横向正交CT检测装置制造方法及图纸

所公开的检测器装置包括一对物体进行三维扫描的两维检测器阵列。该阵列可包括成排、成列的方形检测器，或者也可包括至少两类检测器，一类检测器用来提高与扫描器的Ｘ和Ｙ轴所成平面平行或重合方向上的图象分辨率，另一类检测器用来提高扫描器Ｚ轴方向上的图象分辨率。第一组检测器的方向最好与第二组检测器不同。为了改进扫描行李的方法，使用一组检测器生成ＣＴ图象信息，而使用另一组检测器生成至少一窦腔Ｘ线照相。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及层析X射线摄影机(CT)扫描器，特别涉及用于CT行李扫描器的改进的检测器阵列而提高片状炸弹的检测率。公知有种种X射线行李扫描装置在行李装上民航飞机前用来检测行李中有否炸弹和其他禁运品。由于许多炸药材料的特点是其密度与行李中的其他一般物品不同，因此很容易用X射线装置检测出炸弹。当今使用的的大多数X射线行李扫描装置为“行扫描器”，包括一固定的X射线源、一固定的线性检测器阵列和一在行李通过扫描器时在该X射线源与检测器阵列之间传送行李的传送带。X射线源发出的X线光束穿过行李遭行李削弱后由检测器阵列接收。在每一测量周期中，检测器阵列产生表示X线光束所穿过的行李的平面段的密度积分的数据，该数据用来形成一两维图象的一根或多根光栅线。当传送带把行李送过固定的X射线源和检测阵列时，扫描器生成表示一由固定的检测器阵列所检测的行李密度的两维图象。该密度图象一般显示出来供操作员分析。塑料炸弹对行李扫描装置提出了很大的挑战，因为塑料炸弹的可塑性使它可做成很难检测的几何形状。大多数可炸毁一架飞机的炸弹至少重一磅，其长度、宽度和高度足够大，从而炸弹在行李中不管放置成什么方向都很容易被X射线扫描装置检测出来。但是，足以炸毁一架飞机的塑料炸弹可做成在一个线度上极小、在另两个线度上较大的薄片状。由于在该图象中很难看出塑料炸弹，特别是在该片状炸弹在穿过该装置时放置成与X线光束方向平行时，因此很难检测出塑料炸弹。因此，检测可疑行李需要操作员精神高度集中。这一精神高度集中会造成操作员疲劳，而疲劳和走神会使可疑行李溜过该装置。因此，人们作出了很大努力来设计更好的行李扫描器。这类设计例如可见美国专利Nos.4,759,074(Donges等人)；4,884,289(Glockmann等人)；5,132,988(Tsutsui等人)；5,182,764(Peschmann等人)；5,247,561(Kotowski)；5,319,547(Krug等人)；5,367,552(Peschmann等人)；5,490,218(Krug等人)和德国专利DE3150306Al(Heimann GmbH)。这些设计中的至少一种设计即美国专利Nos.5,182,764(Peschmann等人)和5,367,552(Peschmann等人)(下面称为’764和’552专利)所公开的设计已商业化，下面称为“视像机”。该视像机包括一第三代CT扫描器。这类装置已广泛使用在医用成象技术中。第三代CT扫描器一般包括分别紧固在一环形平台或圆盘在直径方向上相反两边上的一X射线源和一X射线检测装置。该圆盘可转动地装在一龙门支柱中，从而工作时该圆盘不断围绕一转动轴线转动，同时从X射线源发出的X射线穿过一放置在该圆盘开口中的一物体而到达该检测装置。该检测装置包括一布置成单排圆弧形的线性检测器阵列，该圆弧的圆心位于该X射线源的焦点上(即X射线源中发出X射线的一点)。X射线源从该焦点发出的扇形X射线光束穿过一平面象场后被这些检测器接收。众所周知，X、Y和Z轴构成一坐标系，这些轴互相正交于“等角点”(圆盘在围绕转动轴线转动时的转动中心)。Z轴与该转动轴线重合，而X和Y轴构成该平面象场而位于该平面象场中。从而该扇形光束扫过发光点(即焦点)与受X射线照射的检测器阵列的检测器的受光表面之间的空间。由于线性检测器阵列的受光表面在Z轴方向上的线度较小，因此扇形光束在该方向上较薄。每一检测器发出一表示照射到该检测器上的X射线的光强的输出信号。由于X射线的一部分受到其光路上所有物质的削弱，因此每一检测器发出的输出信号表示该象场中位于该X射线源与该检测器之间的所有物质的密度。该圆盘转动时，该检测器阵列周期性地取样，在每一测量周期中该检测器阵列中的每一检测器发出一表示在该周期中所扫描的物体的一部分的密度的输出信号。一排检测器阵列中的所有检测器在任何测量周期中发出所有输出信号的集合称为一个“投影”，在产生一个投影时该圆盘的角度方向(也即X射线源和检测器阵列的角度方向)称为“投影角”。在每一投影角上，X射线的从该焦点到每一检测器的称为一“光线”的光路的横截面从该点光源到该检测器的受光表面积增大，因此可看成“放大”该密度测量，因为检测器的受光表面积总是大于该光线所穿过的物体的横截面面积。该圆盘围绕该被扫描的物体转动时，扫描器在许多投影角上相应生成许多投影。使用公知的算法从所有这些投影角上所收集的所有投影数据中可获得物体的CT图象。该CT图象表示在圆盘转过各投影角过程中该扇形光束所穿过的物体的一两维“切片”的密度。CT图象的分辨率部分决定于每一检测器在该扇形光束平面中的受光表面的宽度，该检测器的宽度在这里定义为在与光束宽度同一方向上测得的线度，而该检测器的“长度”在这里定义为在与光束正交方向、即与扫描器的转动轴线或Z轴方向平行方向上的线度。这类扫描器在医疗技术中特别有用，因为它们能生成非常精确的高分辨率图象。但是，行李扫描器的一个重要设计标准是该扫描器对一件行李进行扫描的速度。要在任何大型飞机场达到实用的程度，行李扫描器应能以极快速度扫描大量行李，例如每小时扫描三百件以上的行李，为此该扫描器必须以每件行李不到约12秒的速度扫描平均大小的行李。由于这一原因视像机的一个问题是，'764和’552专利所述那类扫描器的圆盘每转一圈而产生一个切片的CT图象所化的时间较长，例如从约0.6秒到约2.0秒。而且，穿过行李的光束的每一图象的切片越薄，该图象的分辨率就越高，因此该CT扫描器必须生成分辨率足够高的图象才能检测到只有几毫米厚的塑料炸弹。若生成每一切片的CT图象所需的时间为0.6-2.0秒而行李的平均长度为70cm，对于所要求的每小时300件行李的流量，现有行李扫描器平均只能每件行李产生6或7幅CT图象，因为在每一扫描站必须传送和停下行李。显然，在合理流量下所分配到的时间内无法扫描整个行李。由于只产生6或7幅或更多幅图象，每件行李的CT图象使得该件行李的大多数部分未经扫描，因此无法提供足够或完整的扫描。’764和’552专利所提出的解决这一问题的办法是提供一预筛选处理。用一行扫描器进行这一预筛选处理。该行扫描器识别出多达6或7个或更多个可疑区。然后把该行李送人一CT扫描器后停下对一可疑区扫描，然后送到下一个扫描位置。这样，由于只对可疑区而非整件行李进行费时的扫描，因此该装置可对每件行李进行较快的扫描。但是，这种装置的缺点恰恰是不对整件行李扫描从而不提供足够的扫描。显然，这一装置的准确率受到预筛选处理的准确率的限制，因此若该预筛选处理发现塑料炸弹的概率为80％，则其成功的概率最多为80％。视像机的另一个问题与在图象分辨率与该机器的速度之间取得折衷有关。扫描的切片越薄并且/或者每一检测器的宽度越小，所生成的图象的分辨率越高，但行李的扫描量越少。’764和’552专利提出，进行“约为5-200次连续的CT扫描”而生成“向操作员显示假三维图象”的数据。例如可参见’764专利的栏5，行54-56。但是，采取这样大的扫描量大大提高了扫描每一件行李所需的时间，从而降低了该装置的流量。附图说明图1和2示出使用在视像机中的那类CT扫描器很难检测出薄片状塑料炸弹或片状炸弹。图1示出一X射线源1和一检测器阵列3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以预定流量连续扫描许多分开的物体的扫描组件，其特征在于包括：（ａ）一Ｘ射线源；（ｂ）一在扫描过程中接收所述Ｘ射线源的Ｘ射线的检测器装置，所述检测器装置包括一两维检测器阵列；（ｃ）使该Ｘ射线源和检测装置以预定转速绕一转动轴线转 动的装置；以及（ｄ）以所述预定流量在所述Ｘ射线源与检测器装置之间传送这许多待连续扫描的物体的传送装置；（ｅ）其中所述预定流量随预定的转速和两维检测器阵列的在所述转动轴线方向上的线度而变，从而每一个物体大致整个地被所述组件扫描。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德M戈登，
申请(专利权)人：模拟公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]