Comment fonctionne le comptage de photons numérique

 

Le comptage de photons numérique convertit la lumière de scintillation en un signal numérique.

Animation de la puce
La mosaïque du détecteur du système de comptage des photons numérique se compose d’un tableau de 64 pixels. Chaque pixel se couple directement avec un cristal de scintillement unique.
*GEMINI TF 16
Animation Exploratorium
Chaque pixel contient des milliers de microcellules qui permettent la détection de photons uniques. Chaque photon est converti directement en un signal de sortie binaire pur.

Avantages de la détection numérique

Dans l’imagerie TEP analogique classique, les photomultiplicateurs qui sont utilisés pour détecter la sortie de lumière du scintillateur sont limités dans les capacités de traitement et dans les capacités de comptage en raison de leur taille. Pour compter les photons, la lumière émise par le scintillateur est dispersée dans de multiples détecteurs photomultiplicateurs. Ce partage d’informations limite la capacité du détecteur TEP à traiter avec précision l’information de taux de comptage et l’emplacement de l’origine du photon.

 

La différence Philips est numérique. Contrairement aux caméras TEP/TDM analogiques qui utilisent des photomultiplicateurs pour détecter la luminosité, le système TEP/TDM Vereos utilise la technologie propriétaire de comptage de photons numérique. Il détecte les photons émis par les radiotraceurs individuellement en convertissant la lumière de scintillation qui les collecte directement en un signal numérique. Ce couplage 1:1 des cristaux aux capteurs de lumière fournit un temps de vol plus rapide que les systèmes analogiques,* et permet un gain de sensibilité, de résolution volumétrique et de précision quantitative environ deux fois plus important.

Comptage de photons analogique vs. comptage de photons numérique
Chaque cristal de lumière scintillante est converti en un pixel numérique unique pour environ deux fois la sensibilité, la résolution volumétrique et la précision quantitative d’un système analogique.*
*GEMINI TF 16

Le numérique, c’est vraiment numérique

SiPM analogique

SiPM analogique

● Intégration limitée
● Signaux analogiques à numériser
● Conversion A/N requise
Tous les SiPM numériques de comptage de photons numérique

SiPM numériques de comptage de photons numérique

●●● Complètement intégré
●●● Signaux entièrement numériques
●●● Aucun A/N converti

Comptage de photons numérique Philips

Redéfinir les détecteurs de lumière avec des SiPM numériques

 

Les SiPM numériques créent une nouvelle catégorie de détecteurs de lumière pour des niveaux de lumière ultra-bas jusqu’à des photons uniques, en intégrant à la fois le capteur et le traitement des données dans une seule puce de silicone.

Tube de photomultiplicateurs

Avalanche de photodiodes

SiPM analogique

SiPM numériques de comptage de photons numérique

Capacité temps de vol*
●● analogique, temps de vol
● S/O
●● analogique, temps de vol
●●● numérique, temps de vol
Stabilité opérationnelle
●● intermédiaire
● faible
●● intermédiaire
●●● fort
Amplification du signal
●● 106
● 102-3
●● 106
●●● non nécessaire
Niveau d’intégration
● faible
●● intermédiaire
●● intermédiaire
●●● fort
Lecture du signal
● analogique
● analogique
● analogique
●●● numérique

Données de performances*

Nombre de détecteurs
23 040
Système de résolution spatiale
4,1 mm
Sensibilité effective du système
> 22,0 kcps/MBq
NECR pic effectif
> 650 kcps à 50 kBq/ml
Maximum de vrais
> 675 kcps
Système de résolution temporelle
325 ps
Précision quantitative
+/- 5 %
* La performance préliminaire est sujette à changement