專利名稱：硅光電倍增管能量分辨率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下文涉及光電二極管，且特別是涉及蓋革模式(Geiger-mode)雪崩光電二極管陣 列。其具體應(yīng)用到在下述中使用的探測器正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和單光子發(fā)射計算 機(jī)斷層攝影(SPECT)系統(tǒng)、光學(xué)成像裝置、光譜儀、以及其中部署有光傳感器陣列的其他應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)和其它范疇的各種應(yīng)用依賴于低水平光脈沖的檢測。PET系統(tǒng)例如包括輻 射敏感探測器，其探測指示在檢查區(qū)域內(nèi)發(fā)生的正電子衰減的伽瑪光子。該探測器包括閃 爍體，此閃爍體響應(yīng)于接收到的511keV伽瑪而生成較低能量光子(典型地在可見光范圍或 接近可見光范圍)的突發(fā)，每個突發(fā)典型地包括在幾十到幾百納秒(ns)量級的時間段上遍 布的約幾百至幾千個量級的光子。同步(coincidence)探測器識別那些時間上同步被探測 到的伽瑪。所識別的事件進(jìn)而用于生成指示該衰減的空間分布的數(shù)據(jù)。光電倍增管(PMT)傳統(tǒng)上已經(jīng)被用于探測由閃爍體產(chǎn)生的光子。然而，PMT是比較 龐大的基于真空管的裝置，其特別地不是非常適于需要高空間分辨率的應(yīng)用。最近，硅光電 倍增管(SiPM)已經(jīng)被提出。SiPM包括探測器像素陣列，每個像素包括約幾千個量級的雪崩 光電二極管(APD)單元。各APD單元工作于蓋革模式，每個單元包括猝熄電路。多個SiPM 也已經(jīng)被組合以形成SiPM陣列。SiPM可提供許多優(yōu)點，這些優(yōu)點包括較緊湊的尺寸、良好 的靈敏度、良好的時間分辨率以及良好的空間分辨率。再者，APD及其關(guān)聯(lián)讀出電路系統(tǒng)經(jīng)常可以制作在公共半導(dǎo)體襯底上。在一個讀 出方案中，各APD單元已經(jīng)并行電連接從而產(chǎn)生輸出信號，此輸出信號為由SiPM的APD單 元生成的電流的模擬總和。在另一讀出方案中，數(shù)字讀出電路系統(tǒng)已經(jīng)在單元級實施。見， 例如，2006 年 10 月 26 日的名稱為 Digital Silicon Photomultiplier forTOF-PET 的 PCT 專利公布 No. W02006/111883A2。由SiPM產(chǎn)生的信號的幅值可提供指示探測輻射的能量的信息。在諸如光譜測定 的應(yīng)用中，測量和識別此能量的能力可提供關(guān)于被檢查對象的重要信息。在諸如PET和 SPECT的其他應(yīng)用中，能量信息可用于識別和/或排除諸如那些由隨機(jī)性和散射引起的偽 事件，由此趨于提高由該系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。然而，遺憾的是，SiPM會有飽和的傾向。在像素化閃爍體探測器中，例如，由閃爍交 互作用產(chǎn)生的閃爍光子的數(shù)量與探測的輻射的能量近似成比例，但是不依賴于像素尺寸。 如果在給定脈沖中閃爍光子的數(shù)量與探測器的光子探測效率(PDE)的乘積顯著小于像素 的APD單元的數(shù)量，則SiPM信號的幅值與由SiPM探測到的光子的數(shù)量成比例。然而，當(dāng)光 子數(shù)量增大時，附加光子導(dǎo)致SiPM信號幅值越來越小的上升。這種整平(flattering)引 起探測器飽和以及伴隨的能量分辨率退化。盡管增大像素中APD單元的數(shù)量可以減小飽和的效應(yīng)，這么做也趨于減小SiPM的 面積效率。這進(jìn)而減小探測器PDE。因此，對于給定像素尺寸，像素中APD單元的數(shù)量和尺寸典型地是根據(jù)需要探測的光子的數(shù)量(即，根據(jù)閃爍體的光產(chǎn)出以及探測的輻射能量) 來優(yōu)化。結(jié)果，需要開發(fā)針對給定應(yīng)用而優(yōu)化的SiPM。再者對于PET系統(tǒng)的實例，全身掃 描器會需要約16平方毫米(mm2)的像素尺寸，頭掃描器會需要約4mm2的像素尺寸，動物掃 描器會需要Imm2的像素尺寸，諸如此類。因此，開發(fā)全身掃描器將需要開發(fā)、優(yōu)化和制作第 一 SiPM,開發(fā)頭掃描器將需要開發(fā)、優(yōu)化和制作第二 SiPM，諸如此類。將理解，這些行為將 引起開發(fā)和制作成本的顯著增加。本申請的各方面解決這些事宜及其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，輻射探測器包括第一閃爍體像素、第二閃爍體像素、以及包括多個 雪崩光電二極管的第一探測器。第一探測器產(chǎn)生作為由第一閃爍體像素接收到的輻射的能 量函數(shù)而變化的輸出，并在第一能量處提供最大能量分辨率。輻射探測器還包括第二探測 器，該第二探測器包括多個雪崩光電二極管。第二探測器產(chǎn)生作為由第二閃爍體像素接收 到的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出，并在第二能量處提供最大能量分辨率。根據(jù)另一方面，一種方法包括使用包括多個雪崩光電二極管的第一探測器來產(chǎn)生 作為由第一閃爍體接收到的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出。第一探測器在第一能量處具有 最大能量分辨率。該方法還包括使用包括多個雪崩光電二極管的第二探測器來產(chǎn)生作為由 第二閃爍體接收到的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出。第二探測器在第二能量處具有最大能 量分辨率。根據(jù)另一方面，一種方法包括確定由閃爍體材料在與具有第一能量的輻射的閃爍 交互作用中產(chǎn)生的光子的數(shù)量，選擇用于在該第一和第二像素化輻射探測器中使用的由單 元面積來表征的雪崩光電探測器單元設(shè)計，以及確定該第一輻射探測器的像素在該第一能 量處產(chǎn)生第一能量分辨率的第一閃爍光子探測效率。根據(jù)另一方面，提供了一種輻射探測器族。該族的第一成員包括第一探測器，該第 一探測器包括具有第一像素面積的第一探測器像素。該第一像素包括具有第一單元面積 的第一數(shù)量的雪崩光電二極管單元，且該第一像素由第一閃爍光子探測效率來表征。該族 的第二成員包括第二探測器，該第二探測器包括具有大于該第一像素面積的第二像素面積 的第二探測器像素。該第二像素包括具有該第一單元面積的第二數(shù)量的雪崩光電二極管單 元，該第二數(shù)量大于該第一數(shù)量，且該第二像素由大于該第一閃爍光子探測效率的第二閃 爍光子探測效率來表征。根據(jù)另一方面，一種輻射探測器包括閃爍體以及探測來自該閃爍體的閃爍光子的 雪崩光電二極管陣列。該探測器包括電學(xué)可調(diào)節(jié)的閃爍光子探測效率。根據(jù)另一方面，一種方法包括使用包括閃爍體和雪崩光電二極管陣列的探測器 來探測輻射，改變該探測器的能量分辨率，以及重復(fù)所述使用的步驟。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀和理解如下詳細(xì)描述之后將理解本發(fā)明的其他方面。


本發(fā)明可以采取不同部件和部件布置的形式，以及不同步驟以及步驟安排的形式。附圖僅用于說明優(yōu)選實施例的目的，并不被理解為限制本發(fā)明。圖1描述作為探測光子的函數(shù)的SiPM信號的幅值。圖2描述作為SiPM的PDE函數(shù)的SiPM的能量分辨率。圖3A和3B描述第一探測器的相應(yīng)俯視圖和側(cè)視圖。圖4A和4B描述第二探測器的相應(yīng)俯視圖和側(cè)視圖。圖5A和5B描述第三探測器的相應(yīng)俯視圖和側(cè)視圖。圖6A-6I描述光學(xué)耦合器的配置。圖7描述方法。圖8描述檢查系統(tǒng)。
具體實施例方式在包括像素化閃爍體探測器的成像或其它系統(tǒng)中，探測器空間分辨率是閃爍體像 素尺寸的函數(shù)。因此，具有相對較小像素的探測器將通常具有比具有更大像素的可比較探 測器更好的空間分辨率。如上述，由閃爍交互作用產(chǎn)生的閃爍光子的數(shù)量取決于閃爍體材料的特性以及探 測的輻射能量，而不依賴于像素尺寸。如果相同尺寸的APD單元用于具有不同像素尺寸的 探測器，每個像素的APD單元數(shù)量一般將會作為像素尺寸的函數(shù)而變化(例如，具有更小像 素的探測器將具有更少的APD單元數(shù)量)。結(jié)果，與具有更大像素的可比較探測器相比，具 有更小像素的探測器將趨于在較低能量飽和。這種情況在圖1中予以說明，圖中橫坐標(biāo)代表由SiPM探測的光子的數(shù)量，以及縱 坐標(biāo)代表歸一化探測器輸出，其中1.0是由完全飽和的探測器產(chǎn)生的信號。出于目前討論 的目的，將假設(shè)探測器包括響應(yīng)于與511keV伽瑪光子的交互作用而產(chǎn)生大約15000個閃爍 光子的镥釔酸正硅酸鹽(LYSO)閃爍體，這些閃爍光子中大約50%入射在SiPM上(S卩，約 7500個入射光子)，以及60%的入射閃爍光子可被SiPM探測到(即，SiPM的光子探測效率 約為60% )。因此，SiPM將響應(yīng)于511keV伽瑪光子而探測到大約4500個閃爍光子。這在 圖1中作為線102來說明。在圖1中，曲線104代表由具有512個APD單元的Imm2探測器像素產(chǎn)生的信號， 曲線106代表由具有2048個APD單元的4mm2探測器像素產(chǎn)生的信號，以及曲線108代表 由具有8192個APD單元的16mm2探測器像素產(chǎn)生的信號。可以看出，Imm2像素將被511keV 伽瑪完全飽和并因此對于在511keV附近(且實際上基本在其之下)的輻射將不具有能量 分辨率。2mm2像素將被顯著地飽和并因此將具有差的能量分辨率，而4mm2像素基本上不被 飽和(或反過來說，僅適度飽和)，因此將具有合理的能量分辨率。從另一個角度看，對于給定的探測器配置，在給定能量處的能量分辨率是由SiPM 探測的光子數(shù)量的函數(shù)。這反過來意味著能量分辨率取決于入射光子被探測的效率。這在 圖2中予以說明，其中橫坐標(biāo)代表單位為百分比的SiPM的光子探測效率(PDE)，而縱坐標(biāo)代 表在能量E處的能量分辨率AE/E。出于本實例的目的，將假設(shè)與能量E的光子的閃爍交互 作用產(chǎn)生約7500個閃爍光子。圖2中，曲線202代表具有M = 512個APD單元的Imm2探測器像素的能量分辨率 Δ E/E，曲線204代表具有4M = 2048個APD單元的4mm2探測器像素的能量分辨率ΛΕ/Ε，以及曲線206代表具有16M = 8192個APD單元的16mm2探測器像素的能量分辨率ΔΕ/Ε。 結(jié)合曲線202最能看出，對于給定的像素配置的能量分辨率ΔE/E包括第一區(qū)域208，其 中曲線202由負(fù)斜率來表征，最小值210 ；以及第二區(qū)域212，其中曲線202由正斜率來表 征。在第一區(qū)域208中，其對應(yīng)于在飽和曲線104上相對低的區(qū)域(見圖1)，能量分辨 率主要受光子統(tǒng)計學(xué)限制且因此光子計數(shù)受限。因此，能量分辨率隨PDE增加而改善。在第 二區(qū)域212中，其對應(yīng)于在飽和曲線104上相對高的區(qū)域(見圖1)，能量分辨率主要受探測 器的飽和限制。因此能量分辨率隨PDE增加而惡化。在這個實例中，最小值210位于SiPM 具有約10. 5 %的PDE的區(qū)域中。因此，在能量E處的最大或最好能量分辨率發(fā)生在SiPM探 測到7500個入射閃爍光子中的大約790個的區(qū)域中。換言之，大于或小于約10. 5%的PDE 產(chǎn)生比最大能量分辨率差的分辨率。以圖2繼續(xù)，曲線204和206是相似的。曲線204，其仍描述包括2048個APD單 元的4mm2像素，包括位于約42%的PDE的最小值214。因此，在能量E處的最大能量分辨 率發(fā)生在SiPM探測到7500個入射閃爍光子中的大約3160個的區(qū)域處。因為16mm2、8192 個APD單元像素在遠(yuǎn)低于飽和之下工作，當(dāng)PDE接近100%時能量分辨率繼續(xù)改善，如曲線 206所示。換言之，最大能量分辨率將發(fā)生在大于100%的PDE處。還將指出，當(dāng)像素尺寸 減少時，曲線202、204、206變得相對更窄，且最大能量分辨率惡化。盡管曲線202、204、206描述lmm2、4mm2以及16mm2像素尺寸，可能的像素尺寸并不
如此受限制。曲線216描述對于各種像素尺寸，在能量E處的最大能量分辨率和PDE之間 的關(guān)系，再次假設(shè)APD單元尺寸保持不變使得每個像素的APD單元數(shù)量隨著像素面積的增 加而增加?？梢钥闯?，對于相對較小的像素，在能量E的最佳能量分辨率是在比較大像素低 的PDE處實現(xiàn)的。換言之，在給定能量E附近產(chǎn)生最好或最大能量分辨率的PDE是像素尺 寸的直接函數(shù)。最大能量分辨率曲線216也可以映射到圖1。這樣做揭示了對于給定的APD單元 尺寸，當(dāng)由SiPM探測到的光子數(shù)量為使得SiPM產(chǎn)生約79. 7%其飽和值的輸出時，獲得在能 量E附近的最大能量分辨率。如圖1的水平線110所示，該比率不依賴于像素尺寸。換言 之，最大能量分辨率發(fā)生在當(dāng)關(guān)系方程1(I-PDE * n/(2 * m)) * exp (PDE * n/m) = 1滿足時，這里PDE ★ η為探測的光子數(shù)量，m為APD單元的數(shù)量。進(jìn)行數(shù)值求解， 最佳能量分辨率由此發(fā)生在方程2PDE *n/m = 1. 5936...而且，對于給定的像素尺寸以及SiPM配置，在給定的能量處提供最大能量分辨率 的PDE作為能量的反函數(shù)而變化。因此，提供最大能量分辨率的PDE隨著能量增加而減小。 再有，然而，當(dāng)由SiPM探測到的光子數(shù)量為使得SiPM產(chǎn)生約79. 7%其飽和值的輸出時，獲 得在能量E附近的最大能量分辨率。前述關(guān)系可以以各種方式加以利用?，F(xiàn)在將參考分別描述第一、第二和第三探測 器配置的圖3A和3B、4A和4B以及5A和5B來描述一個實例。如所示，探測器包括像素化閃爍體302、光學(xué)耦合器304以及一個或多個SiPM 306。注意，為了說明清楚而從圖3A、4A 和5A省略了光學(xué)耦合器304。包括輻射接收面308的閃爍體302響應(yīng)于來自受檢查對象的輻射310而產(chǎn)生閃爍 光子。閃爍體302也包括多個閃爍體像素312。為了最小化光學(xué)串?dāng)_，各種像素典型地由材 料來分開，該材料在閃爍光子的波長處是光學(xué)不透明的或另外是相對非光學(xué)透射的。如上 述，閃爍交互作用中產(chǎn)生的光子波長取決于閃爍體的特性。然而，對于給定的閃爍體材料， 光子數(shù)量一般與探測的輻射能量成比例。SiPM 306被組織在多個SiPM像素中，其尺寸和間距對應(yīng)于閃爍體像素312的尺 寸和間距。如所示，SiPM像素的數(shù)量以一對一關(guān)系對應(yīng)于閃爍體像素312的數(shù)量。然而， 應(yīng)該注意到，閃爍體像素312和SiPM像素可具有不同尺寸和/或間距。而且，此一對一的 對應(yīng)關(guān)系不是必需的。通過一個實例的方式，SiPM像素可具有比閃爍體像素312相應(yīng)尺度 更大(或更小)的尺度(例如，三個SiPM像素的寬度可匹配兩個閃爍體像素的寬度)。每 個SiPM像素包括探測在光子接收面307處接收到的光子的多個APD單元314 (為了說明清 楚，只有一個這樣的單元在圖3A、4A和5A中被說明)。每個APD單元314包括以蓋革模式 工作的APD以及猝熄/充電電路。如下將更詳細(xì)地解釋，跨過第一、第二和第三探測器配置 的APD單元314的配置和尺寸基本上相同。因此，給定像素中的APD單元314的數(shù)量是像素 面積的函數(shù)。而且，像素中的APD單元314可以組織成一個或多個探測器單元或模塊316， 像素中探測器單元316的數(shù)量仍作為像素面積的函數(shù)而縮放。注意，合適的讀出電路系統(tǒng) 可以提供在APD單元314、探測器單元316和/或像素級處。來自每個像素的數(shù)據(jù)優(yōu)選地被收集以產(chǎn)生輸出，該輸出指示響應(yīng)于閃爍突發(fā)(或 以其它方式在期望讀取期間內(nèi))由像素探測到的光子總數(shù)量，且因此指示由像素探測到的 輻射能量。在PET或測量探測輻射到達(dá)時間的其它系統(tǒng)的情況下，光子觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)可連接到 合適的時間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該時間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生指實例如相對于公共系統(tǒng)時鐘的到達(dá) 時間的輸出。各SiPM像素的光子接收面307經(jīng)由光學(xué)耦合器304而與它們相應(yīng)的閃爍體像素 操作地光學(xué)連通。光學(xué)耦合器304和/或SiPM 306配置為使得響應(yīng)于具有感興趣能量的輻 射產(chǎn)生的閃爍光子的PDE在該感興趣能量處產(chǎn)生處于或接近最大值的能量分辨率。注意， 盡管光學(xué)耦合器304示為不同于閃爍體302和SiPM 306，光學(xué)耦合器304的一些或全部可 整合到閃爍體302和SiPM 306之一或二者。具體參考圖3A和3B的實例，閃爍體像素312由面積A來表征，且相應(yīng)的SiPM像 素包括組織在N個基本上相同的探測器單元316內(nèi)的M個基本上相同的APD單元314。具 體參考圖4A和4B的實例，閃爍體像素312由面積4A來表征，且SiPM像素包括組織在4N 個基本上相同的探測器單元316內(nèi)的4M個基本上相同的APD單元314。具體參考圖5A和 5B的實例，閃爍體像素312由面積16A來表征，且SiPM像素314包括組織在16N個基本上 相同的探測器單元316內(nèi)的16M個基本上相同的APD單元314。對于每個像素尺寸，光學(xué)耦合器304和/或SiPM 306配置成提供在感興趣能量處 的最大或其它期望的能量分辨率。例如，如果第一探測器配置具有約P%&PDE，則第二探 測器配置可具有約PDE，以及第三探測器配置可具有約PDE。因此，相同的APD單元314和/或探測器單元316設(shè)計可用于要求不同像素尺寸的應(yīng)用中，然而仍然保持在感興趣能量處的能量分辨率能力。類似地，相同的單元314、316 設(shè)計可用于這樣的應(yīng)用中，該應(yīng)用要求相同或相似像素尺寸，但是要求在不同的感興趣能 量處優(yōu)化該能量分辨率。此方法減少了針對許多不同像素尺寸或感興趣能量而開發(fā)和優(yōu)化 APD單元314和/或探測器單元316設(shè)計的需要。單元314、316以及實際上SiPM 306本身 因此可看成公共模塊或構(gòu)建區(qū)塊，其視需要被組裝以適應(yīng)期望應(yīng)用的要求。各種技術(shù)可單獨或者組合地使用以改變探測器PDE。在一個這樣的實例中，系統(tǒng)包 括可變電壓或偏置電源，其改變施加到一個或多個APD的反向偏置電壓。注意，電源的一些 或全部可與APD —樣制作在相同的襯底上；電源的一些或全部也可以制作在不同襯底上。 可以使用這樣的布置例如以在如下應(yīng)用中減小反向偏置電壓，這些應(yīng)用要求在相對較高能 量處的更小像素尺寸或能量分辨率(反之亦然)。然而，優(yōu)選地，APD保持被偏置在蓋革模 式。注意，該調(diào)節(jié)也可以在APD單元314、探測器單元316、像素或SiPM級進(jìn)行，例如以補(bǔ)償 PDE已經(jīng)接近最佳的設(shè)計中部件到部件的變動。如圖6A-6I中所示，PDE也可以通過改變到達(dá)APD的閃爍光子的百分比來改變。再 次注意，PDE可以以逐像素方式或在其它基礎(chǔ)上改變，例如以解決像素之間的部件到部件的 變化。在另一實施方式中，PDE可被改變使得不同像素或像素組具有不同PDE(例如，第一 組像素具有第一 PDE，第二組像素具有第二 PDE，諸如此類)。這樣的實施方式在光譜測定和 其中期望提供指示在多個不同能量處所接收輻射的輸出的其它應(yīng)用中是尤為有用的。圖6A描述這樣的布置，其中光學(xué)耦合器304包括對閃爍光子是反射性的材料602 以及布置在閃爍體像素312和SiPM 306之間的光學(xué)耦合介質(zhì)或材料604。如圖6A中所示， 反射性材料602在五(5)個側(cè)面上包圍閃爍體像素。耦合介質(zhì)604置于第六側(cè)面上，該耦 合介質(zhì)604通過實例方式而非限制性地可包括合適的光學(xué)粘合劑、油脂、或油、硅墊等等。 備選地或者附加地，耦合介質(zhì)604可包括例如波長轉(zhuǎn)變材料或光纖的波長變換器，其將閃 爍光子的波長變換為更接近地匹配SiPM敏感波長的波長。出于本解釋的目的而將假設(shè)，對 于給定的閃爍體像素312至SiPM 306布置，圖6A中說明的光學(xué)耦合器304布置相對于圖 6B-6I的光學(xué)耦合器布置提供了最大的PDE。為了減少閃爍體像素312和SiPM 306之間的光學(xué)耦合以及進(jìn)而減少有效PDE，光 學(xué)耦合材料604的一些或全部可以省略。圖6B示出其中材料604完全被省略從而在閃爍 體像素312和相應(yīng)SiPM 306之間引入空氣間隙606的情況。備選地或者附加地，光學(xué)耦合 材料604可被著色或以其它方式處理成對閃爍光子是相對更加不透明的。作為再一備選， 光學(xué)耦合介質(zhì)604可包括波長變換器，該波長變換器將閃爍光子的波長變換到其中SiPM相 對較不敏感的波長或波長范圍。如圖6C所示，光學(xué)濾波器608或其它光吸收材料可放置在閃爍體像素312和SiPM 306之間。合適濾波器的實例包括施加到閃爍體像素312或SiPM 306之一或兩者的涂層、 濾波器材料的層、彩色濾波器等等。如圖6D所示，在SiPM工作期間或者另外在SiPM組裝 之后，濾波器608a、608b的不透明性或其它光學(xué)特性可以以逐像素方式或在其它基礎(chǔ)上是 可調(diào)節(jié)的。在一個這樣的實施方式中，例如經(jīng)由液晶裝置，濾波器608a、608b是電學(xué)可調(diào)節(jié) 的。如圖6E中所示，反射閃爍光子的可調(diào)節(jié)反射器610可提供在閃爍體的輻射接收面 308處。注意，反射器610可以以逐像素方式或在其它基礎(chǔ)上是可調(diào)節(jié)的。再者，在裝置工作期間或者另外在裝置組裝之后，反射器610可以是電學(xué)地或其它方式可調(diào)節(jié)的。如圖6F 所示，反射器602和/或610可從輻射接收面610省略。這樣的實施方式導(dǎo)致相對于圖6A 配置的大約50 %的PDE減少。光學(xué)耦合也可通過改變反射器602的光學(xué)特性而改變，例如通過增加或減少其反 射率。而且，反射器602的一些或全部可省略或用光吸收介質(zhì)612代替。在一個這種實施 方式中，介質(zhì)為發(fā)黑涂層或材料層。如圖6G、6H和61所示，例如，光吸收材料可施加到輻射 接收308的全部或一部分，或者閃爍體像素312的側(cè)面。注意，如圖61中所示，每隔一個反 射器602可用光吸收介質(zhì)612部分地或者完全地代替。光學(xué)耦合以及進(jìn)而PDE也可以通過改變閃爍體材料的特性來改變。類似地，響應(yīng) 于閃爍交互作用而產(chǎn)生的光子的數(shù)量也可以通過改變閃爍體材料的特性來改變。然而，考 慮到目前可用的閃爍體材料及制作技術(shù)，這些方法與上文結(jié)合圖6所描述的那些方法相比 吸引力較低。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，將描述生產(chǎn)輻射探測器的方法。將結(jié)合第一和第二實例來描述該方 法。第一實例包括用于在具有相對較大視場的第一臨床全身PET掃描器、具有中間尺寸視 場的第二臨床神經(jīng)(即，頭部)PET掃描器以及具有相對小視場的第三臨床前的動物掃描器 中使用的探測器族。第二實例包括用于在第一能量處要求最大或其它期望能量分辨率的第 一探測系統(tǒng)中以及在第二能量處要求最大或其它期望能量分辨率的第二探測系統(tǒng)中使用 的探測器族。在702，估計在一個或多個感興趣能量處由閃爍體產(chǎn)生的光子數(shù)量。如上述，對于 像素化閃爍體探測器的情況，光子數(shù)量一般取決于所選擇的閃爍體以及感興趣能量。出于 估算的目的，假設(shè)閃爍體和SiPM像素之間的光學(xué)耦合接近最大可到達(dá)值。在704，確定期望的APD單元314以及探測器單元316的數(shù)量和尺寸(且特別是單 元的APD的尺寸)。如上述，單元314、316的數(shù)量和尺寸典型地為所選擇像素尺寸的函數(shù)。 注意，可期望優(yōu)化在具有較大像素尺寸的探測器中使用的APD單元314設(shè)計。例如，可期望 選擇APD單元314的數(shù)量和尺寸，從而在最大像素尺寸處最大化SiPM光子探測效率，特別 是在大于100%的PDE處實現(xiàn)最大能量分辨率的場合。而且，提高SiPM光子探測效率趨于 提高整個探測器性能，且如上述，相對較大像素的能量分辨率在任何情況下對PDE相對不 敏感。APD單元314和探測器單元316的數(shù)量根據(jù)所選擇像素尺寸而縮放。注意，取決于所 選擇尺寸和幾何形態(tài)，縮放可以略微偏離理想情形。出于第一實例的目的，將假設(shè)全身PET掃描器具有4mmX4mm的像素面積，神經(jīng)掃 描器具有2mmX2mm的像素面積，以及臨床前掃描器具有ImmX Imm的像素面積。因此，APD 單元314的數(shù)量和尺寸通常被選擇以最大化用于4_X4mm像素尺寸的SiPM光子探測效 率。因此，全身系統(tǒng)探測器的每個SiPM像素可包括大約8192個APD單元314，而用于神經(jīng) 和臨床前系統(tǒng)的SiPM像素將分別具有大約2048和512個APD單元314。對像素面積和模 塊化的考慮揭示了，具有大約ImmX Imm面積和512個APD單元314的探測器單元316可被 使用在臨床前系統(tǒng)探測器中，而四(4)和十六(16)個這樣的探測器單元316可以分別使用 在神經(jīng)和臨床前系統(tǒng)中。在706，確定在感興趣能量和/或像素尺寸處提供最大或其它期望能量分辨率的 PDE0在某些應(yīng)用中，偏離提供了期望能量分辨率的PDE是期望的，例如在更高的整體光子探測效率比提高的能量分辨率相對更加重要的應(yīng)用中。出于第一實例的目的，確定在約511keV處提供用于4謹(jǐn)X4謹(jǐn)、2謹(jǐn)X2謹(jǐn)以及 ImmX Imm像素尺寸的最大能量分辨率的PDE。注意，PDE與像素面積成反關(guān)聯(lián)。在圖2所示 的實例中，如果4mmX 4mm探測器的PDE盡可能合理地高，則將實現(xiàn)最大性能。由于2mmX 2mm 探測器的能量對于PDE的改變相對不敏感，如果PDE略高于提供最佳能量分辨率的值，則可 以實現(xiàn)最佳性能。出于第二實例的目的，APD單元314的所選數(shù)量和PDE相對密切相關(guān)。盡管增加 APD單元314的數(shù)量趨于提高能量分辨率，這么做趨于降低探測器效率。因此，APD單元314 的數(shù)量和PDE被選擇以在較低能量處提供期望的能量分辨率，該能量分辨率可小于以其它 方式可獲得的能量分辨率。如果在較低能量，APD單元314的數(shù)量被選擇以在最大合理可 獲得的PDE處提供最大能量分辨率，則一般可獲得最佳性能。在更高能量處提供最大能量 分辨率的PDE是基于APD單元314的數(shù)量進(jìn)行選擇的。注意，PDE為能量的直接函數(shù)。在708，設(shè)計APD單元314以及探測器單元316。出于第一實例的目的，探測器單元316具有大約Imm2的面積和512個基本上相同 的APD單元314。在710，在必需的SiPM的設(shè)計中使用探測器單元316設(shè)計。在第一實例中，設(shè)計成在全身掃描器中使用的SiPM將包括具有十六(16)個探測 器單元316的像素，設(shè)計成與神經(jīng)掃描器一起使用的SiPM將包括具有四(4)個探測器單 元316的像素，而設(shè)計成與臨床前掃描器一起使用的SiPM將包括具有一(1)個探測器單元 216的像素。將理解，這樣的方法趨于簡化各種SiPM的設(shè)計。出于第二實例的目的，相同的SiPM通常將在兩個系統(tǒng)中使用。在712，設(shè)計提供期望PDE的耦合器。出于第一實例的目的，相對高效耦合器304設(shè)計可被選擇用于在將用于全身掃描 器的探測器中使用，而相對較低效率的設(shè)計被選擇用于將在神經(jīng)和臨床前掃描器中使用的 探測器。后者可以通過故意降低相對更高效率的耦合器設(shè)計的效率來完成，例如通過使用 結(jié)合圖6在上文描述的技術(shù)之一。出于第二實例的目的，相對高效耦合器設(shè)計可以被選擇用于在將用于較低能量系 統(tǒng)的探測器中使用，而相對較低效率的設(shè)計被選擇用于將在較高能量系統(tǒng)中使用的探測 器。后者仍可以通過故意降低更高效率的耦合器設(shè)計的效率來完成。在714，組裝閃爍體、光學(xué)耦合器以及SiPM。在第一實例中，三個版本的探測器被考慮并可根據(jù)需要組裝。在第二實例中，兩個版本的探測器被考慮并可根據(jù)需要組裝。在716，安裝探測器作為成像、光譜學(xué)或其它檢查系統(tǒng)的一部分。對于第一實例，具有4mmX4mm像素的探測器將安裝在全身掃描器中，具有 2mmX2mm像素的探測器將被安裝在神經(jīng)掃描器中，以及具有ImmX Imm像素的探測器將被 安裝在臨床前掃描器中。對于第二實例，探測器版本將類似地被安裝在相應(yīng)的檢查系統(tǒng)中。應(yīng)當(dāng)理解，前述設(shè)計和設(shè)計選擇過程本質(zhì)上會略有反復(fù)。各步驟執(zhí)行的順序也可 改變。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8，檢查系統(tǒng)800包括像素化輻射敏感探測器802、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803、 圖像生成器804以及操作員接口 806。探測器802包括產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的一個或更多像素808&，該輸出數(shù)據(jù)指示由探測 器接收到的輻射的能量、到達(dá)時間、位置、和/或其它特性。在PET系統(tǒng)的實例情形中，探測 器802及其像素808以圍繞包括合適對象支持的檢查區(qū)域的整體上呈環(huán)形或環(huán)狀的布置來 排布。如上所描述，每個像素808包括閃爍體像素312、多個APD單元314^、一個或多個 探測器單元316^以及光學(xué)耦合器304，各種像素配置成在(多個)感興趣能量處優(yōu)化能量 分辨率。另外在所述實例中，像素808還包括能量測量電路820和時間測量電路822。能量 測量電路820例如通過產(chǎn)生模擬輸出信號、數(shù)字計數(shù)值等等而給出指示探測的輻射能量的 輸出。時間測量電路822給出指示探測的輻射到達(dá)時間的輸出。在一個實施方式中，各種像素808制作在分離的半導(dǎo)體襯底上。在另一實施方式 中，兩(2)個或更多個像素制作在同一半導(dǎo)體襯底上。作為再一變化，像素電學(xué)電路系統(tǒng)的 一些或全部(例如，能量測量電路820和/或時間測量電路822)可制作在不同半導(dǎo)體襯底 上。來自像素808的信號由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803接收，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803產(chǎn)生指示所 探測輻射的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803與根據(jù)探測的輻射能量來分揀(bins)信號的能量分 揀器(birmer)或濾波器805結(jié)合運行。在一個實施方式中，能量分揀中心位于或者能量分 揀以其它方式包括這樣的能量，在該能量處各像素808的能量分辨率被優(yōu)化。注意，在不同 能量處優(yōu)化各種像素808的情形，可提供多個這樣的分揀。在PET掃描器的情況下，像素808的能量分辨率可在大約511keV處最大化，且能 量區(qū)間可類似地建立在511keV附近以輔助識別和/或排除那些有可能源于散射、隨機(jī)情況 等的事件。應(yīng)當(dāng)理解，相對于能量分辨率在511keV感興趣能量處為次最佳的實施方式，這 樣的布置提供改進(jìn)的能量測量。仍然在PET系統(tǒng)的實例情況下，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803使用經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生指示 由各種像素808接收到的時間上同步光子的投影數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)包括飛行時間能力的場合， 飛行時間確定器使用由各種像素808接收到的同步511KeV伽馬的相對到達(dá)時間，從而產(chǎn)生 飛行時間數(shù)據(jù)。注意，同步和/或相對到達(dá)時間與光子探測基本上同時被確定。備選地，各 種光子的到達(dá)時間可用在后續(xù)工作中識別的同步和/或生成的飛行時間信息來測量。在光譜儀或其它類似系統(tǒng)中，第一像素或像素組的能量分辨率可在第一能量處被 優(yōu)化，第二像素或像素組的能量分辨率可在第二能量處被優(yōu)化，等等。使用被用于產(chǎn)生指示 在各種能量處所探測輻射的輸出的信息，期望的能量分揀被相應(yīng)地建立。在系統(tǒng)包括可調(diào) 節(jié)光學(xué)耦合器304或APD偏置電壓的場合，能量分辨率可在第一能量處被優(yōu)化，輻射被探測 和分揀，且優(yōu)化、探測和分揀針對需要的不同能量而被重復(fù)。注意，取決于給定檢查的要求， 可以在檢查之前、在檢查過程期間一次或多次、或者在這兩個階段均進(jìn)行優(yōu)化。在檢查系統(tǒng)800配置為成像系統(tǒng)的場合，圖像生成器804使用來自采集系統(tǒng)804 的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生指示所探測輻射的圖像或其它數(shù)據(jù)。仍然在PET系統(tǒng)的實例中，圖像生成器 804包括迭代或其它重構(gòu)器，其重構(gòu)投影數(shù)據(jù)以形成容積或圖像空間數(shù)據(jù)。用戶經(jīng)由操作員接口 806與系統(tǒng)800互動，例如以控制系統(tǒng)800的工作，觀察或以其它方式操縱來自數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)803或圖像生成器804的數(shù)據(jù)等。變型被考慮到。例如，以上技術(shù)不限于在優(yōu)化探測器能量分辨率中使用，且可用于 其中期望準(zhǔn)確地對由探測器接收到的光子數(shù)量進(jìn)行計數(shù)的光子計數(shù)應(yīng)用。在SiPM對于將 被探測能量的輻射敏感的場合，閃爍體可省略。根據(jù)這些實施方式，SiPM和環(huán)境之間的耦 合如上所描述被調(diào)節(jié)。其它的配置以及閃爍體材料也被考慮到。作為一個實例，探測器可包括例如波長 變換材料或波長變換光纖的波長變換器，以將閃爍光子的閃爍波長變換到更接近地對應(yīng)于 SiPM敏感波長范圍的波長。另一方面，在目標(biāo)是降低PDE的場合，波長變換器可被用來將閃 爍光子的波長變換為其中SiPM較不敏感的波長。各個單元和像素的形成因子可以不是方 形。本發(fā)明已經(jīng)參考前述實施例予以描述。其他人在閱讀和理解在前的詳細(xì)描述后可 想到修改和變更。本發(fā)明意圖被解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們落在所附權(quán) 利要求書及其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種輻射探測器，包括第一閃爍體像素(312)；第二閃爍體像素；包括多個雪崩光電二極管的第一探測器(306)，其中該第一探測器產(chǎn)生作為由該第一閃爍體像素接收到的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出并在第一能量處提供最大能量分辨率；包括多個雪崩光電二極管的第二探測器，其中該第二探測器產(chǎn)生作為由該第二閃爍體像素接收到的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出并在第二能量處提供最大能量分辨率；
2.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一探測器的雪崩光電二極管分組在多個基本上 相同的探測器單元(316)中。
3.權(quán)利要求2的輻射探測器，其中該第一探測器包括正好4n個基本上相同的探測器單 元，其中η為大于或等于一的整數(shù)。
4.通過包括下述過程產(chǎn)生的權(quán)利要求1的輻射探測器識別該第一能量；配置該輻射探測器，使得響應(yīng)于由該第一閃爍體像素接收到的并具有該第一能量的輻 射，該第一探測器產(chǎn)生大約其飽和值的80%的輸出。
5.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該輻射探測器包括耦合該第一閃爍體像素和該第一 探測器的耦合器(304)，其中該輻射探測器是由這樣的工藝產(chǎn)生的，該工藝包括配置該耦合 器從而故意降低該第一探測器探測來自該第一閃爍體像素的光子的效率。
6.權(quán)利要求5的輻射探測器，其中該耦合器包括反射器以及配置包括降低該反射器的 反射率。
7.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該輻射探測器包括第一像素尺寸以及耦合該第一閃 爍體像素和該第一探測器的耦合器(304)，且其中該輻射探測器是由這樣的工藝產(chǎn)生，該工 藝包括從具有第二、相對較大像素尺寸的輻射探測器選擇雪崩光電二極管單元設(shè)計，其中該 單元設(shè)計由單元面積來表征；配置該耦合器(304)以在該第一能量處提供最大能量分辨率。
8.權(quán)利要求1的輻射探測器，包括耦合該第一閃爍體像素和該第一探測器的電學(xué)可變 濾波器(608，610)。
9.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一閃爍體像素包括輻射接收面(308)，該輻射探 測器包括反射由該閃爍體像素產(chǎn)生的光子的反射器(602)，以及該反射器不反射在該輻射 接收面的至少一部分處接收到的所產(chǎn)生的光子。
10.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一閃爍體像素包括輻射接收面(308)、由該閃 爍體像素產(chǎn)生的光子通過其被傳遞到該第一探測器的面、和側(cè)面，該輻射探測器包括反射 由該第一閃爍體像素產(chǎn)生的光子的反射器(602)，其中該反射器不反射在該側(cè)面的至少一 部分處接收到的所產(chǎn)生的光子。
11.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一閃爍體像素包括輻射接收面、第一側(cè)面和第 二側(cè)面，并響應(yīng)于接收輻射而產(chǎn)生光子，其中該第一側(cè)面包括第一相對具有光子反射性的 材料以及第二側(cè)面包括第二光子反射性相對不那么強(qiáng)的材料。
12.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一和第二能量大約為511keV。
13.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一和第二能量是不同的。
14.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該輻射探測器形成光譜儀或正電子發(fā)射探測器的 一部分。
15.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該第一和第二探測器布置在同一半導(dǎo)體襯底上。
16.權(quán)利要求1的輻射探測器，其中該雪崩光電二極管被偏置在蓋革模式中。
17.一種方法，包括使用包括多個雪崩光電二極管的第一探測器(306)來產(chǎn)生作為由第一閃爍體接收到 的輻射的能量函數(shù)而變化的輸出，其中該第一探測器在第一能量處具有最大能量分辨率；使用包括多個雪崩光電二極管的第二探測器來產(chǎn)生作為由第二閃爍體接收到的輻射 的能量函數(shù)而變化的輸出，其中該第二探測器在第二能量處具有最大能量分辨率。
18.權(quán)利要求17的方法，其中該第一探測器的輸出由飽和值來表征，且該方法包括響 應(yīng)于具有該第一能量的探測輻射而產(chǎn)生為約80%該飽和值的輸出。
19.權(quán)利要求17的方法，包括調(diào)節(jié)耦合該第一探測器和該第一閃爍體的耦合器(304) 以減小第一和第二能量之間的差。
20.權(quán)利要求17的方法，其中方法包括改變該第一能量；重復(fù)使用該第一探測器的步驟。
21.權(quán)利要求17的方法，其中第一和第二能量是不同的，且該方法包括作為該第一輸出的函數(shù)，在包括該第一能量的第一能量區(qū)間中分揀由該第一閃爍體接 收到的輻射；作為該第二輸出的函數(shù)，在包括該第二能量的第二能量區(qū)間中分揀由該第二閃爍體接 收到的輻射。
22.—種方法，包括確定由閃爍體材料在與具有第一能量的輻射的閃爍交互作用中產(chǎn)生的光子的數(shù)量；選擇在第一和第二像素化輻射探測器中使用的雪崩光電探測器單元(314)設(shè)計，該雪 崩光電探測器單元設(shè)計由單元面積來表征；確定其中該第一輻射探測器的像素在該第一能量處產(chǎn)生第一能量分辨率的第一閃爍 光子探測效率。
23.權(quán)利要求22的方法，其中該第一輻射探測器包括具有第一面積的像素以及該第二 輻射探測器包括具有第二、相對較大面積的像素，且該方法包括選擇用于耦合該第一探測器的閃爍體像素和該第一探測器的探測器像素的耦合器 (304)的第一設(shè)計，使得該第一探測器的該像素具有所確定的效率；選擇用于耦合該第二探測器的閃爍體像素和該第二探測器的探測器像素的耦合器的 第二設(shè)計，使得該第二探測器具有比所確定的效率大的閃爍光子探測效率。
24.權(quán)利要求23的方法，其中選擇用于該耦合器的第二設(shè)計包括選擇在該第一能量處 最大化該第一探測器的能量分辨率的耦合器設(shè)計。
25.權(quán)利要求23的方法，其中選擇用于該耦合器的第一設(shè)計包括選擇最大化該第二探 測器的閃爍光子探測效率的耦合器設(shè)計。
26.權(quán)利要求22的方法，其中該第一能量分辨率為最大能量分辨率。
27.權(quán)利要求22的方法，其中選擇雪崩光電探測器單元設(shè)計包括被優(yōu)化用于在第二探 測器中使用的設(shè)計。
28.權(quán)利要求22的方法，包括選擇用于在該第一和第二探測器中使用的探測器單元 (316)設(shè)計，其中探測器單元設(shè)計包括所選擇的光電二極管單元設(shè)計的多個雪崩光電二極管單元。
29.權(quán)利要求22的方法，其中該第一輻射探測器包括具有第一面積的像素以及該第二 輻射探測器包括具有與第一面積相等的第二面積的像素，且該方法包括確定由該閃爍體材料在與具有第二能量的輻射的閃爍交互作用中產(chǎn)生的光子數(shù)量； 確定該第二輻射探測器的像素在該第二能量處產(chǎn)生第二能量分辨率的第二閃爍光子 探測效率。
30.權(quán)利要求29的方法，其中該第一和第二能量分辨率為最大能量分辨率。
31.權(quán)利要求29的方法，包括選擇用于耦合該第一探測器的閃爍體像素和該第一探測 器的探測器像素的耦合器(304)的第一設(shè)計，其中該第一探測器的該像素具有所確定的第一效率。
32.使用權(quán)利要求22的方法產(chǎn)生的輻射探測器。
33.輻射探測器族，其中該族的成員包括包括具有第一像素面積的第一探測器像素的第一探測器，其中該第一像素包括具有第 一單元面積的第一數(shù)量的雪崩光電二極管單元，且該第一像素由第一閃爍光子探測效率來 表征；包括具有大于該第一像素面積的第二像素面積的第二探測器像素的第二探測器，其中 該第二像素包括具有該第一單元面積的第二數(shù)量的雪崩光電二極管單元，該第二數(shù)量大于 該第一數(shù)量，且該第二像素由大于該第一閃爍光子探測效率的第二閃爍光子探測效率來表 征。
34.權(quán)利要求33的族，其中該第二面積為該第一面積的N倍，且該第二數(shù)量的雪崩光電 二極管單元為該第一數(shù)量的雪崩光電二極管單元的約N倍。
35.權(quán)利要求33的族，其中該第二面積為該第一面積的N倍，且該第二閃爍光子探測效 率為該第一閃爍光子探測效率的約N倍。
36.權(quán)利要求33的族，其中該第一和第二探測器像素響應(yīng)于具有第一能量的探測輻射 而各自產(chǎn)生約80%的它們相應(yīng)飽和值的輸出。
37.權(quán)利要求33的族，其中該第一探測器的雪崩光電二極管單元與該第二探測器的雪 崩光電二極管單元基本上相同。
38.權(quán)利要求33的族，其中該第一探測器包括由第一閃爍體材料制作的第一閃爍體， 該第二探測器包括由第一閃爍體材料制作的第二閃爍體。
39.一種輻射探測器，包括 閃爍體(312)；探測來自該閃爍體的閃爍光子的雪崩光電二極管陣列； 其中該探測器包括電學(xué)可調(diào)節(jié)的閃爍光子探測效率。
40.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中該設(shè)備包括用于改變應(yīng)用到至少該陣列的第一雪崩光電二極管的偏置電壓的構(gòu)件，其中改變該偏置電壓調(diào)節(jié)了該探測效率。
41.權(quán)利要求39的設(shè)備，包括具有電學(xué)可變光學(xué)屬性的部件，其中改變該光學(xué)屬性調(diào) 節(jié)了該探測效率。
42.權(quán)利要求41的設(shè)備，其中該部件包括反射器。
43.權(quán)利要求42的設(shè)備，其中該部件包括濾波器。
44.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中該陣列形成硅光電倍增管的一部分。
45.一種方法，包括使用包括閃爍體和雪崩光電二極管陣列的探測器來探測輻射； 改變該探測器的能量分辨率； 重復(fù)所述使用的步驟。
46.權(quán)利要求45的方法，其中該輻射包括能量，以及改變包括改變該探測器具有最大 能量分辨率的能量。
47.權(quán)利要求45的方法，其中改變包括改變應(yīng)用到該陣列的光電二極管的偏置電壓。
48.權(quán)利要求45的方法，其中該方法包括在蓋革模式中偏置該陣列的光電二極管。
49.權(quán)利要求45的方法，其中改變包括改變該閃爍體和該陣列之間的耦合。
50.權(quán)利要求45的方法，其中改變包括電學(xué)改變該能量分辨率。
全文摘要
光電探測器族包括至少第一成員和第二成員。在一個實施例中，該族包括具有不同像素尺寸的成員。在另一實施例中，該族包括具有相同像素尺寸的成員。探測器的探測效率被優(yōu)化以在一個或多個感興趣能量處提供期望的能量分辨率。
文檔編號H01J43/18GK101884087SQ200880105682
公開日2010年11月10日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者A·索恩, T·弗拉克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司