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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine CT-Vorrichtung ohne Gantry und ein Verfahren zum Steuern der CT-Vorrichtung, wobei die Rekonstruktion der CT-Vorrichtung ohne Drehgantry bewerkstelligt wird und besondere Substanzen in einem kontrollierten Objekt durch Konstruktion einer Kohlenstoff-Nanoröhren-Strahlenquelle und eines Detektorgeräts identifiziert werden. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für eine CT-Vorrichtung zur Sicherheitskontrolle.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In einer bestehenden CT-Vorrichtung ohne Gantry nimmt eine Röntgenstrahlenquelle mit mehreren Strahlenemissionsbrennflecken allgemein eine kreisbeziehungsweise ringförmige Struktur an oder es wird ein Flächen-Array-Detektor verwendet. Folglich weist die CT-Vorrichtung ohne Gantry ein großes Volumen, ein hohes Gewicht und einen hohen Preis auf.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine CT-Vorrichtung bereitzustellen, die eine Röntgenstrahlenquelle, die auf einer Kohlenstoff-Nanoröhre basiert und eine lineare Array-Detektorstruktur anwendet, wodurch die Größe und Kosten der CT-Vorrichtung verringert werden.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine CT-Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Abtastpassage; eine stationäre Röntgenstrahlenquelle, die um die Abtastpassage herum angeordnet ist und mehrere Strahlenemissionsbrennflecke umfasst; und mehrere stationäre Detektormodule, die um die Abtastpassage herum eingerichtet sind und der Röntgenstrahlenquelle gegenüberliegend angeordnet sind.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind zumindest einige der mehreren Detektormodule in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage schneidet, im Wesentlichen L-förmig oder im Wesentlichen π-förmig angeordnet.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind zumindest einige der mehreren Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage schneidet, im Wesentlichen L-förmig, π-förmig oder in der Form einer geraden Linie angeordnet.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Abtastpassage.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist jedes Detektormodul eine Strahlenempfangsfläche auf und die Strahlenempfangsflächen der mehreren Detektormodule stoßen Ende an Ende aneinander, derart, dass Strahlen, die von den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken emittiert werden, nicht zwischen den Strahlenempfangsflächen hindurchtreten können.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schneiden sich Verlängerungslinien von Außenseiten von sektoriellen Strahlenbündeln, die von den zwei Strahlenemissionsbrennflecken emittiert werden, die an einem Ende beziehungsweise einem anderen Ende der mehreren Strahlenemissionsbrennflecke angeordnet sind, an einem Schnittpunkt und eine Linie, die durch Verbinden des Schnittpunkts mit einem Mittelpunkt der Strahlenempfangsfläche von einem der Detektormodule gebildet wird, ist in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage schneidet, senkrecht zur Strahlenempfangsfläche von dem einen der Detektormodule.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle in der Form einer geraden Linie oder in einer Reihe angeordnet.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Detektormodule im Wesentlichen in der Form einer Raumspirale angeordnet.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle im Wesentlichen in der Form einer Raumspirale angeordnet.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die entsprechenden Strahlenemissionsbrennflecke und Detektormodule unter den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken der Röntgenstrahlenquelle und den mehreren Detektormodulen in derselben Ebene angeordnet und die Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zur Abtastpassage oder die Ebene ist in Bezug zur Abtastpassage geneigt.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann jedes Detektormodul ein Strahlenbündel von mindestens einem von den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken der Röntgenstrahlenquelle empfangen.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke in mindestens einer Reihe in einer Richtung angeordnet, in der ein kontrolliertes Objekt in die Abtastpassage eintritt und diese verlässt.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Detektormodule in mindestens einer Reihe in einer Richtung angeordnet, in der ein kontrolliertes Objekt in die Abtastpassage eintritt und diese verlässt.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst die CT-Vorrichtung ferner Folgendes: eine Korrekturvorrichtung, die zwischen den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken und den mehreren Detektormodulen angeordnet ist, um Dosen von Strahlenbündeln von den Strahlenemissionsbrennflecken zu steuern.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Korrekturvorrichtung eine Rastervorrichtung, die aus einer W-Ni-Fe-Legierung hergestellt ist.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beträgt ein Abstand zwischen der Korrekturvorrichtung und Strahlenempfangsflächen des Detektors mindestens das Fünffache eines Abstands zwischen der Korrekturvorrichtung und den Strahlenemissionsbrennflecken.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Röntgenstrahlenquelle eine Kohlenstoff-Nanoröhren-Röntgenstrahlenquelle.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung eine CT-Vorrichtung ohne Gantry.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung der mehreren Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle durch einen Controller Area Network (CAN) Bus bewerkstelligt. Die Strahlenemissionsbrennflecke können in denselben Intervallen über eine Länge angeordnet sein und eine Folge, in der die Strahlenemissionsbrennflecke Strahlen emittieren, kann entlang einer geraden Linie oder einer Kurve angeordnet sein.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Kohlenstoff-Nanoröhren-Röntgenstrahlenquelle anwenden. Durch eine vernünftige Anordnung der Röntgenstrahlenquelle und des Detektors überwindet die vorliegende Erfindung die Nachteile der komplizierten Struktur und des sperrigen Volumens der herkömmlichen CT-Vorrichtung ohne Gantry, wodurch eine Miniaturisierung der CT-Vorrichtung erzielt, ihre Stellfläche verringert und die Verfügbarkeit der CT-Vorrichtung verbessert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht einer CT-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung einer Strahlenquelle, eines Detektors und einer Korrekturvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Strahlenquelle und des Detektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Strahlenquelle und des Detektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Strahlenquelle und des Detektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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6 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Strahlenquelle und des Detektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
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Wie in 1 bis 6 gezeigt, umfasst eine CT-Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes: eine Abtastpassage 4; eine stationäre Röntgenstrahlenquelle 7, die mehrere Strahlenemissionsbrennflecke 71 umfasst; und mehrere stationäre Detektormodule 12, die der Röntgenstrahlenquelle 7 gegenüberliegend angeordnet sind, und mindestens einige der Detektormodule 12 sind in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage 4 schneidet, im Wesentlichen L-förmig (2 bis 4 und 6) oder im Wesentlichen π-förmig (5) angeordnet. Die Ebene kann im Wesentlichen senkrecht zur Abtastpassage 4 oder zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 oder in einem Winkel zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 sein. Die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke 71 und die mehreren Detektormodule 12 sind um die Abtastpassage 4 herum angeordnet. Die CT-Vorrichtung 10 kann ferner einen Detektorarm 5 zum Befestigen der Detektormodule 12, eine Erfassungssteuereinheit 6, eine Computerrekonstruktionseinheit 8 und die Transportvorrichtung 1 zum Transportieren eines untersuchten Objekts 2 umfassen. Der Detektorarm 5 ist im Wesentlichen L-förmig (2 bis 4 und 6) oder im Wesentlichen π-förmig (5). Die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke 71 können in einem Array durch eine einzige Reihe von Strahlenemissionsbrennflecken oder mehrere Reihen von Strahlenemissionsbrennflecken gebildet sein. Alternativ können die Detektormodule 12 auch in irgendeiner anderen Form, wie beispielsweise halbkreisförmig, U-förmig, bogenförmig oder in einer parabolischen Form angeordnet sein.
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Die Röntgenstrahlenquelle 7 kann eine Kohlenstoff-Nanoröhren-Rbntgenstrahlenquelle sein. Mindestens einige Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 sind in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage schneidet, im Wesentlichen L-förmig angeordnet (3), π-förmig oder in der Form einer geraden Linie (2 und 4 bis 6) angeordnet. Die Ebene kann im Wesentlichen senkrecht zu der Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 oder in einem Winkel zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 sein und kann die obere Ebene sein oder sich von der oberen Ebene unterscheiden. Wie in 2 gezeigt, erfüllt ein Bereich, der durch alle sektoriellen Röntgenstrahlen abgedeckt wird, die durch die unterschiedlichen Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 emittiert werden, die Bedingung, dass ein tatsächlicher Abtastbereich 13 in der Abtastpassage 4 vollständig durch die Röntgenstrahlen abgedeckt werden kann. Die Emission der Röntgenstrahlen von jedem Strahlenemissionsbrennfleck der Röntgenstrahlenquelle wird durch die Erfassungssteuereinheit 6 gesteuert und die Zeit, in der die Röntgenstrahlenemissionsbrennflecke 71 Röntgenstrahlen emittieren, und eine Stärke der Röntgenstrahlen sind einstellbar. Zusätzlich kann die Röntgenstrahlenquelle 7 auch irgendeine andere zweckmäßige Röntgenstrahlenquelle sein, solange sie mehrere steuerbare Strahlenemissionsbrennflecke umfasst.
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Wie in 2 bis 5 gezeigt, weist jedes Detektormodul 12 eine Strahlenempfangsfläche 121 auf und die Strahlenempfangsflächen 121 der mehreren Detektormodule 12 stoßen Ende an Ende aneinander an, derart, dass Strahlen, die von den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken 71 emittiert werden, nicht zwischen den Strahlenempfangsflächen 121 hindurchtreten können. Auf dem Detektorarm 5 stoßen die Detektormodule 12 Ende an Ende aneinander an, derart, dass keine Lücke zwischen den Strahlenempfangsflächen vorhanden ist und die Strahlenempfangsflächen einander in einer Ausrichtung der Strahlenbündel nicht überlappen. Die mehreren Detektormodule 12 können in einem Flächen-Array oder einem linearen Array angeordnet sein.
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Wie in 2 gezeigt, sind in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage 4 schneidet, die Strahlenemissionsbrennflecke 71 in einer Reihe (die eine kurvenförmige Reihe oder eine L-förmige Reihe sein kann) oder in einer geraden Linie angeordnet, und Verlängerungslinien von Außenseiten 91, 141 der sektoriellen Strahlenbündel, die von den Strahlenemissionsbrennflecken 9 und 14 emittiert werden, die am einen Ende beziehungsweise am anderen Ende der mehreren Strahlenemissionsbrennflecke angeordnet sind, überschneiden sich an einem Schnittpunkt 15 und eine Linie, die durch das Verbinden des Schnittpunkts 15 mit einem Mittelpunkt der Strahlenempfangsfläche 121 von einem der Detektormodule 12 gebildet ist, ist in der Ebene betrachtet, die die Abtastpassage 4 schneidet, senkrecht zu der Strahlenempfangsfläche 121 von einem der Detektormodule 12. Die Ebene kann im Wesentlichen senkrecht zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 oder in einem Winkel zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 sein.
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Die mehreren Detektormodule 12 können im Wesentlichen in der Form einer Raumspirale angeordnet sein und die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle können auch im Wesentlichen in der Form einer Raumspirale angeordnet sein. Die entsprechenden Strahlenemissionsbrennflecke und Detektormodule unter den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken 71 der Röntgenstrahlenquelle und den mehreren Detektormodulen 12 können in derselben Ebene angeordnet sein. Die Ebene kann im Wesentlichen senkrecht zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 oder in einem Winkel in Bezug zur Abtastpassage 4 oder zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 sein.
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Jedes Detektormodul 12 kann einen Strahl von mindestens einem von den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 empfangen.
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Wie in 2 bis 6 gezeigt, sind die Strahlenemissionsbrennflecke 71 und die Detektormodule 12 in einer Ebene betrachtet, die die Abtastpassage 4 schneidet, in einer Ebene angeordnet und die Ebene kann im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 oder in einem Winkel zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 1 sein. Die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke 71 sind in einer Reihe angeordnet und die mehreren Detektormodule 12 sind in mindestens einer Reihe in der Transportrichtung der Transportvorrichtung angeordnet. Wie in 6 gezeigt, können die mehreren Strahlenemissionsbrennflecke 71 in zwei oder mehr Reihen angeordnet sein und die mehreren Detektormodule 12 können in zwei oder mehr Reihen angeordnet sein.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die CT-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner Folgendes: Eine Korrekturvorrichtung 11, die zwischen den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken 71 und den mehreren Detektormodulen 12 angeordnet ist, um Dosen von Strahlenbündeln von den Strahlenemissionsbrennflecken zu steuern. Die Korrekturvorrichtung 11 kann ein Korrekturraster sein. Ein Abstand zwischen dem Korrekturraster und den Strahlenempfangsflächen 121 des Detektors 12 beträgt mindestens das Fünffache eines Abstands zwischen dem Korrekturraster und den Strahlenemissionsbrennflecken 71.
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Wie in 3 gezeigt, können in der CT-Vorrichtung mit einer stationären Gantry, in der der Detektorarm 5 eine L-förmige Struktur aufweist oder die Detektormodule 12 in einer L-Form angeordnet sind, die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 auch in einer L-Form angeordnet sein.
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In einem Zeitraum kann Röntgenstrahlenenergie, die die Strahlenempfangsflächen 121 des Detektors 12 auf dem Detektorarm 5 erreicht, von einem einzigen Strahlenemissionsbrennfleck 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 oder von einer Strahlenkombination von verschiedenen Strahlenemissionsbrennflecken 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 kommen. Die Stärken der Röntgenstrahlen, die von den verschiedenen Strahlenemissionsbrennflecken 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 emittiert werden, können durch ein Programm gesteuert werden. Eine Anzahl der Strahlenemissionsbrennflecke der Röntgenstrahlenquelle 7 korreliert mit einer Größe des tatsächlichen Abtastbereichs 13 innerhalb der Abtastpassage 4. Die Röntgenstrahlenbündel, die von allen Strahlenemissionsbrennflecken 71 emittiert werden, sollten den tatsächlichen Abtastbereich in der Abtastpassage 4 abdecken.
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Eine Art des Emittierens von Strahlen von jedem Röntgenstrahlenemissionsbrennfleck 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 korreliert mit einer Art der Steuerung der Erfassung der CT-Vorrichtung mit einer stationären Gantry und, ob jeder Strahlenemissionsbrennfleck 71 ausgelöst wird oder nicht, wird durch die Erfassungssteuereinheit 6 der CT-Vorrichtung gesteuert. Die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 können Röntgenstrahlen in Folge durch Befehle der Erfassungssteuereinheit 6 emittieren und die Intervalle und Frequenz, mit der die Strahlenemissionsbrennflecke 71 die Strahlen emittieren, werden durch die Befehle der Erfassungssteuereinheit 6 gesteuert. Die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 können auch Röntgenstrahlen in Intervallen emittieren oder die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 können auch Röntgenstrahlen unter einer Programmsteuerung emittieren.
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Eine Ebene, in der der Detektorarm 5 oder die Detektormodule 12 und die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 sich befinden, kann senkrecht zur Abtastpassage sein, der Detektorarm 5 oder die Detektormodule 12 und die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 können auch in der Form einer Raumkurve, wie beispielsweise einer Raumspirale, angeordnet sein und die Detektormodule 12 und die Röntgenstrahlenquelle 7 sind um den tatsächlichen Abtastbereich 13 der Abtastpassage 4 herum angeordnet.
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Die mehreren Detektormodule 12 sind am Detektorarm 5 angebracht und können einen bogenförmigen Bereich um die Abtastpassage 4 herum bilden. Eine Reihe oder mehrere Reihen von Detektormodulen 12 können an jedem Detektorarm 5 angebracht sein. Die Anzahl der Reihen der Detektormodule 12 auf dem Detektorarm 5 korreliert mit der Abtastgeschwindigkeit der CT-Vorrichtung 10. Die Anzahl der Reihen der Detektormodule 12 kann kleiner oder gleich 3 sein, wenn die Abtastgeschwindigkeit niedrig ist (allgemein ist eine Bewegungsgeschwindigkeit der Transportvorrichtung 1 niedriger als 0.25 m/s) und die Anzahl der Reihen der Detektormodule 12 kann größer oder gleich 5 sein oder Flächen-Array-Detektormodule werden verwendet, wenn die Abtastgeschwindigkeit hoch ist (allgemein ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Transportvorrichtung 1 höher als 0.3 m/s).
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Die Detektormodule 12 sind am Detektorarm 5 befestigt und werden durch den Detektorarm 5 getragen und befestigt. Eine Dichtung, die aus einem Material mit geringem Gewicht gebildet ist, ist an einem Abschnitt des Detektorarms 5 angebracht, der der Röntgenstrahlenquelle 7 gegenüberliegt, um zu verhindern, dass Staub und Fremdkörper in der Abtastpassage 4 in den Detektorarm 5 eindringen.
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Die linearen Array-Detektormodule 12 oder Flächen-Array-Detektormodule 12' können an dem stationären Detektorarm 5 angebracht sein. Die Anzahl und die Art der Verteilung der Detektormodule korreliert mit einer Länge der Röntgenstrahlenquelle 7 und der Verteilung und Ausrichtung der mehreren Strahlenemissionsbrennflecke 71. Die Detektormodule und die Röntgenstrahlenquelle 7 können sicherstellen, dass der tatsächliche Abtastbereich 13 in der Abtastpassage 4 vollständig durch die Röntgenstrahlenbündel abgedeckt wird.
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In der CT-Vorrichtung 10 mit einer stationären Gantry, die die Röntgenstrahlenquelle 7 mit den mehreren Strahlenemissionsbrennflecken 71 aufweist, führt die Erfassungssteuereinheit 6 die Steuerung, einschließlich der Steuerung der Röntgenstrahlenquelle 7, der Steuerung der Detektormodule 12 und der Steuerung des Computerrekonstruktionssystems durch einen Controller Area Network (CAN) Bus durch. Die Erfassungssteuereinheit 6 stellt die Unterstützung für das Kommunikationsprotokoll, die Steuerungsredundanz und die Notsteuerung bereit. Durch Parsen der Befehle der Erfassungssteuereinheit 6 sendet eine Steuereinheit in dem Detektormodul 12 Befehle für den Beginn der Datenerfassung und sendet die erfassten Daten und unterzieht sie einer Fehlerkorrektur, und die durch die Detektormodule erfassten Daten werden an die Computerrekonstruktionseinheit 8 gesendet.
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Die Computerrekonstruktionseinheit 8 ist eine Schlüsselvorrichtung zum Erreichen des Parsings und zur Rekonstruktion der Daten und zur Identifikation von Merkmalen in der CT-Vorrichtung ohne Gantry. Wenn die erfassten Daten an die Computerrekonstruktionseinheit 8 gesendet werden, klassifiziert die Computerrekonstruktionseinheit 8 zuerst die Daten gemäß den Formaten der Datenpakete, bestimmt die Quellen der Daten und stellt eine Merkmalsmatrix auf der Grundlage des in dem Abtastbereich abgetasteten Gepäcks her, und löst dann die Merkmalsmatrix auf, um einen entsprechenden Merkmalswert zu finden. Durch den Vergleich des Merkmalswerts mit einem Merkmalswert einer besonderen Substanz in einer Datenbank beurteilt die Computerrekonstruktionseinheit 8, ob die Substanz im Gepäck eine Substanz ist, die eine besondere Aufmerksamkeit erfordert, und stellt ferner eine Aufforderung über die Auslösung eines Alarms bereit.
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Die Funktion der Abtastpassage 4 besteht darin, eine Passage, in der das abgetastete Gepäckstück 2 transportiert wird und sich bewegt, und eine Abschirmwand zum Abschirmen irrelevanter Röntgenstrahlen bereitzustellen. Das Strahlenabschirmungsmaterial ist ein Schwermetall, wie beispielsweise Blei, Stahl oder andere Materialien.
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Während der Kontrolle wird das kontrollierte Gepäckstück 2 mit einer Geschwindigkeit durch das Transportband der Transportvorrichtung 1 in die Abtastpassage 4 transportiert. Wenn das Gepäckstück 2 einen photoelektrischen Sensor 3 auslöst, wird die Röntgenstrahlenquelle 7 in einen emissionsbereiten Zustand versetzt. Wenn das Gepäckstück 2 in den tatsächlichen Abtastbereich 13 eintritt, steuert die Erfassungssteuereinheit 6 die Strahlenemissionsbrennflecke 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 zum Emittieren elektronischer Strahlen, derart, dass Röntgenstrahlen ununterbrochen oder in Intervallen erzeugt werden. In der Zwischenzeit sendet die Erfassungssteuereinheit 6 Befehle für den Beginn der Datenerfassung, derart, dass die Detektormodule 12 an den entsprechenden Positionen mit dem Erfassen von Daten beginnen. Gleichzeitig werden der Zeitpunkt, an dem die Daten erfasst werden, und die Positionen der Detektormodule 12, die die Daten erfassen, aufgezeichnet. Die erfassten Daten werden durch ein dediziertes Kabel an die Computerrekonstruktionseinheit 8 gesendet. Die Computerrekonstruktionseinheit 8 korrigiert Energiewerte der Röntgenstrahlen durch den Vergleich von Befehlsinformationen zum Steuern des Strahlenemissionsbrennflecks und der erfassten Dateninformationen, die gleichzeitig miteinander auftreten, und dann werden die Daten an der entsprechenden Position des Gepäckstücks rekonstruiert, um eine Matrix auf der Grundlage von Substanzmerkmalen des abgetasteten Gepäckstücks 2 herzustellen. Die Matrix wird durch die Computerrekonstruktionseinheit 8 umgekehrt aufgelöst, um ein einziges oder mehrere Substanzmerkmale des abgetasteten Gepäckstücks 2 an der entsprechenden Position zu erhalten und die Substanzmerkmalsdaten innerhalb einer einzigen Scheibenposition herzustellen. Da das Gepäckstück 2 sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, erfasst die Computerrekonstruktionseinheit 8 die Substanzmerkmalsdaten des gesamten Gepäckstücks Scheibe für Scheibe. Durch einen dedizierten Identifikationsalgorithmus werden die Datenmerkmale der Scheiben gemeinsam analysiert und bestimmt und mit einer Substanzmerkmalstabelle in einer bestehenden Datenbank verglichen, um zu einem Schluss darüber zu kommen, ob das kontrollierte Gepäckstück 2 eine besondere Substanz enthält, für die sich der Benutzer interessiert, oder nicht, und ein Bild des Gepäckstücks durch eine Anzeige 81 der Computerrekonstruktionseinheit 8 anzuzeigen.
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In der vorliegenden Erfindung werden die Röntgenstrahlen 19 und 20, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten emittiert werden, erzeugt und Daten werden durch Schalten zwischen den Strahlenemissionsbrennflecken und zwischen den Abtast- und Erfassungsbereichen durch Schalten zwischen den Strahlenemissionsbrennflecken 71 der Röntgenstrahlenquelle 7 erfasst, die sich an entsprechenden Positionen befinden. Folglich kann eine computerisierte Tomographieabtastung des kontrollierten Gepäckstücks durch effektive Nutzung der herkömmlichen Computertomographietechnologie (CT) ohne Drehung des Objekts oder Drehung des Detektorarms 5 und der Röntgenstrahlenquelle 7 bewerkstelligt werden.
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Während der Rekonstruktion durch den Computer korreliert eine Genauigkeit der Rekonstruktion der Tomographie- oder Scheibendaten durch den Computer mit einem Winkel, in dem das abgetastete Gepäckstück beobachtet wird. Die vorliegende Erfindung kann die Röntgenstrahlenquelle auf der Grundlage der Kohlenstoff-Nanoröhre anwenden. Aus diesem Grund können die Strahlenemissionsbrennflecke in denselben Intervallen über eine Länge angeordnet sein. Eine Folge, in der die Strahlenemissionsbrennflecke Strahlen emittieren, kann entlang einer geraden Linie (wie durch die Pfeile 16 in 2 bis 5 gezeigt) oder einer Kurve durch Programmsteuerung angeordnet sein, die durch die Erfassungssteuereinheit 6 durchgeführt wird. Eine Folge, in der die Strahlenemissionsbrennflecke der Flächen-Array-Röntgenstrahlenquelle 7' Strahlen emittieren, ist entlang einer Kurve 22 angeordnet und die Kurve 22 kann eine Raumspirale sein, und somit ist es möglich, die Rekonstruktionsgenauigkeit des Systems auf ein Maximum zu verbessern.
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Das abgetastete Gepäckstück kann den Abtastbereich mit einer Geschwindigkeit durchqueren oder kann innerhalb des Abtastbereichs stationär bleiben, bis das Abtasten abgeschlossen ist. Das Rechnersystem unterscheidet Substanzen durch Identifizieren der Substanzmerkmale der Scheiben des Gepäckstücks. Das Substanzmerkmal ist nicht auf einen Typ von Merkmal beschränkt und kann eine Dichte und ein atomares Element sein.
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Die CT-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Tomographie- oder Scheibendaten bei einer höheren Rate berechnen und analysieren, wodurch eine wirksame Basis für ein Hochgeschwindigkeits-CT-Sicherheitskontrollsystem bereitgestellt wird.
