用于掃描物體的計算機斷層攝影系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于掃描物體的計算機斷層攝影系統(tǒng)
[0001 ] 本申請是申請日為2011年I月19日、申請?zhí)枮?01180014761.7、發(fā)明名稱為“多視圖貨物掃描器”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及多視圖、多能量貨物掃描器，并且更具體地，涉及有成本效益地增加檢查的物體或貨物的掃描視圖的數(shù)目，從而改進貨物內(nèi)容的密度和原子序數(shù)(a t ο m i cnumber)的估計用于增強違禁品或其它感興趣的材料的檢測的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]針對諸如爆炸物、麻醉劑、貨幣、化學(xué)和核武器的違禁品，并且為了貨物艙單核對，需要在港口和其它進入或運輸點檢查貨物容器(container)。具有高檢出率和低虛警率的違禁品檢測是艱巨的任務(wù)，由于這些材料通常具有與良性貨物類似的物理特性。要檢查的貨物的百分比正在增加，并且因為目前檢查的人工密集特性，所以操作者的數(shù)目也增加。因此，需要提供自動檢測系統(tǒng)以減少操作者的數(shù)目，或者至少提供通過更有效地仔細察看貨物圖像幫助操作者提高他們的吞吐量的輔助工具，從而增加檢測和分析速度。
[0004]標準和先進X射線系統(tǒng)檢測雜貨中的違禁品具有困難。當檢查更大和/或混亂的貨板和貨物容器時該困難加劇?；谟嬎銠C斷層攝影(CT)的系統(tǒng)已經(jīng)示出更適于檢測行李中，以及近來，更大物體中的威脅航空的爆炸物的困難任務(wù)。
[0005]然而，現(xiàn)有的用于大物體的高能量CT系統(tǒng)水平(水平托臺)配置，其中物體圍繞它的軸旋轉(zhuǎn)。在一種情況下，源和檢測器垂直移動，并且在另一種情況下，物體垂直移動同時源和檢測器靜止。在兩種情況下，掃描物體的長度受系統(tǒng)尺寸的限制，并且該配置阻礙按比例擴大系統(tǒng)到諸如大貨物容器和大貨盤的長物體。
[0006]例如，Heimann的美國專利號5,065,418描述了 “一種用于檢查物品以識別物品內(nèi)的項目的裝置，所述裝置包括:用于生成第一X射線扇形束的部件；用于生成第二X射線扇形束的部件;用于在垂直于所述X射線扇形束的方向移動物品以通過所述第一和第二 X射線扇形束檢查的部件；用于檢測輻射的第一部件，其布置來接收來自穿透所述物品之后的所述第一 X射線扇形束的輻射，所述第一部件用于檢測U形輻射;用于檢測輻射的第二部件，其布置來接收來自穿透所述物品之后的所述第二 X射線扇形束的輻射，所述第二部件用于檢測L形輻射；以及用于從由用于檢測輻射的所述第一和第二部件檢測到的輻射生成所述物品的圖像的部件?！?br>[0007]此外，Heimann的美國專利號5，091，924描述了“一種檢查包含項目的物品的裝置，用于識別存在物品內(nèi)包含的項目，所述裝置包括:用于生成指向要檢查的包含項目的物品的扇形輻射束的部件；用于檢測來自穿透所述包含項目的物品的所述扇形輻射束的輻射并且用于將檢測到的輻射轉(zhuǎn)換為電信號的部件;用于從所述用于檢測輻射的部件的電信號計算和生成正在檢查的包含項目的物品的實際圖像的計算部件;用于存儲包括正在檢查的所述包含項目的物品的參考圖像的電信號的存儲器部件;用于比較包含所述包含項目的物品的所述參考圖像的所述電信號與形成所述實際圖像的電信號的部件，所述比較部件形成包括不存在于所述參考圖像中的項目的差別圖像;以及用于顯示所述差別圖像的部件”。
[0008]然而，當前檢測系統(tǒng)的設(shè)計和方法限制了可以從被掃描對象獲得的信息的深度。增強的深度信息典型地要求多個源。因此，需要這樣的檢測系統(tǒng)，其是靈活的并且可以掃描各種尺寸的對象，同時使用最少量的源提供深度信息和高分辨率的圖像。還需要這樣的掃描系統(tǒng)，其以降低的成本、功耗和機器尺寸工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一個實施例中，本發(fā)明指向一種檢查系統(tǒng)，用于生成檢查物體的增加數(shù)目的掃描視圖，所述檢查系統(tǒng)包括:用于生成高能電子束的源;包括多個轉(zhuǎn)向設(shè)備的電子束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于將所述電子束指向相應(yīng)的多個產(chǎn)生靶，所述產(chǎn)生靶生成掃描物體的輻射;多個檢測器陣列，其檢測所述輻射以產(chǎn)生相應(yīng)的多個掃描視圖；以及傳送機制，用于移動物體通過所述系統(tǒng)。在一個實施例中，所述多個檢測器陣列超過產(chǎn)生靶的數(shù)目。
[0010]可選地，每個所述轉(zhuǎn)向設(shè)備耦合到至少一個產(chǎn)生靶。在一個實施例中，轉(zhuǎn)向設(shè)備、產(chǎn)生靶和檢測器陣列的數(shù)目是不同的。在另一實施例中，轉(zhuǎn)向設(shè)備、產(chǎn)生靶和檢測器陣列的數(shù)目是相同的。在一個實施例中，所述轉(zhuǎn)向設(shè)備是磁體或多個磁體。產(chǎn)生靶產(chǎn)生在不同角度掃描物體的輻射。然后重建多個掃描視圖，以產(chǎn)生提供深度信息的所述物體的分層攝影(Iaminographic)圖像。在一個實施例中，所述源是直線加速器，并且一旦電子束擊中產(chǎn)生靶就產(chǎn)生X射線。
[0011]在另一實施例中，本發(fā)明指向一種用于掃描物體的計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)，包括:高能X射線源;至少一個檢測器子系統(tǒng)，其與所述高能X射線源相對放置，并且配置來與所述高能X射線源一起以拱形軌跡圍繞物體移動；以及傳送機制，用于移動物體通過系統(tǒng)，其中所述源和所述至少一個檢測器子系統(tǒng)在每個掃描步驟中圍繞物體旋轉(zhuǎn)角度，然后反轉(zhuǎn)以在隨后的掃描步驟中在相反方向圍繞物體旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，所述拱形軌跡范圍從20到270度。在一個實施例中，至少一個檢測器子系統(tǒng)包括多個檢測器陣列或多層檢測器中的至少一個?？蛇x地，所述源是雙重能量源。
[0012]在一個實施例中，掃描角度足以重建CT圖像。可選地，在每個旋轉(zhuǎn)中由源和檢測器覆蓋的角度是180°加上扇形角度，該扇形角度在一個實施例中是大約60度。
[0013]物體在掃描期間是靜止的，并且在每個旋轉(zhuǎn)結(jié)束遞增地移動物體。優(yōu)選地以恒定速度平移物體?？蛇x地，物體以由源和檢測器子系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)制的速度沿著傳送器移動，并且其中傳送器速度隨著旋轉(zhuǎn)臺架的旋轉(zhuǎn)速度線性變化。
[0014]在另一實施例中，本發(fā)明指向一種用于掃描物體的計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)，包括:用于生成電子束的高能源;包括多個轉(zhuǎn)向設(shè)備的電子束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于將所述電子束指向相應(yīng)的多個產(chǎn)生靶，所述產(chǎn)生靶生成輻射，并且其中關(guān)于掃描體積安排所述轉(zhuǎn)向設(shè)備和產(chǎn)生靶，使得由產(chǎn)生靶產(chǎn)生的輻射圍繞掃描的物體電子地旋轉(zhuǎn);傳送機制，用于移動物體通過所述系統(tǒng)；以及檢測器子系統(tǒng)，用于檢測掃描輻射，其中檢測器子系統(tǒng)是檢測器陣列或多層檢測器的至少一個。
[0015]所有的上述實施例可以在諸如固定地點、臺架或移動配置的不同配置中使用。
[0016]可選地，本發(fā)明的(多個)掃描系統(tǒng)包含在車輛內(nèi)，并且進一步包括傳送機制，用于將要檢查的物體從車輛外部平移通過掃描系統(tǒng)，并且其中所述傳送機制是傳送器或坡道的至少一個。
[0017]本發(fā)明的上述和其它實施例將在附圖和下面提供的詳細描述中更深度描述。
【附圖說明】
[0018]將理解本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點，由于當結(jié)合附圖考慮時通過參照以下詳細描述它們變得更好理解。
[0019]圖1示出具有至少兩個X射線源的高能X射線系統(tǒng)；
[0020]圖2A示出本發(fā)明的一個實施例，其采用使用少于N個X射線源的多個X射線產(chǎn)生靶以生成N個多重視圖；
[0021]圖2B示出本發(fā)明的另一實施例，其采用使用少于N個X射線源的多個X射線產(chǎn)生靶以生成N個多重視圖；
[0022]圖3示出使用多重檢測器陣列生成多個角度視圖的具有X射線源的高能掃描系統(tǒng)；
[0023]圖4描繪使用至少一個檢測器和至少一個X射線產(chǎn)生靶，生成多個基本平行視圖的X射線源；
[0024]圖5圖示采用多個源和多層檢測器的傳統(tǒng)已知CT系統(tǒng)；
[0025]圖6圖示本發(fā)明的CT系統(tǒng)的第一實施例；
[0026]圖7圖示本發(fā)明的CT系統(tǒng)的第二實施例；
[0027]圖8圖不本發(fā)明的CT系統(tǒng)的不例性移動布置；
[0028]圖9圖不使用傳送器(conveyer)的移動檢查系統(tǒng)的一個實施例；以及
[0029]圖10圖示使用用于驅(qū)動通過檢查的坡道的移動檢查系統(tǒng)的另一實施例。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明指向用于獲得檢查的物體或貨物的多重掃描視圖，從而改進貨物內(nèi)容的密度和原子序數(shù)的估計用于增強違禁品或其它感興趣的材料的檢測的方法和系統(tǒng)。此外，本發(fā)明指向用于獲得檢查的物體或貨物的多重掃描視圖而不使用額外源或檢測器安排的方法和系統(tǒng)。
[0031]在第一實施例中，本發(fā)明指向一種X射線系統(tǒng)，其包括電子光學(xué)和/或束傳輸系統(tǒng)，使得能夠用多重X射線產(chǎn)生靶實現(xiàn)單