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SiPM半導(dǎo)體探測(cè)器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

更新更新時(shí)間:2018-04-18 點(diǎn)擊次數(shù):6668

Silicon Photomultipliers(簡(jiǎn)稱SiPM,又稱 Multi-Pixel Photon Counter – MPPC)是一種全新的高靈敏度硅光電探測(cè)器件,這種探測(cè)器主要是由工作在蓋革模式下的雪崩光電二管陣列構(gòu)成。近些年,隨著SiPM技術(shù)的日臻成熟以及價(jià)格的不斷下降,SiPM正推動(dòng)著正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層影像(Positron Emission Computed Tomography,簡(jiǎn)稱PET)設(shè)備的革命性發(fā)展。

SiPM作為一種新型的半導(dǎo)體探測(cè)器,相比傳統(tǒng)光電倍增管(PMT)和雪崩光電二管(APD)具有諸多有點(diǎn)。

 

 

PMT

Photomultiplier Tube

APD

Avalanche Photodiode

SiPM

Silicon Photomultiplier

量子效率25% … 40%60% … 80%… 80%
單光子探測(cè)能力Y-----Y
工作電壓1 - 3 kV100 - 500 V20 … 80 V
增益104 - 10930 - 300105 - 107
磁場(chǎng)敏感度敏感不敏感不敏感
體積及機(jī)構(gòu)緊湊程度體積大,結(jié)構(gòu)不緊湊體積小,結(jié)構(gòu)緊湊體積小,結(jié)構(gòu)緊湊
量產(chǎn)價(jià)格

SiPM對(duì)磁場(chǎng)不敏感的特性使PET可與MRI結(jié)合,其快速的時(shí)間響應(yīng)特性能夠滿足TOF-PET(time of flight, 時(shí)間飛行)的技術(shù)要求。另外,SiPM緊湊的結(jié)構(gòu)及較高的信噪比,大大提高了PET的空間分辨率,使其突破性的達(dá)到了亞毫米級(jí)。基于SiPM技術(shù)PET的革命性的進(jìn)步,也使得腫瘤檢測(cè)更加準(zhǔn)確,可檢測(cè)腫瘤尺寸更加微小。

目前在國(guó)內(nèi)外主要的SiPM生產(chǎn)商中,德國(guó)KETEK公司的SiPM產(chǎn)品不論是在性能還是價(jià)格方面都具有非常大的優(yōu)勢(shì)。相比其他公司的同類產(chǎn)品,KETEK公司的SiPM具有更高的PDE、更低的暗計(jì)數(shù)率和工作電壓以及溫度增益系數(shù)。

以50um microcell 為例,其主要參數(shù)指標(biāo)為:

峰值相應(yīng)PDEGain暗計(jì)數(shù)率串?dāng)_zui大穩(wěn)定偏壓溫度增益系數(shù)符合時(shí)間分辨率能量分辨率-飽和修正
420nm>60%@ 420nm>106100KHz/mm22%30%@Vbd=25V<1%174ps@LYSO12.3%@LYSO
目前KETEK公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品產(chǎn)品覆蓋1mm*1mm-6mm*6mm等不同尺寸,SMD(Surface Mount Device)和Pin兩種封裝,microcell 15um-100um等不同類型。同時(shí)不同尺寸的SiPM又具有光學(xué)隔離和非隔離型兩種,隔離性具有更低的串?dāng)_、噪聲和更快的時(shí)間響應(yīng),非隔離型具有zui高的填充比和PDE。

另外,KETEK公司也可以針對(duì)客戶提出的要求對(duì)SiPM產(chǎn)品進(jìn)行定制。以下是我們的定產(chǎn)品案例:

                       256 channel array build with PM11

        64 channel linear array with 2% cross talk

歡迎致力于PET研發(fā)和生產(chǎn)的各位朋友與我們,我們可以免費(fèi)提供不同尺寸的SiPM供廣大PET廠商測(cè)試,并提供必要的電子學(xué)設(shè)計(jì)支持。讓我們一同為研發(fā)高品質(zhì)、低價(jià)格的國(guó)產(chǎn)PET而努力!為造福廣大腫瘤患者而奮斗!

 

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