SiPM 推动医学PET 革命性发展.PDF

SiPM 推动医学PET 革命性发展 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极管阵 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）和雪崩光电二极管 （APD ）具有诸多有点。 PMT APD SiPM Photomultiplier Tube Avalanche Photodiode Silicon Photomultiplier 量子效率 25% … 40% 60% … 80% … 80% 单光子探测   能力 工作电压 1 - 3 kV 100 - 500 V 20 … 80 V 4 9 5 7 增益 10 - 10 30 - 300 10 - 10 磁场敏感度 敏感 不敏感 不敏感 体积及机构 体积大，结构不紧凑 体积小，结构紧凑 体积小，结构紧凑 紧凑程度 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 PDE Gain 暗计数 串扰 最大稳 温度增 符合时间 能量分辨率 相应 率 定偏压 益系数 分辨率 -饱和修正 420nm 60%@ 106 100KHz/ 2% 30%@V 1% 174ps@LY 12.3%@LYS 2 420nm mm bd=25V SO O 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，非隔离型具有最高的填充 比和PDE。 另外，KETEK 公司也可以针对客户提出