CN102341727B - 用于单光子计数器的温度补偿和控制电路 - Google Patents

用于单光子计数器的温度补偿和控制电路 Download PDF

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Abstract

一种PET扫描器(10)，包括环绕成像区域(18)的探测器模块(16)环。每个所述探测器模块包括一个或多个传感器雪崩光电二极管(APD)(34)，其在盖革模式下于击穿区域中受到偏压。所述传感器APD(34)响应于与入射的光子相应的、来自闪烁体的光，输出脉冲。也在盖革模式下于击穿区域中受到偏压的参考APD(36)被光学屏蔽于光并输出由模数转换器(44)测量的电压。基于该测量结果，偏压控制反馈回路(42)引导可变电压发生器(48)调整施加到所述APD(34，36)的偏压，从而最小化击穿脉冲(68)的电压和预先选定的逻辑电压电平(70)之间的差(86)。

Description

用于单光子计数器的温度补偿和控制电路
以下涉及诊断成像领域。其在与用于核医学成像器的辐射探测器结合时具有特别的应用，该核医学成像器采用辐射透射或者放射性药物，例如是单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像器、正电子发射断层摄影(PET)成像器、平面X射线成像器等等，并将特定参考其进行描述。将意识到的是本发明也可应用于其他的辐射成像模式，以及应用于采用辐射探测器的系统和方法，例如天文学和机场行李筛查。
在SPECT中，向成像对象施予放射性药物，并且使用一个或多个通常被称为伽马照相机的辐射探测器经由放射性衰变事件引起的辐射发射来探测该放射性药物。典型地，每个伽马照相机包括辐射探测器阵列和设置在该辐射探测器阵列之前的蜂房型准直器。该蜂房型准直器定义了线性或者小角度的圆锥形视线从而所探测到的辐射包括投影数据。如果将伽马照相机在一角度视图范围上移动，例如180°或者360°的角度范围上，那么可以使用滤波反投影、期望最大化或者另一成像技术来将所得到的投影数据重建为放射性药物在成像对象中的分布图像。有利地，能够将该放射性药物设计为集中于选定的组织以提供那些选定组织的优先成像。
在PET中，向成像对象施予放射性药物，该放射性药物在该成像对象中的放射性衰变事件产生正电子。每个正电子与电子相互作用以产生发射两个反向伽马射线的物质/反物质湮灭事件。使用符合探测线路，围绕成像对象的辐射探测器阵列探测与正电子-电子湮灭相应的符合的反向伽马射线。连接两个符合探测的响应线(LOR)包含正电子-电子湮灭事件的位置。这种响应线类似于投影数据并且能够被重建以产生二维或三维图像。在飞行时间PET(TOF-PET)中，在两个符合γ射线事件的探测之间的小的时间差被用于沿着LOR定位湮灭事件。
在平面X射线成像中，辐射源照射对象，并且设置在该对象相对侧的辐射探测器阵列探测经透射的辐射。归因于成像对象中组织对辐射的衰减，所探测到的辐射提供了对成像对象中的骨或者其他硬的、辐射-吸收结构的二维平面表示。这种基于透射的成像较计算机断层摄影(CT)成像得到了改进，辐射源绕成像对象旋转以提供在扩大角度范围上的透射视图或者投影数据，例如180°或者360°跨度的角度视图。使用滤波反投影或者其他图像重建技术，这一辐射投影数据被重建为二维或三维的图像表示。
SPECT、PET和其他基于辐射的医学成像都共同需要紧凑和鲁棒的辐射探测器模块。在过去，SPECT和PET辐射探测器模块典型地包括与闪烁体晶体光学耦合的光电倍增管(PMT)阵列。该闪烁体晶体吸收辐射粒子并将其转换为由光电倍增管测量的光爆发(burst)。光电倍增管提供高探测和增益(～106)特性，但是它们体积大、易碎、需要高电压、并且对磁场很敏感。在一些辐射探测系统中，光电倍增管已经被产生与光爆发强度成比例的模拟信号的光电二极管代替。虽然光电二极管在高光情形中提供了对光电倍增管的划算的、低电压的选择，但是它们在低光(低伽马射线通量)感测的应用中不能提供适当的增益，因而导致不良的信噪比。
为了解决这些难点，已经开发了硅光电倍增器(SiPM)探测器，其包含了光电倍增管的高增益和稳定性以及光电二极管的划算和低电压特性。SiPM探测器使用每个都与相应的闪烁晶体光学耦合的小雪崩二极管阵列(APD)。该APD在击穿区域中受到偏压。在这一区域中，APD变得对单个载流子敏感，例如可由入射的光子导致。这些载流子、电子和/或空穴，也可热生成，因而导致引起噪声的暗计数。电子和空穴两者都可以引起二极管的击穿，因而产生强的输出信号。在模拟SiPM中，输出信号包括大量的无源淬火二极管的累积电荷。相反，数字SiPM基于电压脉冲来单独地探测击穿事件，该电压脉冲由逻辑门数字化并由邻近APD的数字计数器计数。
在数字盖革模式中，APD响应于相应的闪烁晶体中来自辐射事件的光的光子而击穿，并且产生输出脉冲。该输出脉冲作为二进制的1被计数以确定由撞击相应闪烁体的辐射事件生成的光子的数量。这一光子计数对应于所探测到的辐射事件的能量。
虽然对于单独的光子事件敏感，但是每个APD的击穿电压受各种周围环境因素的影响，例如磁场和温度。击穿电压的漂移导致相应的过电压的改变。光子探测受过电压改变的影响，因为：(1)该过电压决定该设备内部的场强，因而导致光子探测可能性的漂移，以及(2)在击穿期间产生的电荷脉冲与二极管电容和该过电压的乘积成比例。计数所探测到的光子作为所测量的电荷信号的模拟SiPM受这两个因素的影响并且变得对周围环境条件很敏感。暗电流率(DCR)大约每8℃加倍。为了减少传感器的DCR并且避免归因于APD中变化的误差，冷却可以是有帮助的，但是即使采用冷却，仍然可以发生温度波动。
本申请预期克服以上提及问题及其他的新的和改进的核成像探测器装置和方法。
根据一个方面，提供一种辐射探测器模块。多个探测器像素每个都具有与工作于盖革模式下的至少一个传感器光电二极管光学耦合的闪烁体。至少一个参考光电二极管被屏蔽于光并在与所述至少一个传感器光电二极管相同的条件下工作。所述模块包括控制电路，所述控制电路测量所述参考光电二极管两端的击穿电压，并且调整所述至少一个参考光电二极管和所述至少一个传感器光电二极管两端的偏压。这使得由所述至少一个参考光电二极管生成的暗电流脉冲基本等于特征逻辑电压电平。
根据另一方面，提供一种用于补偿辐射探测器阵列的一部分的敏感度的漂移的方法。将偏压施加到多个传感器光电二极管和并行连接的参考光电二极管。所述参考光电二极管由不透明的遮盖物覆盖，以防止其接收来自关联闪烁体的光。所述偏压将所述光电二极管偏压至盖革模式下，对单光子敏感。在所述参考光电二极管的击穿之后，测量所述参考光电二极管的击穿电压。确定在来自所述参考光电二极管的数字化脉冲的值和逻辑电压电平之间的差。调整所述偏压以最小化所述差。
一个优点在于针对工作在盖革模式下的雪崩光电二极管改进了击穿电压控制。
另一优点在于针对影响所述光电二极管的敏感度的几个环境因素的补偿。
另一优点在于在模拟或者数字系统中的灵活使用。
另一优点在于给予系统构造者放宽对温度稳定性要求的自由而不危害系统的性能。
当本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细描述时，仍进一步的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
本发明可采取各种部件和部件布置的形式，以及各种步骤和步骤安排的形式。图只是出于图示优选实施例的目的并且不被解释为限制本发明。
图1是根据本申请的核成像扫描器的示意性图示；
图2根据本申请描述了探测器模块的剖面视图；
图3是描述了偏压控制和温度控制反馈回路的流程图；
图4示出了用于实现图3的反馈回路的某些电路部件；
图5描述了清晰说明具有正确偏压的图3和4电路的一个周波的波形；
图6描述了清晰说明具有过高偏压的图3和4电路的一个周波的波形；
图7描述了清晰说明具有过低偏压的图3和4电路的一个周波的波形。
参考图1，诊断成像设备10包括壳体12和对象支撑物14。壳体12之内封装的是探测器阵列。该探测器阵列包括多个单个探测器模块16。该阵列可包括数百或者数千个辐射探测器模块16。虽然参考正电子发射断层摄影(PET)扫描器描述了一个特定实施例，但是应该理解的是本申请也可用于其他医疗应用，例如单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及X射线天体物理学、伽马射线望远镜、X光照相术、安全设施和工业应用。通常，本申请可在成像X射线、伽马射线、或者具有高能量和空间分辨率的带电粒子中使用。该阵列被布置为使得探测器元件16邻近成像区域18并取向为接收来自成像区域18的辐射。对象支撑物14可移进和移出该成像区域18。这允许该探测器阵列对对象的多个视角是敏感的，而不需要将该对象在支撑物14上重新定位。探测器阵列可以是探测器环16、多个环、一个或多个离散的平板或者弧形板，等等。
在PET中，伽马射线对由在成像区域中的正电子湮灭事件产生，并以近似相反的方向传播。这种事件可以由82Rb的核衰变产生。这些伽马射线被成对探测，并在一个伽马射线比另一个传播更远而到达探测器的情况下，在探测之间具有微小的时间差(纳秒量级或者几分之一纳秒)。因此，在PET扫描器中，探测器阵列典型地环绕成像区域。
在PET扫描开始之前，对象被注入放射性药物。在一个通常的检查中，放射性药物包含与标记分子耦合的放射性元素，例如82Rb。该标记分子与将被成像的区域相关联，并且趋向于通过身体过程而在那儿聚集。例如，快速增殖的癌细胞趋向于消耗异常高的能量来复制它们自己。放射性药物可以被连接至诸如葡萄糖或者其类似物的分子，细胞典型地新陈代谢该分子以产生能量，该能量在这些区域聚集并在图像中显示为“热点”。这种标记在心脏灌注成像中也是有用的，因为心脏消耗相当高的能量。其他技术监视被标记分子在循环系统中流动。在这种技术中，标记不会被身体组织快速吸收的分子是有益的。
当伽马射线撞击探测器阵列时，生成时间信号。触发处理器20监视每个探测器16的能量尖峰，例如脉冲下的积分区域，其是放射性药物生成的伽马射线的能量特性。触发处理器20核查时钟22并给每个所探测到的伽马射线记录前沿接收戳的时间。该时间戳、能量估计和位置估计由事件验证处理器24首先使用来确定该事件数据是否有效，例如，事件对是否是符合的、是否具有适当的能量，等等。所接收的一对定义了响应线(LOR)。由于伽马射线以光速传播，因此如果所探测到的伽马射线的到达间隔大于几纳秒，那么它们很可能不是由同一湮灭事件生成的并且通常被去除。定时对于飞行时间PET(TOF-PET)是尤其重要的，因为在基本同时发生的符合事件中的微小差别被用于进一步定位沿着LOR的湮灭事件。随着事件的时间分辨率变得更加精确，沿事件的LOR定位事件的精度也是如此。
LOR存储于事件存储缓冲器26中。在一个实施例中，LOR以列表模式的格式存储。也就是，事件以时间顺序存储并被周期性地插入时间指示。可选地，事件可以单独进行时间戳记。重建处理器28使用滤波反投影或者其他适当的重建算法来将所有或者部分LOR重建为对象的图像表示。该重建然后可以给用户显示在显示设备30上、打印、存储以备后用，等等。
在一个实施例中，每个探测器模块16包括多个光电二极管。当在盖革模式下操作光电二极管时，应用反向偏压以允许光电二极管对由与该光电二极管光学耦合的相关联闪烁晶体生成的光的单光子敏感。选择该闪烁体以针对具有闪烁爆发的快速时间衰减的上层(incumbent)辐射提供高阻止能量。一些合适的闪烁体材料包括LSO、LYSO、MLS、LGSO、LaBr、CsI(Ti)和其混合物。施加偏压以使得光电二极管在受到闪烁光子的撞击时产生雪崩电流，以获得他们的名字雪崩光电二极管(APD)。最佳偏压对于多种因素是敏感的，例如，温度、压力、周围环境光，等等。偏压控制电路32监视探测器模块16并根据条件指示调整所施加的偏压。
参考图2，像素化探测器模块16包括与闪烁晶体35光学耦合的至少一个传感器APD 34，更具体的是一个或多个SiPM，每个SiPM都包括APD 34的阵列。此外，每个模块16也包括至少一个参考探测器36，例如参考APD。该参考APD 36被例如金属盖的不透明的包围物覆盖，以防止光(周围环境光或者闪烁爆发)到达参考APD 36。该APD 36放置在传感器APD 34之间，因为期望使传感器APD 34和参考APD 36在除了对光的接收之外的相同的环境中工作。在图示的实施例中，传感器APD 34和参考APD 36形成在相同的基底38上。
数字电路层40与传感器光电二极管34和参考光电二极管36电连接。数字电路层40包括收集和输出光子探测特异性信息的电路，该特异性信息例如是辐射探测器模块识别、像素识别、时间戳和光子计数。该数字电路也可包括数字偏压电路，数字触发电路和读出电路。该偏压控制电路32可以位于该数字电路层40内。可选地，该偏压控制电路32可以位于单独的芯片或者管芯中。
现在参考图3，偏压控制电路32包括第一偏压控制反馈回路42。该参考APD 36探测热生成电子-空穴对或者暗电流而非探测光生成空穴对。热生成电子-空穴对由半导体之内的生成-复合过程生成，并且可以在没有闪烁光子的情况下触发雪崩电流，在系统中产生噪声。可以调整APD 34、36两端的偏压以使得APD 34、36更敏感或较不敏感，以与周围环境相称。
当参考APD 36被击穿时，模数转换器(ADC)44将所生成的阳极电压转换为数字值，等于击穿电压。AD转换器在雪崩电流已经在二极管内衰减之后转换阳极电压(在击穿期间没有电流流出二极管之外)。在二极管之内的电流从二极管电容放电并因而导致阳极的电压降(阴极被限制于固定的电压电平，同时通过令重置晶体管开启而使阳极浮动)。当二极管两端的电压已经达到击穿电压时，内部电流停止流动，低于那一电压，就没有增加的可能性，并因而大部分电流停止并且只有微小的漏电流继续使二极管放电。该信号被处理并通过数模转换器(DAC)46变回模拟信号，并用于调整可变电压源48，该可变电压源使传感器APD 34和参考APD 36的偏压反向。处于每光子106电子数量级的雪崩电流将继续流动直到二极管两端的电压已经达到击穿电压。取决于过电压、二极管电容和内部电阻，到达击穿电压的发生时间典型地为200-300ps。之后，没有电流流动并且阳极电压反映出击穿电压。这一稳定状态阳极电压通过AD转换器测量，并且偏压被调整从而使阳极电压等于逻辑电平。再充电晶体管50用于将二极管充电至击穿电压之上以用于下一个测量周期。那一再充电脉冲是大约10-15ns长，同时下一次放电的时间可以在毫秒范围之内。在下文中参考图4进行更加详细的偏压控制回路42的论述。
继续参考图3，图示了第二温度控制回路52。由暗脉冲计数器54在预定时期内计数来自ADC 44的数字脉冲。可选地，暗脉冲计数器54可以探测和计数再充电电路50的活动。暗脉冲计数器54输出代表暗计数率的数字值。由于温度与暗计数率成比例，因此驱动器56使用该暗计数率来驱动初级温度控制元件58，例如珀耳帖冷却元件，以快速地调整APD 34、36的工作温度。能够使用水、空气或者其他冷却剂的次级冷却元件60可以用于从该系统中去除热。期望限制温度方差以限制温度的变化，以便一直获得相同的每光子计数数量。
参考图4，参考APD 36被可变电压源48反向偏压。阳极与晶体管62连接，该晶体管62用于给参考APD 36再充电至高于参考APD 36的击穿电压的选定电压。这通过使用采样和再充电电路64给晶体管62的栅极施加短脉冲，允许晶体管62使其变得导通来实现。在一个实施例中，晶体管62是NMOS晶体管。在这一再充电之后，参考APD 36对于载流子是敏感的并将最终被击穿。参考图5并继续参考图4，在击穿期间，在节点66的电压快速地从零增加，形成电压脉冲68，至由模块16的电流工作条件规定的电压。期望这一电压尽可能地接近逻辑电压电平70。电压脉冲68由逆变器72感测，该逆变器72将该信号数字化并传输给采样和再充电电路64，以及暗率计数器54。采样和再充电电路64开启ADC 44以测量脉冲68之后已击穿的参考APD 36上的实际电压。该测量一旦完成，对测量结果进行滤波73并传输至偏压控制反馈回路42。更具体地，偏压控制器75控制可变电压源48的电压输出，以下更加详细地描述。此外，采样和再充电电路64施加脉冲74给参考APD再36充电并将其重置，从而参考APD 36再次对载流子敏感。在参考二极管36被击穿的同时，在节点76的电压降至零，如波形78所指示的。
如果电压脉冲68等于逻辑电压电平70，那么偏压80就是切题的。因而，由偏压控制反馈回路42产生的偏压控制信号82是正确的，也就是，逻辑电压电平70的一半。如果偏压80是切题的，那么不需要校正。
图6描绘了偏压80过高并且被校正的情形。这种情形可能由于APD 34、36的击穿电压84中的偏移所致，该偏移例如由于较低的环境温度而带来。在这一情况下，由ADC 44所测量的电压(也即，脉冲68的电压)超过了逻辑电压电平70一差86。在这一情形下，偏压控制反馈回路42将可变电压源48引导至较低的偏压80，因而将电压脉冲68和逻辑电压电平70之间的差86最小化。如之前的图5的例子中，采样和再充电电路64施加脉冲74来重置参考APD 36。
同样，图7描绘了偏压80过低的情形。这种情形可能由于较高的环境温度所致。在这一情况下，由ADC 44所测量的电压(也即，脉冲68的电压)比逻辑电压电平70低一差86，该差现在是个负值。在这一情形下，偏压控制反馈回路42引导可变电压源48以提高偏压80，再次将电压脉冲68和逻辑电压电平70之间的差86最小化。此外，采样和再充电电路64施加脉冲74来重置参考APD 36。在图示的实施例中，在参考APD 36处于其击穿状态的同时完成偏压的校正。这允许ADC 44来实时监视差86。
在一个实施例中，如果偏压由芯片上的电荷泵产生并且可获得足够的芯片区域，那么在图3和4中描绘的电路可以集成到APD34、36旁边的同一冲模(die)上。部分电路可以位于分开的芯片上，因而允许应用结合模拟硅光电倍增管。
在可选实施例中，偏压控制回路42可以以完全模拟的方式实现，从而去除了ADC 44和DAC 46。在这一实施例中，通过施加严格定义的电流(大约1μA)并使用所生成的电压作为可变电压源48的控制信号来使参考光电二极管36工作在击穿电压。这一实施例将具有的优点在于使得整个电路更加紧凑。在数字化的实施例中，ADC 44也可以被再使用于监视其他电压。这对于在晶片水平的功能和参数测试，以及在传感器模块的上电顺序期间可能是有用的。
已经参考优选实施例来描述了本申请。当阅读和理解了前述详细描述时其他人可以想到修改和变型。旨在将本申请解释为包括所有这种修改和变型，只要它们落在所附权利要求书和其等同物的范围之内。

Claims (18)

1.一种用于成像的辐射探测器模块，包括：
多个探测器像素，每个探测器像素包括与工作于盖革模式下的至少一个传感器光电二极管（34）光学耦合的闪烁体（35）；
至少一个参考光电二极管（36），其被屏蔽于光并在与所述至少一个传感器光电二极管（34）相同的条件下工作于所述盖革模式下；
控制电路（42），其：
测量在所述参考光电二极管（36）击穿时所述参考光电二极管（36）两端由所述参考光电二极管（36）生成的暗电流脉冲（68）的击穿电压（84）；
调整所述至少一个参考光电二极管（36）和所述至少一个传感器光电二极管（34）两端的偏压（80）以使得由所述至少一个参考光电二极管（36）生成的所述暗电流脉冲（68）基本等于预先选定的特征逻辑电压电平（70）。
2.如权利要求1所述的辐射探测器模块，还包括：
初级冷却元件（58），其与所述至少一个传感器光电二极管（34）和所述至少一个参考光电二极管（36）热耦合以从所述至少一个传感器光电二极管（34）和所述至少一个参考光电二极管（36）中去除热。
3.如权利要求2所述的辐射探测器模块，其中，所述初级冷却元件（58）为珀耳帖冷却元件。
4.如权利要求2所述的辐射探测器模块，还包括：
温度控制器（52），其基于由暗脉冲计数器（54）报告的探测到的来自所述至少一个参考光电二极管（36）的暗电流脉冲的频率来控制所述初级冷却元件（58）。
5.如权利要求2-4中的任一项所述的辐射探测器模块，还包括次级冷却元件（60），其将来自所述初级冷却元件（58）的热转移至周围环境中。
6.如权利要求1-4中的任一项所述的辐射探测器模块，还包括：
暗脉冲计数器（54），其计数由所述至少一个参考光电二极管（36）生成的暗电流脉冲（68）。
7.如权利要求1-4中的任一项所述的辐射探测器模块，其中，所述暗脉冲计数器（54）具有特征逻辑电压电平（70），在所述特征逻辑电压电平上识别所接收的脉冲并作为暗电流脉冲对其计数。
8.如权利要求1-4中的任一项所述的辐射探测器模块，其中，所述控制电路（42）包括再充电晶体管（62），其在接收了来自采样和再充电控制器（64）的信号时变为导通的，并将所述参考光电二极管（36）返回至未击穿状态，并且所述辐射探测器模块还包括：
暗脉冲计数器（54），其计数重置脉冲（74），所述重置脉冲被生成以将所述至少一个参考光电二极管（36）重置于所述盖革模式下。
9.如权利要求1-4中的任一项所述的辐射探测器模块，其中，所述控制电路（42）包括测量所述至少一个参考光电二极管（36）的所述击穿电压（84）的模数转换器（44）。
10.如权利要求9所述的辐射探测器模块，其中，所述控制电路（42）包括逆变器（72），其：
感测由所述至少一个参考光电二极管（36）生成的暗电流脉冲（68）；
将所述暗电流脉冲（68）数字化；
将经数字化的暗电流脉冲传播至采样和再充电控制器（64），所述采样和再充电控制器引导所述模数转换器（44）测量所述暗电流脉冲（68）的电压。
11.如权利要求9所述的辐射探测器模块，其中，所述控制电路（42）包括偏压控制器（75），其引导可变电压源（48）基于所述模数转换器（44）的测量结果来调整所述偏压（80）。
12.一种诊断装置，包括：
扫描架（12），其定义成像区域（18）；
用于支撑对象的对象支撑物（14），其选择性地平移进和平移出所述成像区域（18）；
探测器阵列，其包括多个如权利要求1-11中的任一项所述的探测器模块（16）；
事件验证处理器（24），其分析探测到的辐射以确定所探测到的辐射是否来自于有效事件；
事件存储缓冲器（26），其用于存储由所述事件验证处理器（24）验证的事件；
重建处理器（28），其将有效事件重建为图像表示。
13.一种补偿辐射探测器阵列的一部分的敏感度的漂移的方法，包括：
将偏压（80）施加到多个传感器光电二极管（34）和并行连接的参考光电二极管（36），所述参考光电二极管由不透明的遮盖物覆盖，以防止所述参考光电二极管（36）接收来自相关联闪烁体的光，所述偏压将所述光电二极管（34，36）偏压至盖革模式下并且对单光子敏感；
在所述参考光电二极管（36）的击穿之后，测量所述参考光电二极管（36）的击穿电压（84）；
确定来自所述参考光电二极管（36）的数字化脉冲（68）的值和逻辑电压电平（70）之间的差（86）；
调整所述偏压（80）和所述探测器中的温度中的至少一个以最小化所述差（86）。
14.如权利要求13所述的方法，其中，测量、确定和调整的步骤在所述至少一个参考光电二极管（36）处于击穿状态的时期期间发生，并且所述方法还包括：
重置所述至少一个参考光电二极管（36）。
15.如权利要求13和14中的任一项所述的方法，还包括：
调整所述参考光电二极管（36）的温度，因而改变所述参考光电二极管（36）的所述击穿电压（84），以最小化所述差（86）。
16.一种补偿辐射探测器阵列的一部分的敏感度的漂移的装置，包括：
用于将偏压（80）施加到多个传感器光电二极管（34）和并行连接的参考光电二极管（36）的模块，所述参考光电二极管由不透明的遮盖物覆盖，以防止所述参考光电二极管（36）接收来自相关联闪烁体的光，所述偏压将所述光电二极管（34，36）偏压至盖革模式下并且对单光子敏感；
用于在所述参考光电二极管（36）的击穿之后测量所述参考光电二极管（36）的击穿电压（84）的模块；
用于确定来自所述参考光电二极管（36）的数字化脉冲（68）的值和逻辑电压电平（70）之间的差（86）的模块；
用于调整所述偏压（80）和所述探测器中的温度中的至少一个以最小化所述差（86）的模块。
17.如权利要求16所述的装置，其中，测量、确定和调整的操作在所述至少一个参考光电二极管（36）处于击穿状态的时期期间发生，并且所述装置还包括：
用于重置所述至少一个参考光电二极管（36）的模块。
18.如权利要求16和17中的任一项所述的装置，还包括：
用于调整所述参考光电二极管（36）的温度因而改变所述参考光电二极管（36）的所述击穿电压（84）以最小化所述差（86）的模块。
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Scintillation crystal readout by multi-APD for event localization;R. Scafe等;《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A》;20060915;第569卷;第181页 *

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