SiPM半导体探测器在医学上的应用
时间：2018-04-18 阅读：6690
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 kV | 100 - 500 V | 20 … 80 V |
| 增益 | 104 - 109 | 30 - 300 | 105 - 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 | 中 | 低 | 低 |
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 | PDE | Gain | 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 | >106 | 100KHz/mm2 | 2% | 30%@Vbd=25V | <1% | 174ps@LYSO | 12.3%@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！