wéi)一(yī)種(zhǒng)新型的(dí)半導體探測(cè)器,相比(bǐ)傳統光(guāng)電倍增(zēng)管(guǎn)(PMT)和雪(xuě)崩光電二管(guǎn)(APD)具有(yǒu)諸多有(yǒu)點(diǎn)。
| PMT Photomultiplier Tube | APD Avalanche Photodiode | SiPM Silicon Photomultiplier |
| 量(liáng)子(zǐ)效(xiào)率 | 25% … 40% | 60% … 80% | … 80% |
| 單光子探測能(néng)力(lì) | Y | ----- | Y |
| 工作電壓 | 1 - 3 kV | 100 - 500 V | 20 … 80 V |
| 增(zēng)益(yì) | 104 - 109 | 30 - 300 | 105 - 107 |
| 磁場(cháng)敏感(gǎn)度 | 敏感 | 不敏感(gǎn) | 不敏感(gǎn) |
| 體積及機(jī)構(gòu)緊湊(còu)程(chéng)度 | 體積大(dà),結(jié)構(gòu)不(bù)緊湊 | 體積(jī)小,結(jié)構緊湊 | 體(tǐ)積小(xiǎo),結構(gòu)緊湊 |
| 量(liáng)產價格 | 中 | 低 | 低(dī) |
SiPM對磁場不敏感的特性使PET可(kě)與MRI結(jié)合,其快速的時(shí)間(jiān)響應(yīng)特性能(néng)夠(gòu)滿(mǎn)足TOF-PET(time of flight, 時(shí)間飛(fēi)行(háng))的(dí)技術要求(qiú)。另外(wài),SiPM緊湊的(dí)結(jié)構及較高的信噪(zào)比,大(dà)大提(tí)高了PET的空間分辨率,使其突破(pò)性(xìng)的達到了亞(yà)毫米級(jí)。基於(yú)SiPM技(jì)術PET的(dí)革命(mìng)性的(dí)進(jìn)步,也(yě)使得腫(zhǒng)瘤(liú)檢測(cè)更(gēng)加準確,可(kě)檢測(cè)腫瘤(liú)尺(chǐ)寸更加微小。
目(mù)前(qián)在國內(nèi)外(wài)主要的(dí)SiPM生(shēng)產(chǎn)商中,德(dé)國KETEK公(gōng)司(sī)的(dí)SiPM產(chǎn)品不論是在(zài)性能(néng)還是價格方麵都(dū)具有(yǒu)非常(cháng)大(dà)的優勢(shì)。相比其(qí)他公司(sī)的(dí)同類(lèi)產品,KETEK公司的SiPM具(jù)有(yǒu)更高的(dí)PDE,更(gēng)低的(dí)暗(àn)計(jì)數率和工(gōng)作電(diàn)壓以(yǐ)及(jí)溫(wēn)度(dù)增(zēng)益(yì)係數(shù)。
以50um microcell 為例,其主(zhǔ)要(yào)參數(shù)指標為(wéi):
| 峰值相(xiāng)應 | PDE | Gain | 暗計數率 | 串擾 | zui大(dà)穩(wěn)定(dìng)偏壓 | 溫度(dù)增益係(xì)數(shù) | 符(fú)合時間(jiān)分辨(biàn)率(shuài) | 能量(liáng)分辨率(shuài)-飽(bǎo)和修正(zhèng) |
| 420nm | >60%@ 420nm | >106 | 100KHz/mm2 | 2% | 30%@Vbd=25V | <1% | 174ps@LYSO | 12.3%@LYSO |
| 目(mù)前(qián)KETEK公(gōng)司(sī)的(dí)標準產品產品(pǐn)覆(fù)蓋1mm*1mm-6mm*6mm等不(bù)同(tóng)尺(chǐ)寸,SMD(Surface Mount Device)和Pin兩種封(fēng)裝(zhuāng),microcell 15um-100um等不(bù)同(tóng)類型(xíng)。同時不同(tóng)尺寸的SiPM又(yòu)具有(yǒu)光(guāng)學隔離(lí)和(hé)非隔離型兩種(zhǒng),隔離(lí)性具(jù)有(yǒu)更低的(dí)串(chuàn)擾(rǎo),噪(zào)聲和更(gēng)快的時(shí)間(jiān)響(xiǎng)應,非隔離(lí)型具有zui高的(dí)填(tián)充(chōng)比和PDE。 | ![]() |

另外(wài),KETEK公司也可以(yǐ)針(zhēn)對客戶提(tí)出的(dí)要(yào)求(qiú)對(duì)SiPM產(chǎn)品(pǐn)進(jìn)行(háng)定製(zhì)。以下(xià)是我(wǒ)們的定(dìng)產品案(àn)例(lì):

256 channel array build with PM11

64 channel linear array with 2% cross talk
歡(huān)迎(yíng)致(zhì)力(lì)於(yú)PET研(yán)發和生(shēng)產的各(gè)位(wèi)朋友(yǒu)與(yǔ)我們,我(wǒ)們可(kě)以免費提供不同尺(chǐ)寸的SiPM供廣(guǎng)大PET廠(chǎng)商(shāng)測試,並(bìng)提供(gōng)必(bì)要(yào)的電子(zǐ)學設計支(zhī)持(chí)。讓(ràng)我們一同(tóng)為(wéi)研(yán)發高品(pǐn)質(zhì),低(dī)價格的國產(chǎn)PET而(ér)努力!為造福廣(guǎng)大(dà)腫瘤(liú)患(huàn)者而(ér)奮鬥(dǒu)!
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