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Hintergrund
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Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf Abbildungssysteme, und genauer auf Abbildungssysteme mit einem rekonfigurierbarem Sichtfeld.
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Zumindest einige bekannte computertomographische (CT) Abbildungssysteme weisen ein vorbestimmtes Sichtfeld (”field of view”, FOV) auf, das allgemein so klein wie unter Erfüllung der Anforderungen für die bestimmte Abbildungsanwendung möglich gewählt ist. Da das Sichtfeld einen direkten Einfluss auf das erforderliche Detektorfeld hat, sowie auf das Design und die Konstruktion einer Gantry bzw. eines Portals, ist die Auswahl des Sichtfelds wichtig für die Gesamtabmessungen des Abbildungssystems. Dementsprechend hat das Sichtfeld einen Wesentlichen Einfluss auf die Kosten des Abbildungssystems, da die Anzahl an Detektoren, die erforderlich ist, um ein gegebenes Sichtfeld zu erreichen, im Allgemeinen proportional mit einem Durchmesser des Sichtfelds steigt. Unter ansonsten gleichen Bedingungen wird daher ein System mit einem größeren Sichtfeld teurer sein als ein äquivalentes System mit einem kleineren Sichtfeld.
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In Fällen der Erkennung von Sprengstoffen oder des nicht zerstörenden Testens wird das Problem weiter verkompliziert durch die Integration des Abbildungssystems in die Infrastruktur einer Produktionsstätte oder einer Transportstätte. Die Installation eines Systems zur Erkennung von Sprengstoffen in einem Flughafen kann zum Beispiel mit einem gewissen angedachten Sichtfeld ausgeführt werden. Änderungen im Betrieb des Flughafens können jedoch dazu führen, dass zu einem späteren Zeitpunkt die Anforderung besteht, das Sichtfeld zu vergrößern. Bestehende Lösungen erfordern einen vollständigen Austausch des ursprünglichen Systems mit einem größeren System, das ein größeres Sichtfeld enthält. Dementsprechend sind zumindest einige bekannte Abbildungssysteme mit einem festen Sichtfeld entworfen, da die Kosten, ein Sichtfeld zu ändern, erheblich sind. Wenn sich die Anforderungen an ein Sichtfeld ändern, sind jedoch zumindest einige bekannte Abbildungssysteme nicht in der Lage, einfach rekonfiguriert zu werden, um ein größeres Sichtfeld zu erhalten.
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Kurze Zusammenfassung
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In einem Aspekt wird eine Gantryanordnung zur Verwendung mit einem Abbildungssystem bereitgestellt. Die Gantryanordnung beinhaltet eine Röntgenstrahlenquelle und eine modulare Detektoranordnung mit einer Vielzahl von selektiv entfernbaren Detektormodulen. Ein erstes Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer ersten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht und ein zweites Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer zweiten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht. Die erste Entfernung unterscheidet sich von der zweiten Entfernung. Die Gantryanordnung ist konfiguriert, Objekte abzubilden unter Verwendung von einem ersten Sichtfeld und von einem zweiten Sichtfeld, das größer als das erste Sichtfeld ist.
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In einem weiteren Aspekt wird ein Abbildungssystem bereitgestellt. Das Abbildungssystem beinhaltet eine Gantryanordnung mit einer Röntgenstrahlenquelle und einer modularen Detektoranordnung. Die modulare Detektoranordnung beinhaltet eine Vielzahl von selektiv entfernbaren Detektormodulen. Ein erstes Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer ersten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht und ein zweites Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer zweiten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht. Die erste Entfernung unterscheidet sich von der zweiten Entfernung. Eine Fördereinrichtung erstreckt sich durch einen Tunnel hindurch, der durch die Gantryanordnung hindurch ausgebildet ist. Das Abbildungssystem ist konfiguriert, Objekte unter Verwendung von einem ersten Sichtfeld und von einem zweiten Sichtfeld, das größer als das erste Sichtfeld ist, abzubilden.
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In einem nochmals weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts bereitgestellt. Das Verfahren wird ausgeführt unter Verwendung einer Gantryanordnung mit einer Röntgenstrahlenquelle und einem modularen Detektor. Der modulare Detektor hat eine Vielzahl von selektiv entfernbaren Detektormodulen. Ein erstes Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer ersten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht und ein zweites Detektormodul der Vielzahl von Detektormodulen ist in einer zweiten Entfernung von der Röntgenstrahlenquelle angebracht. Die erste Entfernung unterscheidet sich von der zweiten Entfernung. Das Verfahren beinhaltet Ändern einer Anzahl von Detektormodulen in dem modularen Detektor, so dass ein Sichtfeld der Gantryanordnung sich von einer ersten Größe zu einer zweiten Größe ändert, und Abbilden des Objekts unter Verwendung des Sichtfelds, das die zweite Größe hat.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften Abbildungssystems.
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2 ist eine Perspektivansicht einer beispielhaften Gantryanordnung, die mit dem in 1 gezeigten Abbildungssystem verwendet werden kann.
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3 ist eine Perspektivansicht der in 2 gezeigten Gantryanordnung.
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4 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften Gantryrahmens, der mit der in 2 gezeigten Gantryanordnung verwendet werden kann.
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5 ist eine Perspektivansicht, die ein beispielhaftes Feld von Detektormodulen zeigt, das mit der in 2 gezeigten Gantryanordnung verwendet werden kann.
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6 ist ein Diagramm, das die Pfade von Röntgenstrahlen zeigt, die von einer Strahlungsquelle emittiert werden zu dem in 5 gezeigten Detektormodul.
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7 bis 14 sind schematische Diagramme, die unterschiedliche Sichtfelder in einer Gantry, die eine nicht-kompakte Geometrie verwendet, und in einer Gantry mit einer kompakten Geometrie vergleichen.
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15 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Abbildungssystems, das für mehrere Sichtfelder rekonfigurierbar ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Die hierin beschriebenen Ausführungsformen stellen ein CT Abbildungssystem bereit, das eingerichtet ist, rekonfiguriert zu werden, um mit verschiedenen Sichtfeldern zu arbeiten. Durch den Einsatz eines modularen Detektorfelds mit einer kompakten Geometrie kann das Sichtfeld rasch rekonfiguriert werden. Dies macht es möglich, dass das Sichtfeld in einem Werk oder vor Ort angepasst wird, wodurch Kosten gesenkt werden im Vergleich mit zumindest einigen bekannten Abbildungssystemen. Es kann weiter ein Einsatz verwendet werden, um das Positionieren eines Objekts innerhalb des aktuellen Sichtfelds zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
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1 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften Abbildungssystems 100. Das Abbildungssystem 100 ist ein Röntgen CT Abbildungssystem und kann beispielsweise ein Gepäckscansystem zum Betrachten von Gegenständen in Gepäckstücken sein, welche sich durch das Abbildungssystem 100 bewegen. Das Abbildungssystem 100 kann zum Beispiel verwendet werden, um Schmuggelware zu erkennen (zum Beispiel Sprengstoffe, Drogen, Waffen und so weiter), die sich in dem Gepäck befinden. Das Abbildungssystem 100 beinhaltet einen Tunnel 106 und eine Fördereinrichtung 104, die sich durch den Tunnel 106 hindurch erstreckt.
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2 ist eine Perspektivansicht einer beispielhaften Gantryanordnung 108, die mit dem Abbildungssystem 100 (in 1 gezeigt) verwendet werden kann. Eine Strahlungsquelle 112, die Röntgenstrahlen emittiert, ist an einem Gantryrahmen 114 angebracht mittels einer Röntgenbefestigung 110. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Gantryrahmen 114 eine verschraubte Stahlstruktur mit einer Bohrung von etwa 85 cm Durchmesser. Die Innenfläche des Gantryrahmens 114 ist mit Blei ausgekleidet. In dieser Ausführungsform ist die Röntgenbefestigung 110 aus Gussstahl mit einem Fenster aus Bleiguss. Die Röntgenbefestigung 110 ist konfiguriert, um eine Positionsanpassung entlang einer Achse zu erlauben, die parallel zu einer Länge des Tunnels 106 ist (die Z-Achse).
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Auf einer ersten Seite 107 der Gantryanordnung 108 befinden sich ein Lager 128 und ein Schleifring 130, wie in 2 gezeigt. Das Lager 128 ermöglicht es der Gantryanordnung 108, um ein abzubildendes Objekt herum zu rotieren. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Gantryanordnung 108 eingerichtet, kontinuierlich zu rotieren, bei etwa 150 Umdrehungen pro Minute. Der Schleifring 130 erlaubt es, dass Datensignale und Leistung zwischen der Gantryanordnung 108 und einem Rest des Abbildungssystems 100 übertragen werden, wie von den Fachleuten verstanden werden wird. Auf einer zweiten Seite 109 des Gantryrahmens 114, die der ersten Seite 107 gegenüberliegt, ist ein Plenum 120 angebracht, das als ein Kühlkörper fungiert. An das Plenum 120 angebracht sind globale BACKPLANES 126, die Elektronik und Schaltungen zum ordentlichen Betrieb der Gantryanordnung 108 enthalten, ein Leistungsverwaltungskonverter 124 zum Versorgen der Komponenten der Gantryanordnung 108 mit Leistung, und Lüfter 118 zum Abführen von Wärme weg von der Gantryanordnung 108.
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Eine Vielzahl von Detektormodulen 122 sind in einem Feld 123 angeordnet, innerhalb des Gantryrahmens 114. Die Detektormodule 122 empfangen Röntgenstrahlen, die von der Strahlungsquelle 112 emittiert werden, und wandeln die Röntgenstrahlen in elektrische Signale um, die Bilddaten repräsentieren. Die Detektormodule 122 sind in der Gantryanordnung 108 positioniert, mit einer Symmetrieachse, die von der Strahlungsquelle 112 zur Mitte des mittigen Detektormoduls 122 verläuft. In alternativen Ausführungsformen gibt es eine gerade Anzahl von Detektormodulen, und eine Symmetrieachse verläuft von der Strahlungsquelle zu einem Punkt zwischen zwei mittigen Detektormodulen. Wie nachfolgend beschrieben sind die Detektormodule 122 so angeordnet, dass sich ein Innendurchmesser der Gantryanordnung 108 relativ zu einem Außendurchmesser der Gantryanordnung 108 vergrößert, wenn verglichen mit herkömmlichen CT Abbildungssystemen. Der Vorteil ist, dass das Abbildungssystem 100 eine kleinere Standfläche erhält, während die Größe von Objekten, wie Gepäckstücken, die gescannt werden können, beibehalten oder vergrößert wird. Dementsprechend kann das Abbildungssystem 100 als eine „kompakte Geometrie” aufweisend bezeichnet werden. Weitere Detektormodule 122 sind selektiv entfernbar, um ein Sichtfeld („field of view”, FOV) des Abbildungssystems 100 anzupassen, wie hierin beschrieben.
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3 ist eine weitere Perspektivansicht der Gantryanordnung 108. Eine Öffnung 132 im Gantryrahmen 114 ermöglicht, dass Röntgenstrahlen von der Strahlungsquelle 112 in die Gantryanordnung 108 emittiert werden. Die Röntgenstrahlen werden in einem Konusstrahl emittiert, der den gesamten Tunnel 106 kreuzt. Eine Röntgenstrahlungsabdichtung mit einem Präkollimator 164 aus Röntgenstrahlen dämpfenden Material ist zwischen der Strahlungsquelle 112 und der Öffnung 132 angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist der Schleifring 130 auf einer Seite der Gantryanordnung 108 gegenüber dem Plenum 120 angebracht, und zwei global back planes 126 sind an das Plenum 120 befestigt. Ein Konverter 124 zur Leistungsverwaltung ist mit den global back planes 126 verbunden. Lüfter 118, die an das Plenum 118 befestigt sind, helfen dabei, Wärme von dem Plenum 120 und der Gantryanordnung 108 allgemein abzuführen. Die Detektormodule 122 sind so positioniert, dass während einer Umklassifizierung bzw. Rebinning von Konus zu Parallel ein Verlust an Auflösung minimiert wird. Wie in 3 gezeigt sind einige Detektormodule 122 entfernt, um einen Teil des darunter liegenden Gantryrahmens 114 freizulegen. In der nachfolgend diskutierten 4 ist der Gantryrahmen 114 ohne andere angebrachten Komponenten gezeigt.
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4 ist eine Perspektivansicht des Gantryrahmens 114. Die Öffnung 132 ermöglicht, dass die Strahlungsquelle 112 Röntgenstrahlen in die Gantryanordnung 108 in einem Konusstrahl emittiert. Auf gegenüberliegenden Innenseiten des Gantryrahmens 114 befinden sich Führungsschienen 138, die einen Befestigungspunkt für jedes Detektormodul 122 in der Gantryanordnung 108 bilden. Kühllöcher 134 sind entlang gegenüberliegenden Seiten des Gantryrahmens 114 enthalten, welche die Abfuhr von Wärme weg von dem Gantryrahmen 114 ermöglichen bzw. erleichtern. Auch sind in dem Gantryrahmen 114 Torsionskraftversteifungen 136 enthalten, die eine strukturelle Stütze für den Gantryrahmen 114 bereitstellen.
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5 ist eine Perspektivansicht, die ein Feld 123 von Detektormodulen 122 zeigt. Die Detektormodule 122 sind entlang den Führungsschienen 138 positioniert. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind 17 Detektormodule in dem Feld 123 enthalten. Das Feld 123 beinhaltet ein erstes Ende 194 und ein gegenüberliegendes, zweites Ende 196. Darüber hinaus ist das Feld 123 in eine erste Hälfte 195, die sich von einer Mitte 198 des Feldes 123 bis zum ersten Ende 194 erstreckt, und eine zweite Hälfte 197 unterteilt, die sich von der Mitte 198 des Feldes 123 bis zum zweiten Ende 196 erstreckt. Andere Ausführungsformen können weniger oder mehr Detektormodule beinhalten und die Gesamtzahl der Detektormodule kann ungerade oder gerade sein. In der beispielhaften Ausführungsform befindet sich ein Detektormodul 122 an der Mitte 198, so dass es sich direkt gegenüber der Strahlungsquelle 112 befindet. Spiegelbildliche Paare identischer Detektormodule 122 erstrecken sich zu beiden Seiten nach außen hin. Die Detektormodule 122 sind mit Spalten angeordnet, um Herstellungstoleranzen in der Gantryanordnung 108 zu berücksichtigen.
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6 ist ein Diagramm, das Röntgenstrahlen 166 zeigt, die von der Strahlungsquelle 112 in Richtung auf die Detektormodule 122 emittiert werden. Wie gesehen werden kann, ist jedes Detektormodul 122 so positioniert, dass das Zentrum dessen Kollimators senkrecht zu der einfallenden Strahlung steht, die das Detektormodul 122 halbiert. Benachbarte Kanten benachbarter Detektormodule 122 sind voneinander winkelig beabstandet. Die winkelige Beabstandung der Zentrumslinien der Strahlen 166, welche benachbarte Detektormodule 122 halbieren, nimmt von den Enden 194 und 196 des Feldes 123 von Detektormodulen 122 zur Mitte 198 hin ab.
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Beginnend mit dem Detektormodul 122 in der Mitte 198, in 6 gezeigt, und in Richtung nach außen hin befindet sich jedes Detektormodul 122 an einer anderen Entfernung von der Strahlungsquelle 112. Das heißt, das Detektormodul 122 in der Mitte 198 ist am weitesten von der Strahlungsquelle 112 entfernt, und die Detektormodule 122 entlang der ersten Hälfte 195 sind der Strahlungsquelle 112 näher. Ausgehend von der Mitte 198 zum ersten Ende 194 hin ist jedes sukzessive Detektormodul 122 der Strahlungsquelle 112 näher als das vorhergehende Detektormodul 122. Jedes Detektormodul 122 entlang der ersten Hälfte 195 hat ein entsprechendes Detektormodul 122 auf der zweiten Hälfte 197, das sich bei derselben Entfernung zur Strahlungsquelle 112 befindet. Das heißt, jedes Detektormodul 122, mit Ausnahme des sich in der Mitte 198 befindenden Detektormoduls 122, ist Teil eines spiegelbildlichen Paares. Das Ergebnis dieser Anordnung ist ein kleinerer Außendurchmesser der Gantryanordnung 108 wenn verglichen mit CT Abbildungssystemen, die eine konstante Entfernung von der Strahlunsquelle zum Detektor („source to detector distance”, SDD) aufweisen. Als ein Ergebnis dieser Anordnung separater Detektormodule 122 wird der Innendurchmesser der Gantryanordnung 108 maximiert relativ zum Außendurchmesser der Gantryanordnung 108.
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Die mit Bezug auf die 1 bis 6 beschriebene kompakte Geometrie kann implementiert werden in einem Röntgen-CT-Abbildungssystem mit einem rekonfigurierbaren Sichtfeld (FOV), wie hierin beschrieben. Die 7 bis 15 sind schematische Diagramme, die unterschiedliche Sichtfelder einer Gantry, die eine nicht-kompakte Geometrie verwendet, und einer Gantry, die eine kompakte Geometrie in Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet, vergleichen.
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7 ist ein schematisches Diagramm einer Gantry 700, welche Detektormodule 702 beinhaltet, die in einer konstanten Entfernung von einer Röntgenstrahlenquelle 704 angeordnet sind. Das Design der Gantry 700 basiert auf zwei Parametern: der Entfernung zwischen der Röntgenstrahlenquelle 704 und einem Isozentrum der Gantry 700, und der Entfernung zwischen der Röntgenstrahlenquelle 704 und den Detektormodulen 702. Wenn diese zwei Parameter und ein gewünschtes erstes Sichtfeld 706 vorgegeben sind, ist die Geometrie der Gantry 700 im Wesentlichen festgelegt.
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Wenn versucht wird, die Gantry 700 umzukonfigurieren, um das erste Sichtfeld 706 größer oder kleiner zu machen, sollte die Entfernung zwischen der Röntgenstrahlenquelle 704 und dem Isozentrum fest verbleiben, da es relativ unpraktisch bzw. unmöglich ist, diese Entfernung zu verändern. Selbst wenn die Röntgenstrahlenquelle 704 relativ zum Isozentrum versetzt werden kann, wird die Form des Restes der Gantry 700 (das heißt, die Position der Detektormodule 702) unverändert verbleiben, was in einer inadäquaten Ausleuchtung der Detektormodule 702 resultiert.
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Mit Bezug nun auf die 8 sei angenommen, dass versucht wird, die Gantry 700 so zu modifizieren, ein zweites Sichtfeld 710, das 30% größer als das erste Sichtfeld 706 ist, mit demselben Gantrydesign unterzubringen. Wie in 8 gezeigt müssen, um Raum für das zweite Sichtfeld 710 zu schaffen, die Detektormodule 702 von der Röntgenstrahlenquelle 704 weg bewegt werden, da der Detektorbogen das zweite Sichtfeld 710 schneidet.
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9 zeigt aktualisierte Detektormodule 712, die von der Röntgenstrahlenquelle 704 weiter weg bewegt wurden, um dem zweiten Sichtfeld 710 Platz zu bieten. Dies hat einen relativ bedeutenden Einfluss auf die Geometrie der Gantry 700. Wie in 10 gezeigt resultiert das Versetzen der Detektormodule 702 darin, dass die aktualisierten Detektormodule 712 einen Pfad 714 der Röntgenstrahlenquelle 704 kreuzen. Der Pfad 714 hat einen wesentlichen Einfluss auf den physischen Außendurchmesser der Gantry 700. Da die Größe und das Gewicht der Gantry 700 annähernd quadratisch von einem Radius des Pfads 714 abhängen werden, ist es wichtig, den Radius des Pfads 714 zu minimieren. Wie in 10 gezeigt, kreuzen die aktualisierten Detektormodule 712 jedoch den Pfad 714, und dementsprechend muss die Gantry 700 größer werden, da die äußeren Ecken der aktualisierten Detektormodule 712 weiter von dem Isozentrum entfernt sind als die Röntgenstrahlenquelle 704.
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Die Situation wird weiter verschlechtert, wenn, wie in 11 gezeigt, die aktualisierten Detektormodule 712 erweitert werden, um ein erweitertes Detektorfeld 720 zu bilden, das in der Lage ist, das gesamte zweite Sichtfeld 710 zu erfassen. Hier ist nun der Detektorbogen signifikant größer als der Pfad 714. Als ein Ergebnis muss der Außendurchmesser der Gantry 700 wesentlich vergrößert werden, um dem zweiten Sichtfeld 710 Platz zu bieten. Im Ergebnis ist die einzige Lösung die, ein einzelnes System mit dem zweiten Sichtfeld 710 zu bauen, und nur eine Untermenge es erweiterten Detektorfeldes 720 zu verwenden, um das erste Sichtfeld 706 zu erzielen. Wegen der Verwendung einer traditionellen (das heißt, nicht-kompakten) Geometrie resultiert dies in einer Gantry, die wesentlich größer, schwerer und teurer ist als eine Gantry, die spezifisch für das erste Sichtfeld 706 entworfen ist.
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Im Gegensatz dazu zeigt die 12 eine Gantry 1200, die Detektormodule 1202 aufweist, die in einer kompakten Geometrie angeordnet sind. Hier nimmt, wie im Detail im Vorstehenden beschrieben wurde, eine Entfernung zwischen einer Röntgenstrahlenquelle 1204 und den Detektormodulen 1202 ab, wenn man sich von einem Mittelstrahl 1206 weg bewegt. Wie in 12 gezeigt bietet die Gantry 1200 Platz für das zweite Sichtfeld 710. Da die Röntgenstrahlenquelle 1204 das beherrschende Merkmal für den Außendurchmesser der Gantry 1200 ist, hängt die Geometrie der Gantry 1200 nur schwach von dem gewünschten Sichtfeld ab.
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13 zeigt die Gantry 1200 mit dem ersten Sichtfeld 706 und dem zweiten Sichtfeld 710. Es sei bemerkt, dass das erste Sichtfeld 706 untergebracht werden kann, indem die äußeren zwei Detektormodule 1202 exkludiert werden. Weiter zeigt die 14 den Pfad 714 im Vergleich zur Geometrie der Gantry 1200. Wie zu bemerken ist bietet die Gantry 1200, wenn verglichen mit der Gantry 700, mehrere Sichtfelder aus einer einzelnen Geometrie, ohne signifikante Änderungen an der äußeren Abmessung der Gantry 1200.
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15 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Abbildungssystems 1500, das für mehrere Sichtfelder rekonfiguriert werden kann. Wie in 15 gezeigt beinhaltet das Abbildungssystem 1500 eine Abbildungsvorrichtung 1502 mit einer Gantryanordnung 1504. Die Abbildungsvorrichtung 1502 beinhaltet eine Fördereinrichtung 1506, die sich durch einen Tunnel 1508 hindurch erstreckt, zum Abbilden von Objekten unter Verwendung der Gantryanordnung 1504.
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Wie in 15 gezeigt beinhaltet die Gantryanordnung 1504 Detektormodule 1510 eines Detektorfeldes 1512, die in einer kompakten Geometrie wie im Detail im Vorstehenden beschrieben angeordnet sind. Um Abbilden bei mehreren Sichtfeldern zu ermöglichen können, in der beispielhaften Ausführungsform, Detektormodule 1510 selektiv aus der Gantryanordnung 1504 entfernt und in diese eingesetzt werden. Dementsprechend mag, zum Abbilden bei kleineren Sichtfeldern, zumindest ein Teil der Detektormodule 1510 (das heißt, äußere Detektormodule) aus der Gantryanordnung 1504 entfernt werden. Auf ähnliche Weise mögen zum Abbilden bei größeren Sichtfeldern Detektormodule 1510 der Gantryanordnung 1504 hinzugefügt werden. Das Entfernen von Detektormodulen 1510 verringert eine Bogenlänge des Detektorfeldes 1512, und das Hinzufügen von Detektormodulen 1510 vergrößert eine Bogenlänge des Detektorfeldes 1512. In einigen Ausführungsformen kann Gantryanordnung 1504, um das Detektorfeld 1512 rekonfigurierbar zu machen, ein Detektorgehäuse aufweisen, das Plätze enthält, an denen Detektormodule 1510 selektiv befestigt werden können. Für ein System mit kleinerem Sichtfeld können gewählte Plätze unbesetzt belassen werden, oder mit mechanischen „Füllelementen” belassen werden, die die Löcher ausfüllen, die von den fehlenden Detektormodulen gelassen werden. Alternativ könnte das Detektorgehäuse selbst ausgetauscht werden gegen eines mit einer anderen Anzahl von Plätzen. Wenn das Detektorgehäuse an der Gantryanordnung 1504 befestigt wird, kann das Wechseln des Detektorgehäuses, um unterschiedliche Sichtfelder unterzubringen, relativ einfach erreicht werden am Herstellungsort sowie auch am Einsatzort. Die Bestimmung, welche Module inkludiert werden, wird durch das Sichtfeld getrieben. Zum Beispiel bieten Detektormodule 1510, für die die entsprechenden Röntgenfächerstrahlen außerhalb des Sichtfelds liegen, keinen Nutzen für das zu rekonstruierende Bild, und können entfernt werden.
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Das Abbildungssystem 1500 beinhaltet weiter einen Einsatz 1520, der innerhalb des Tunnels 1508 positioniert werden kann. Der Einsatz 1520 führt Objekte, die abgetastet werden, so dass sie innerhalb des entsprechenden Sichtfelds positioniert werden. Das heißt, für unterschiedliche Sichtfelder ist die Position der Fördereinrichtung 1506 dieselbe, aber die Position des Sichtfelds ändert sich. Zum Beispiel mag es für kleinere Sichtfelder notwendig sein, dass Objekte angehoben werden (zum Beispiel 1 bis 5 Zoll bzw. 2,5 bis 12,5 cm) über die Fördereinrichtung 1506, damit diese gänzlich innerhalb des Sichtfelds liegen. Dementsprechend kann das Abbildungssystem 1500 in einigen Ausführungsformen mehrere unterschiedliche Einsätze 1520 beinhalten, wobei jeder Einsatz einem anderen Sichtfeld entspricht. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Einsatz 1520 eine im Wesentlichen zylindrische Blechröhre. Alternativ kann der Einsatz 1520 aus einem Material hergestellt sein, und/oder eine Form aufweisen, welche(s) es dem Abbildungssystem 1500 wie hierin beschrieben zu arbeiten erlaubt. Die Röhre des Einsatzes 1520 kann in einigen Ausführungsformen beispielsweise einen facettierten, einen rechteckigen, einen quadratischen oder einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
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In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Abbildungssystem 1500 einen Computer 1530, der kommunikativ mit den Detektormodulen 1510 gekoppelt ist. Der Computer 1530 beinhaltet einen Prozessor 1532, der kommunikativ mit einem Speicher 1534 und einer Anzeige 1536 gekoppelt ist. Im Speicher 1534 werden Daten gespeichert, die von den Detektormodulen 1510 empfangen werden, und Anweisungen zum Erzeugen von Bildern von Objekten, welche durch die Abbildungsvorrichtung 1502 hindurch passieren. Der Prozessor 1532 ist eingerichtet, die im Speicher 1534 gespeicherten Anweisungen auszuführen, und erzeugte Bilder können auf der Anzeige 1536 angezeigt werden. Der Computer 1530 kann von der Abbildungsvorrichtung 1502 physisch getrennt, oder in diese integriert sein.
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Es sollte verstanden werden, dass ein Prozessor, so wie hierin verwendet, eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten bedeutet (zum Beispiel in einer Mehr-Kern-Architektur). Der Ausdruck Verarbeitungseinheit, wie hierin verwendet, bezieht sich auf Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Schaltungen mit reduziertem Befehlssatz („reduced instruction set circuits”, RISC), anwendungsspezifische Schaltungen (ASIC), Logikschaltungen und jede andere Schaltung oder Vorrichtung, die eingerichtet ist, Anweisungen auszuführen, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen.
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Es sollte verstanden werden, dass sich Bezüge auf Speicher eine oder mehrere Vorrichtungen bedeuten, die es ermöglichen, Information zu speichern und/oder abzurufen, wie von einem Prozessor ausführbare Anweisungen oder Daten. Der Speicher kann ein oder mehrere computerlesbare Medien umfassen, wie zum Beispiel, ohne hierauf beschränkt zu sein, Festplattenspeicher, optische Platten/Scheiben-Speicher, entfernbaren Diskspeicher, Flash-Speicher, nichtvolatilen Speicher, ROM, EEPROM, Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), und ähnliche.
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Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass kommunikativ gekoppelte Komponenten in Verbindung stehen können, indem sie auf derselben Leiterkarte integriert sind, und/oder über einen Bus, mittels einem geteilten Speicher, über ein drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk oder mittels anderer Datenkommunikationsmittel in Verbindung stehen. Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass Datenkommunikationsnetzwerke, auf die sich hierin bezogen wird, implementiert sein können unter der Verwendung des Transport Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), User Datagram Protocol (UDP), oder ähnlichen, und die zugrunde liegenden Verbindungen können drahtgebundene Verbindungen und entsprechende Protokolle umfassen, zum Beispiel IEEE 802.3, und/oder drahtlose Verbindungen und entsprechende Protokolle, zum Beispiel ein IEEE 802.11 Protokoll, ein IEEE 802.15 Protokoll und/oder ein IEEE 802.16 Protokoll.
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Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können dazu verwendet werden, um Schmuggelware zu entdecken. Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff ”Schmuggelware” auf illegale Substanzen, Sprengstoffe, Rauschgift, Waffen, spezielle Nuklearmaterialien, dreckige Bomben, Materialien nuklearer Bedrohung, ein Objekt, das eine Bedrohung darstellt, und/oder auf jedes andere Material, das eine Person in einem Sperrgebiet bzw. einem kontrollierten Bereich, wie einem Flughafen, nicht besitzen darf. Schmuggelware kann innerhalb eines Subjekts versteckt sein (zum Beispiel in einer Körperöffnung eines Subjekts) und/oder an einem Subjekt (zum Beispiel unter der Kleidung eines Subjekts). Schmuggelware kann auch Objekte beinhalten, die in freigestellten oder lizensierten Mengen mitgeführt werden können, die dazu gedacht sind, außerhalb des Bereichs sicheren Betriebs verwendet zu werden, wie bei der Konstruktion dispersiver Strahlungsvorrichtungen.
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Im Vorstehenden wurden beispielhafte Ausführungsformen von Verfahren und Systemen zum Abbilden eines Objekts im Detail beschrieben. Die Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt, sondern es können Komponenten der Systeme und/oder Schritte der Verfahren unabhängig und separat von anderen hierin b3eschriebenen Komponenten und/oder Verfahren verwendet werden. Dementsprechend können die beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit vielen hierin nicht spezifisch beschriebenen Anwendungen implementiert und verwendet werden.
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Auch wenn bestimmte Merkmale verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in manchen Zeichnungen und nicht in anderen dargestellt sein mögen, ist dies allein der Zweckmäßigkeit halber. In Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung kann jedes Merkmal einer Zeichnung in Kombination mit jedem Merkmal einer jeden anderen Zeichnung in Bezug genommen und/oder beansprucht werden.
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Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich des besten Modus, und auch, um die Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuüben, einschließlich des Herstellens und Verwendens jeglicher Vorrichtungen und Systeme, und des Ausführens jedes inkorporierten Verfahrens. Der patentierbare Bereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert, und kann andere Beispiele umfassen, die den Fachleuten in den Sinn kommen mögen. Derartige andere Beispiele sind als in den Bereich der Ansprüche fallend gedacht, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich nicht vom Wortsinn der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden zum Wortsinn der Ansprüche beinhalten.
