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SiPM半导体探测器在医学上的应用
发布时间:2018-04-18   点击次数:3068次

Silicon Photomultipliers(简称SiPM,又称 Multi-Pixel Photon Counter – MPPC)是一种全新的高灵敏度硅光电探测器件,这种探测器主要是由工作在盖革模式下的雪崩光电二管阵列构成。近些年,随着SiPM技术的日臻成熟以及价格的不断下降,SiPM正推动着正电子发射型计算机断层影像(Positron Emission Computed Tomography,简称PET)设备的革命性发展。

SiPM作为一种新型的半导体探测器,相比传统光电倍增管(PMT)和雪崩光电二管(APD)具有诸多有点。

 

 

PMT

Photomultiplier Tube

APD

Avalanche Photodiode

SiPM

Silicon Photomultiplier

量子效率25% … 40%60% … 80%… 80%
单光子探测能力Y-----Y
工作电压1 - 3 kV100 - 500 V20 … 80 V
增益104 - 10930 - 300105 - 107
磁场敏感度敏感不敏感不敏感
体积及机构紧凑程度体积大,结构不紧凑体积小,结构紧凑体积小,结构紧凑
量产价格

SiPM对磁场不敏感的特性使PET可与MRI结合,其快速的时间响应特性能够满足TOF-PET(time of flight, 时间飞行)的技术要求。另外,SiPM紧凑的结构及较高的信噪比,大大提高了PET的空间分辨率,使其突破性的达到了亚毫米级。基于SiPM技术PET的革命性的进步,也使得肿瘤检测更加准确,可检测肿瘤尺寸更加微小。

目前在国内外主要的SiPM生产商中,德国KETEK公司的SiPM产品不论是在性能还是价格方面都具有非常大的优势。相比其他公司的同类产品,KETEK公司的SiPM具有更高的PDE、更低的暗计数率和工作电压以及温度增益系数。

以50um microcell 为例,其主要参数指标为:

峰值相应PDEGain暗计数率串扰zui大稳定偏压温度增益系数符合时间分辨率能量分辨率-饱和修正
420nm>60%@ 420nm>106100KHz/mm22%30%@Vbd=25V<1%174ps@LYSO12.3%@LYSO
目前KETEK公司的标准产品产品覆盖1mm*1mm-6mm*6mm等不同尺寸,SMD(Surface Mount Device)和Pin两种封装,microcell 15um-100um等不同类型。同时不同尺寸的SiPM又具有光学隔离和非隔离型两种,隔离性具有更低的串扰、噪声和更快的时间响应,非隔离型具有zui高的填充比和PDE。

另外,KETEK公司也可以针对客户提出的要求对SiPM产品进行定制。以下是我们的定产品案例:

                       256 channel array build with PM11

        64 channel linear array with 2% cross talk

欢迎致力于PET研发和生产的各位朋友与我们,我们可以免费提供不同尺寸的SiPM供广大PET厂商测试,并提供必要的电子学设计支持。让我们一同为研发高品质、低价格的国产PET而努力!为造福广大肿瘤患者而奋斗!

 

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