美国达特茅斯学院（Dartmouth College）和瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）经过长期合作研究，开发出一款雪崩二极管光电探测器成像平台，该平台通过利用雪崩二极管（SPAD）阵列构成的光电探测器，在生物组织的次表面，进行荧光激光雷达成像。

        关于为何选择雪崩二极管作为光电探测器的信号发射装置，项目负责人表示，单光子雪崩二极管（SPAD）光电探测器在3D成像中具有非常高的应用价值，而且探测单个光子的到达时间非常精确。

        雪崩二极管（SPAD）光电探测器能够非常便利的应用在日常生活中，由于雪崩二极管光电探测器在运行时可以同时追踪、捕捉多个物体，因此在激光雷达（LiDAR）应用中承担着非常重要的功能。

        达特茅斯学院和洛桑联邦理工学院最新研发的这款光电探测器，在性能方面已经突破了之前洛桑联邦理工开发的“瑞士人光电探测器2号”。为了实现在荧光成像中达到皮秒级时间的分辨率，该款新型光电探测器使用了512 x 512像素的雪崩二极管阵列，并配有一套专门的时间门控系统，并且成本很低。

双光子荧光寿命成像在肿瘤诊断研究中的应用

        这款雪崩二极管阵列光电探测器平台能够量化和定位荧光分子在重度散射介质中的浓度，在深度精度方面，可以达到亚毫米级别。因此，该平台在肿瘤等疾病成像与定位方面具有非常高应用前景。

        具体应用原理是，这款雪崩二极管光电探测器可以同时探测从生物组织采集的漫反射图像和635纳米荧光，并输出精确的单光子返回时间。当单光子在通过肿瘤等病灶区域时，返回时间会延迟，通过这种延迟的时间差，就可以对肿瘤和病灶的区域、边缘进行图像重建。

肿瘤位置和边缘成像

        虽然这种延迟的时间差不到1ns，但是在雪崩二极管光电探测器皮秒级时间的分辨率面前，生成图像已经绰绰有余。通过单光子在肿瘤等病灶区域的传播深度，还可以构建病灶区域的三位图像。

        该新型光电探测器在临床应用中，还能检测皮摩尔荧光团浓度，这个特性可以很好的用在对病灶（如肿瘤）边缘的识别。在这之前，医生只能在确定肿瘤位置和边缘大小之中二选一，新型雪崩二极管光电探测器问世之后，医生可以更便捷和精确之行肿瘤的诊断和手术了。