CN103901491A - 人体背散射安检系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种人体背散射安检系统。该系统包括：飞点形成装置，输出X射线束；多个分立的探测器，沿着被检查对象人体纵向依次设置；控制装置，耦接到所述飞点形成装置和所述多个探测器，产生控制信号，控制所述飞点形成装置和多个探测器对对所述被检查对象人体沿着纵向进行分段同步扫描。本发明利用人体背散射检查装置的几何特性，提出了多点同步扫描的方式，使人体检查速度大大提高。

Description

人体背散射安检系统
技术领域
本技术涉及辐射成像技术，具体涉及一种人体背散射安检系统，能够提高安检的速度。
背景技术
现有X射线人体背散射扫描检查装置，均采用单点扫描方式，采用较大的背散射探测器。技术线路有X光机和探测器上下同步移动的纵向扫描方式、X光机同轴转动(或平移)探测器横向移动的扫描方式。但无论何种方式，每一时刻点均只有一个光束照射到人体表面，因此在不损害图像指标和增加人体受照剂量等前提下，如何提高扫描速度，是本领域比较关心的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的扫描速度不高的问题，本发明的实施例提供了一种人体背散射安检系统，能够提高安检的速度。
在本发明的一个方面，提出了一种人体背散射安检系统，包括：飞点形成装置，输出X射线束；多个分立的探测器，沿着被检查对象人体纵向依次设置；控制装置，耦接到所述飞点形成装置和所述多个探测器，产生控制信号，控制所述飞点形成装置和多个探测器对对所述被检查对象人体沿着纵向进行分段同步扫描。
根据本发明的实施例，所述飞点形成装置针对所述被检查对象纵向的多个段分别产生相应的X射线束，从而对所述被检查对象的人体纵向进行分段同步扫描。
根据本发明的实施例，所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器和第二探测器，其中，当第一X射线束扫描上段的同时，第二X射线束扫描下段，所述第一探测器接收反射的第一X射线束，所述第二探测器接收反射的第二X射线束。
根据本发明的实施例，所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器和第二探测器，其中，当第二X射线束扫描上段的同时，第一X射线束扫描下段，所述第一探测器接收反射的第二X射线束，所述第二探测器接收反射的第一X射线束。
根据本发明的实施例，所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器和第三探测器，其中，当第一X射线束扫描上段且第二X射线束扫描下段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器和第三探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；
当第一X射线束扫描下段且第二X射线束扫描上段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值，第三探测器探测到值作为反射的第一X射线束的值。
根据本发明的实施例，所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器，其中所述上段包括第一子段、第二子段和第三子段，当第一X射线束扫描第一子段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器、第三探测器和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；当第一X射线束扫描第二子段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第一X射线束的值，第三和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；当第一X射线束扫描第三子段时，第一探测器、第二探测器和第三探测器探测的值之和作为反射的第一X射线束的值，第四探测器探测到的值作为反射的第二X射线束的值。
根据本发明的实施例，飞点形成装置在其圆柱表面具有螺旋部分的多个小孔，并且被配置为分时输出第一X射线束和第二X射线束，其中第一X射线束和第二X射线束相差束流强度随时间变化的周期的一半。
根据本发明的实施例，所述飞点形成装置包括沿着被检查对象的人体纵向方向设置的第一飞点形成单元和第二飞点形成单元，分别对所述被检查对象的人体上段和下段进行独立扫描。
根据本发明的实施例，所述第一飞点形成单元和所述第二飞点形成单元沿着相同的方向对所述被检查对象的人体进行扫描，并且扫描速度相同。
利用上述方案，多个人体扫描设备同时对人体进行分段扫描，实现了多点同步扫描，使人体检查速度大大提高。
附图说明
下面的附图表明了本技术的实施方式。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本技术的一些实施例，其中：
图1示出了根据本发明实施例的人体背散射扫描系统的示意图；
图2示出了在背散射人体检查过程中散射信号强度随着人体的纵向的分布图；
图3示出了根据本发明实施例的人体背散射扫描系统中使用的飞点形成装置的示意图；以及
图4示出了根据本发明另一实施例的人体背散射扫描系统的例子。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
针对现有技术中存在的背散射检查系统扫描速度不高的问题，本发明的实施例提出了一种人体背散射安检系统。在该系统中，飞点形成装置输出X射线束。多个分立的探测器沿着被检查对象人体纵向依次设置。控制装置耦接到飞点形成装置和多个探测器，产生控制信号，控制飞点形成装置和多个探测器对对被检查对象人体沿着纵向进行分段同步扫描。这样，飞点形成装置输出的多个X射线束针对人体的多段同步进行扫描，从而提高了扫描速度。
例如，飞点形成装置针对被检查对象纵向的多个段(例如上段和下段)分别产生相应的X射线束，多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器和第二探测器。对被检查对象的人体纵向进行分段同步扫描。例如，当第一X射线束扫描上段的同时，第二X射线束扫描下段，所述第一探测器接收反射的第一X射线束，所述第二探测器接收反射的第二X射线束。再如，当第二X射线束扫描上段的同时，第一X射线束扫描下段，第一探测器接收反射的第二X射线束，第二探测器接收反射的第一X射线束。
在其他实施例中，也可以将被检查对象的人体纵向分成上段和下段，而多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器和第三探测器。在这种情况下，当第一X射线束扫描上段且第二X射线束扫描下段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器和第三探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值。当第一X射线束扫描下段且第二X射线束扫描上段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值，第三探测器探测到值作为反射的第一X射线束的值。
在另外的实施例中，也可以将被检查对象的人体纵向分成上段和下段，而多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器。在这种情况下，上段包括第一子段、第二子段和第三子段，当第一X射线束扫描第一子段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器、第三探测器和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值。当第一X射线束扫描第二子段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第一X射线束的值，第三和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值。当第一X射线束扫描第三子段时，第一探测器、第二探测器和第三探测器探测的值之和作为反射的第一X射线束的值，第四探测器探测到的值作为反射的第二X射线束的值。
上述对人体的分段仅仅是一个例子，本领域的技术人员可以将人体纵向分成更多段。并且，在上述的例子中，上段和下段并不意味着将人体纵向长度划分成相等的两段，也就是说，上段和下段的长度可以相同也可以不同。
图1示出了根据本发明实施例的人体背散射扫描系统的示意图。如图1所示，该系统是通常的横向平移扫描方式。该系统包括X光机及束流准直器1、转筒飞点装置2、背散射探测器3、检查界面5、和信号采集处理装置6，对被检查对象4人体进行分段扫描。X光机及束流准直器1和转筒飞点装置2可以同轴转动(或平移)，背散射探测器3可以横向平移，飞点束流进行上下扫描。
如图1所示，探测器3包括从上向下依次设置的分立的探测器301、302、303和304。通常，背散射探测器3和人体4比较贴近，致使背向散射回来的射线强度在人体纵向方向的强度分布有很大变化，如附图2所示。因此将背散射探测器分割成多个独立探测器301-304，近靶点和远靶点背散射探测器接收到的信号强度相差极大。鉴于此，在一定的空间间隔下同时设置多个扫描点进行同步扫描，而多个背散射探测器独立采集数据。
在一些实施例中，以两点同步扫描为例进行详细论述，相应地将人体沿纵向划分为上段和下段。在纵向设置独立四组探测器301、302、303、304；两扫描束流11和12(如图1所示)处于人体大概一半的分离位。如第一束流11在A处时，第二束流12刚好在D处，并且双方的扫描速度和方向一致，也即第一束流11从A扫到D时，第二束流12刚好在从D处扫到E时；接着第一束流11从D扫到E时，第二束流12则回到A点并从A处扫到D时。信号采集可以这样实现：第一束流11从A扫到B时，将探测器301的信号归第一束流11，而探测器302、303、304的信号均可以第二归束流12；第一束流11从B扫到C时，将探测器301、302的信号归第一束流11，而探测器303、304的信号归第二束流12；第一束流1从C扫到D时，将探测器301、302、303的信号归第一束流1，而探测器304的信号归第二束流12；如此交替反复。在实际设计中，探测器的分割、信号的处理可以有多种方案，只要能实现多点同时扫描和不影响扫描图像质量即可。
根据一些实施例，飞点形成装置可以在其圆柱表面具有螺旋部分的多个小孔，并且被配置为分时输出多个X射线束，例如第一和第二X射线束，其中第一X射线束和第二X射线束相差束流强度随时间变化的周期的一半。
例如，作为人体背散射检查装置的例子，飞点束流为非连续束流如图3所示点状的飞点装置，扫描束流点与点之间存在无束间隙时间，本申请的实施例利用该条件进行双束交替同时扫描，即其中一束处于出束时，另一束当好处于屏蔽状态，如此能更好地减少双束间的信号干扰，实现双束同步扫描。
在另一些实施例中，可以将飞点形成装置形成为包括沿着被检查对象的人体纵向方向设置的第一飞点形成单元和第二飞点形成单元，分别对所述被检查对象的人体上段和下段进行独立扫描。在这种情况下，第一飞点形成单元和第二飞点形成单元沿着相同的方向对被检查对象的人体进行扫描，并且扫描速度相同。图4示出了根据本发明另一实施例的人体背散射扫描系统的例子。如图4所示的人体纵向扫描方式。在人体纵向设置多套x光机和背散探测器系统，分区域多点同时扫描，至于设置多少个区域，以相邻区域间信号干扰不影响图像质量和指标为准。
以两点同步扫描为例，该系统包含两套设备7和8，每套设备包括X光机、飞点装置和探测器。每个飞点装置扫描一个区间，当然它们之间尽可能地远离，并且双方的扫描速度和方向一致，以减少彼此间的信息干扰；即设备7从F处扫描到G处时，设备部8刚好从G处扫描到H处，并且两套设备只负责各自的扫描区间。
以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例，已经阐述了人体背散射安检系统的众多实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种人体背散射安检系统，包括：
飞点形成装置，输出X射线束；
多个分立的探测器，沿着被检查对象人体纵向依次设置；
控制装置，耦接到所述飞点形成装置和所述多个探测器，产生控制信号，控制所述飞点形成装置和多个探测器对对所述被检查对象人体沿着纵向进行分段同步扫描。
2.如权利要求1所述的安检系统，其中所述飞点形成装置针对所述被检查对象纵向的多个段分别产生相应的X射线束，从而对所述被检查对象的人体纵向进行分段同步扫描。
3.如权利要求2所述的安检系统，其中所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器和第二探测器，
其中，当第一X射线束扫描上段的同时，第二X射线束扫描下段，所述第一探测器接收反射的第一X射线束，所述第二探测器接收反射的第二X射线束。
4.如权利要求2所述的安检系统，其中所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器和第二探测器，
其中，当第二X射线束扫描上段的同时，第一X射线束扫描下段，所述第一探测器接收反射的第二X射线束，所述第二探测器接收反射的第一X射线束。
5.如权利要求2所述的安检系统，其中所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器和第三探测器，
其中，当第一X射线束扫描上段且第二X射线束扫描下段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器和第三探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；
当第一X射线束扫描下段且第二X射线束扫描上段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值，第三探测器探测到值作为反射的第一X射线束的值。
6.如权利要求2所述的安检系统，其中所述被检查对象的人体纵向分成上段和下段，所述多个分立的探测器包括从上向下依次设置的第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器，
其中所述上段包括第一子段、第二子段和第三子段，当第一X射线束扫描第一子段时，第一探测器探测到的值作为反射的第一X射线束的值，第二探测器、第三探测器和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；
当第一X射线束扫描第二子段时，第一探测器和第二探测器探测到的值之和作为反射的第一X射线束的值，第三和第四探测器探测到的值之和作为反射的第二X射线束的值；
当第一X射线束扫描第三子段时，第一探测器、第二探测器和第三探测器探测的值之和作为反射的第一X射线束的值，第四探测器探测到的值作为反射的第二X射线束的值。
7.如权利要求2所述的安检系统，其中飞点形成装置在其圆柱表面具有螺旋部分的多个小孔，并且被配置为分时输出第一X射线束和第二X射线束，其中第一X射线束和第二X射线束相差束流强度随时间变化的周期的一半。
8.如权利要求1所述的安检系统，其中所述飞点形成装置包括沿着被检查对象的人体纵向方向设置的第一飞点形成单元和第二飞点形成单元，分别对所述被检查对象的人体上段和下段进行独立扫描。
9.如权利要求8所述的安检系统，其中所述第一飞点形成单元和所述第二飞点形成单元沿着相同的方向对所述被检查对象的人体进行扫描，并且扫描速度相同。
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