JP2009258117A

JP2009258117A - 折り重ねアレイｃｔ荷物スキャナ

Info

Publication number: JP2009258117A
Application number: JP2009147844A
Authority: JP
Inventors: Michael Ellebogen; エルボーゲンマイケル; Richard Robehr Bijjani; ロバービジャニリチャード
Original assignee: Reveal Imaging Technologies Inc
Current assignee: Reveal Imaging Technologies Inc
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2009-11-05
Also published as: JP2006502386A; US7016459B2; US20040120454A1; WO2004031755A2; CA2500642A1; ATE496291T1; JP4538321B2; AU2003282723B2; KR20050083718A; CN1708686A; DE60335814D1; US7164747B2; EP1549934A2; WO2004031755A9; US20050249330A1; US7123681B2; US20050169423A1; EP1549934B1; AU2003282723A1; WO2004031755A3

Abstract

【課題】広角のＸ線管と複数組の検出器とを備えるＣＴスキャナ。
【解決手段】小型化された手荷物検査用ＣＴスキャナであって、広角のＸ線源および当該Ｘ線源から異なる距離にある複数組の検出器を有している。各組の検出器は、すべての検出器について一定のピッチおよび線束レベルが保たれるような寸法および配置とされている。ＣＴスキャナからのデータを処理するために、従来からの再現方法を使用することができる。このスキャナを、スキャナのネットワークとしてチェックイン・デスクに組み込んでもよい。
【選択図】図２

Description

従来技術の欠点が、広角のＸ線管と複数組の検出器とを備える本発明のＣＴスキャナによって事実上克服される。

複数の検出器からなる一群が、Ｘ線源について中心に配置され、１つ以上の追加の検出器群が、広角Ｘ線ビームの外縁をカバーしている。本発明のＣＴスキャナは、従来からのスキャナとトンネルの寸法が同じでありながら、小型化が図られている。本発明の他の態様によれば、前記検出器群が、一定の検出器間角度を維持すべく、異なるピッチを有している。このようにして、再現アルゴリズムを簡略化することができる。本発明の他の態様によれば、検出器が、検出器リングの半分にのみ配置されている。本発明の他の態様によれば、別のエネルギ・スペクトルに対して感受性を有する第２の検出器群が、検出器リングの残りの半分に配置されている。本発明のＣＴスキャナは、複数の検出器群を使用して、ただ１回の荷物のスキャンから二重エネルギ分析を提供することができる。

本発明の別の態様によれば、Ｘ線源が、従来のシステムよりも少ない線束レベルで動作する。本発明のＣＴスキャナは寸法が小さいため、Ｘ線源から検出器までの距離がより短く、したがってより小さい出力のＸ線でよい。本発明の他の態様によれば、荷物の一部分を複数回スキャンして、結果を平均することができる。複数スキャンからのデータが、雑音を除去すべく平均される。その結果もたらされる雑音の低減により、手強い荷物を少ない線束のＸ線源で再現することができる。

本発明の他の態様によれば、小型化されたＣＴスキャナが、航空会社のチェックイン・デスクに組み合わされる。チェックされるべき荷物を旅客が挿入することができるよう、ＣＴスキャナが配置される。スキャンおよび分析の結果問題がなければ（あるいはスキャンおよび分析に先立って）、航空会社の係員によって通常のやり方で手荷物にタグがつけられ、既存の手荷物取り扱いシステムへと渡される。本発明の他の態様によれば、複数のＣＴスキャナがネットワーク接続される。
（項目１）
物体のスキャンのためのＣＴスキャナであって、
トンネル、
前記トンネルを通して物体を移動させるためのコンベア、
前記トンネルの周囲を回転可能なガントリ、
前記ガントリ上に位置し、前記トンネルに垂直にＸ線ビームをもたらすためのＸ線源、
前記ガントリ上に位置し、前記Ｘ線源から第１の距離に位置する第１の複数の検出器、および
前記ガントリ上に位置し、前記Ｘ線源から前記第１の距離よりも小さい第２の距離に位置する第２の複数の検出器
を有するＣＴスキャナ。
（項目２）
前記第１の複数の検出器中の１つの検出器が、前記Ｘ線ビームの範囲内で前記第２の複数の検出器中の１つの検出器に隣接して位置している項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目３）
前記ガントリ上に、前記Ｘ線源から前記第２の距離に位置する第３の複数の検出器をさらに有している項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目４）
前記第１の複数の検出器中の１つの検出器が、前記Ｘ線ビームの範囲内で前記第２の複数の検出器中の１つの検出器に隣接して位置し、
前記第１の複数の検出器中の別の１つの検出器が、前記Ｘ線ビームの範囲内で前記第３の複数の検出器中の１つの検出器に隣接して位置している項目３に記載のＣＴスキャナ。
（項目５）
前記Ｘ線ビームが、前記トンネルの断面全体を横切り、
前記第１、第２、および第３の複数の検出器が、前記Ｘ線ビームの全体が少なくも１つの検出器と交わるように前記ガントリ上に位置している項目４に記載のＣＴスキャナ。
（項目６）
前記第１の複数の検出器中の隣り合う検出器間の間隔が、前記第２の複数の検出器中の隣り合う検出器間の間隔と相違している項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目７）
前記第１の複数の検出器中の隣り合う検出器への前記Ｘ線源からのビームの間の角度が、前記第２の複数の検出器中の隣り合う検出器への前記Ｘ線源からのビームの間の角度と同じである項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目８）
前記ガントリ上に、前記Ｘ線源から第３の距離に位置する第３の複数の検出器をさらに有している項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目９）
前記Ｘ線ビームが、前記トンネルの断面全体よりも少ない前記トンネルの断面の一部分を横切り、
前記第１、第２、および第３の複数の検出器が、検出器が前記Ｘ線ビームの全体と交わるように前記ガントリ上に位置している項目８に記載のＣＴスキャナ。
（項目１０）
前記Ｘ線ビームが、前記トンネルの断面の２分の１を横切る項目９に記載のＣＴスキャナ。
（項目１１）
前記検出器からデータを受け取って、物体の少なくとも一部分の画像を再現するための少なくとも１つのコンピュータをさらに有している項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目１２）
前記ガントリ上の前記検出器と前記ガントリ上にない前記少なくとも１つのコンピュータとの間のデータ・リンクをさらに有している項目１１に記載のＣＴスキャナ。
（項目１３）
前記データ・リンクが、前記検出器から前記少なくとも１つのコンピュータへと、検出器データの絶え間のない流れをもたらしている項目１２に記載のＣＴスキャナ。
（項目１４）
前記第１および第２の複数の検出器中の各検出器が、
第１のエネルギ・レベルにあるＸ線エネルギに反応する第１のフォトダイオード層であって、第１のＸ線受容領域を有している第１のフォトダイオード層、および
前記第１のエネルギ・レベルよりも高い第２のエネルギ・レベルにあるＸ線エネルギに反応する第２のフォトダイオード層であって、前記Ｘ線源に対して前記第１のフォトダイオード層の背後に位置し、前記第１のＸ線受容領域よりも大きい第２のＸ線受容領域を有している第２のフォトダイオード層を備えている項目１に記載のＣＴスキャナ。
（項目１５）
各検出器が、さらに前記第１および第２のフォトダイオード層の間に遮蔽層を有している項目１４に記載のＣＴスキャナ。
（項目１６）
第１のＸ線受容領域および第２のＸ線受容領域が、該第１のフォトダイオード層および該第２のフォトダイオード層におけるＸ線束レベルが事実上等しくなるような寸法とされている項目１５に記載のＣＴスキャナ。
（項目１７）
物体のスキャンのためのＣＴスキャナであって、
トンネル、
前記トンネルを通して物体を移動させるためのコンベア、
前記トンネルの周囲を回転可能なガントリ、
前記ガントリ上に位置し、少なくとも２つのエネルギ・レベルを含んでいるＸ線ビームを前記トンネルに垂直にもたらすためのＸ線源、
前記Ｘ線ビームの第１の部分と交わるように前記ガントリ上に位置し、前記少なくとも２つのエネルギ・レベルのうちの第１のものに反応する第１の複数の検出器、および
前記Ｘ線ビームの前記第１の部分と異なる第２の部分と交わるように前記ガントリ上に位置し、前記少なくとも２つのエネルギ・レベルのうちの第２のものに反応する第２の複数の検出器
を有するＣＴスキャナ。
（項目１８）
前記第１の複数の検出器が、
前記Ｘ線源から第１の距離に位置する第１の検出器部分集合、および
前記Ｘ線源から第２の距離に位置する第２の検出器部分集合
を含んでおり、
前記第２の距離が前記第１の距離よりも小さい項目１７に記載のＣＴスキャナ。
（項目１９）
前記第２の複数の検出器が、
前記Ｘ線源から第３の距離に位置する第３の検出器部分集合、および
前記Ｘ線源から第４の距離に位置する第４の検出器部分集合
を含んでおり、
前記第４の距離が前記第３の距離よりも小さい項目１８に記載のＣＴスキャナ。
（項目２０）
前記第１の複数の検出器が、前記Ｘ線源から第３の距離に位置する第３の検出器部分集合をさらに含んでおり、
前記第３の距離が前記第２の距離よりも小さい項目１７に記載のＣＴスキャナ。
（項目２１）
荷物をスキャンするための複数のＣＴスキャナであって、それぞれが当該ＣＴスキャナからのデータを処理して荷物の少なくとも一部分の画像を再現するためのコンピュータを備えている複数のＣＴスキャナ、
再現された画像を表示するための少なくとも１つのオペレータ駐在検査所、および
再現された画像を、表示のため、少なくとも１つのＣＴスキャナから少なくとも１つのオペレータ駐在検査所へと伝送するためのネットワーク
を有する手荷物処理システム。
（項目２２）
前記各ＣＴスキャナの前記コンピュータが、再現された画像にもとづいて荷物内の潜在的脅威を検知するための手段を備えており、
再現された画像が、潜在的脅威が検知されたときに前記少なくとも１つのオペレータ駐在検査所へと伝送される項目２１に記載の手荷物処理システム。
（項目２３）
前記複数のＣＴスキャナの少なくとも１つが、航空会社のチェックイン・デスクに配置されている項目２２に記載の手荷物処理システム。
（項目２４）
前記複数のＣＴスキャナの少なくとも１つが、空港の保安検査所に配置されている項目２２に記載の手荷物処理システム。
（項目２５）
前記複数のＣＴスキャナの少なくとも１つが、空港の街頭のチェックイン領域に配置されている項目２２に記載の手荷物処理システム。
（項目２６）
前記複数のＣＴスキャナの少なくとも１つが、荷物が運ばれる空港以外の場所に配置されている項目２２に記載の手荷物処理システム。
（項目２７）
搭乗のためにチェックインを行なって手荷物をチェックする乗客のための第１のチェックイン場所、
搭乗のためにチェックインを行なって手荷物をチェックする乗客のための第２のチェックイン場所、および
前記第１のチェックイン場所と前記第２のチェックイン場所の間に位置するＣＴスキャナを有する手荷物チェックイン・システム。
（項目２８）
前記ＣＴスキャナが、
前記第１のチェックイン場所と前記第２のチェックイン場所との間に位置するトンネル、および
前記第１および第２のチェックイン場所の第１の側から、前記第１および第２のチェックイン場所の第２の側へと、前記トンネルを通って荷物を移動させるコンベア
を備えており、
当該手荷物チェックイン・システムが、航空機へと運ぶべく前記第１および第２のチェックイン場所の前記第２の側から荷物を取り去るための手荷物取り扱いシステムをさらに有している項目２７に記載の手荷物チェックイン・システム。
（項目２９）
前記ＣＴスキャナが、荷物を前記手荷物取り扱いシステムへと移動させる前に荷物内の潜在的脅威を検知するためのコンピュータを備えている項目２７に記載の手荷物チェックイン・システム。
（項目３０）
空港において委託手荷物を処理するための方法であって、
荷物をスキャンして各荷物の一部分の少なくとも１つの画像を再現するステップと、再現された画像にもとづいて潜在的脅威を検知するステップと、潜在的脅威が検知されない場合に荷物を航空機へと配送するステップと、潜在的脅威が検知された場合に前記少なくとも１つの画像を再検査場所へと伝送するステップとを空港の複数の場所で実行するステップ、および
伝送されてきた前記少なくとも１つの画像をオペレータによる再検査のために表示するステップを前記再検査場所で実行するステップ
を含んでいる方法。
（項目３１）
前記オペレータから前記表示された画像にもとづいて脅威であるか脅威でないかの指示を受け取るステップと、当該指示を前記画像をもたらした場所へと伝送するステップとを前記再検査場所で実行するステップ、および
前記再検査場所から前記指示を受信するステップと、脅威でないとの指示にもとづいて荷物を航空機へと配送するステップと、脅威であるとの指示にもとづいて当該荷物の航空機への配送を防止するステップとを前記複数の場所で実行するステップ
をさらに有している項目３０に記載の委託手荷物を処理するための方法。

図１は、従来のＣＴスキャナの断面図である。図２は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナの斜視図である。図３Ａおよび３Ｂは、本発明の実施の形態によるガントリ・システムの斜視図である。図４は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナ・ガントリの断面図である。図５は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナの構成部品である検出器アレイの斜視図である。図６は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナの検出器の一部分の正面図である。図７は、本発明の実施の形態による二重エネルギＣＴスキャナの構成部品である検出器の断面図である。図８は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナの構成部品のブロック図である。図９は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナの構成部品であるコンピュータのブロック図である。図１０は、本発明の実施の形態による航空会社のチェックイン・デスクの斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態によるネットワーク化ＣＴスキャナ・システムのブロック図である。図１２は、本発明の実施の形態による検出素子間のピッチを表わしている。図１３は、本発明の他の実施の形態によるＣＴスキャナの断面図である。図１４Ａ〜Ｃは、図１３のＣＴスキャナからのデータを表わしている。図１５は、本発明の他の実施の形態によるＣＴスキャナの断面図である。

（詳細な説明）
本発明のＣＴスキャナは、角度の広いＸ線源、および複数組の検出器アレイをＸ線源から異なる距離に備える折り重ね検出器アレイを使用することによって、従来のスキャナよりも小型の寸法を有している。図２は、本発明の一実施の形態によるＣＴスキャナ１００の実施の形態を示している。ＣＴスキャナ１００は、ほぼ円形のトンネル１２０を自身を貫いて備えるハウジング１１０を有している。トンネル１２０は、入口端１２１および出口端１２２を有している。コンベア１２３が、トンネル１２０の入口端１２１から出口端１２２まで延びている。荷物を載せやすくするため、コンベアがトンネル１２０の両端を越えて延びていてもよい。さらに、他のコンベアを配置して、荷物をＣＴスキャナ１００内のコンベア１２３へと移し、あるいはＣＴスキャナ１００内のコンベア１２３から移すために使用してもよい。Ｘ線の遮蔽をもたらすため、鉛で裏打ちされたゴムや布地などのカバー（図示されていない）を、トンネル１２０内や、入口端１２１および出口端１２２に配置してもよい。ＣＴスキャナ１００は、自身の中央辺りにＸ線領域１３０を有している。図２に示されているとおり、Ｘ線領域１３０は、トンネル１３０の両端部１２１、１２２よりも大きくてよい。あるいは、ハウジング１１０を、Ｘ線領域１３０の寸法を収容できる単一の寸法で形成してもよい。

図３Ａおよび３Ｂは、ハウジング１１０のＸ線領域１３０内に配置されるガントリ・システムを示している。ガントリ・システムは、支持構造体２１０（図３Ａ）およびガントリ２２０（図３Ｂ）を含んでいる。支持構造体２１０は、基部２１１および環状の垂直支持具２１２を備えている。垂直支持具２１２が、基部２１１に取り付けられている。ガントリ２２０は、垂直支持具２１２へと回転可能に取り付けられるリング２２１を備えており、トンネル１２０が、リング２２１の中心を通過する。広い角度のＸ線ビームをトンネル１２０の全体領域にわたってもたらすため、Ｘ線源２３０が、リング２２１に取り付けられている。好ましくは、Ｘ線源の上面が、ガントリの外表面の形状に類似した円形形状である。このようにすることで、矩形のＸ線源の張り出し部分を収容する必要がないため、ガントリの寸法を小さくすることができる。さらに、ガントリは、３組の検出器アレイ２４０、２４１、２４２を、Ｘ線源２３０の投射ビームの範囲内のリング２２１上に配置して有している。ガントリにコンピュータが存在していない点に注目できる。従来のＣＴスキャナは、検出器からのデータを処理し、そのデータをガントリからスキャナを操作しているホスト・コンピュータへと伝送すべくフォーマットするため、ガントリ上にコンピュータを備えている。本発明の実施の形態によれば、ＣＴスキャナが、ガントリ上にコンピュータを備えていない。代わりに、検出器からのデータが、直接ホスト・コンピュータへと配信される。ガントリ上からコンピュータを取り去ることによって、小型かつ軽量なガントリが可能になる。従来からのＣＴスキャナと同様、ガントリは、ガントリを回転させつつガントリへと電力および制御信号を伝達し、かつガントリからデータを伝達するため、端縁コンタクト（図示されていない）を備えている。当然ながら、本発明は、従来からのＣＴスキャナと同様、何らかのデータ処理を実行するためガントリ上にコンピュータを備えていてもよい。

図４は、Ｘ線源２３０および折り重ねられたアレイ検出器２４０、２４１、２４２のリング２２１上における配置を示している。ガントリ２２０のリング２２１は、同程度の寸法のトンネル１２０を備える従来のＣＴスキャナとくらべ、かなり小さくなっている。本発明の実施の形態によれば、トンネルの直径が約８０ｃｍであるとき、ガントリの直径は約１３０ｃｍである。直径８０ｃｍのトンネルを有する従来のＣＴスキャナでは、約２１０センチメートルになったであろう。このように、本発明によれば、ＣＴスキャナの寸法を約４０％減らすことができる。広角のＸ線源２３０が、Ｘ線ビームがトンネル１２０の領域全体を横切るよう、ガントリ２２０上に配置されている。Ｘ線源２３０が、従来のＣＴスキャナのものよりも幅広いビーム２５０を有しているため、Ｘ線源２３０をトンネルにより近づけて配置することが可能である。本発明のＣＴスキャナは、２組以上の検出器２４０、２４１、２４２をＸ線源２３０から異なる距離に備える折り重ね検出器アレイを備えている。１群の検出器２４０が、ガントリ・リングの中央部分をカバーしており、距離がＸ線源から中央の検出器までの距離と等しくなるよう、Ｘ線源を中心として配置されている。他の検出器群２４１、２４２は、扇形のＸ線ビーム２５０の外寄りの範囲と交差するように配置されている。本発明の実施の形態によれば、第２の検出器群２４１、２４２は、ビーム２５０内において内側の検出器群２４０がリング２２１の縁に到達した位置から始まっている。あるいは、装置およびガントリの寸法に応じて、第２の検出器群が、ビーム２５０内において内側の検出器群が終わっている任意の位置から始まってもよい。第２の検出器群２４１、２４２は、Ｘ線源２３０に対し内側の検出群２４０よりも近い距離にある。

検出器群がＸ線源により近いため、それら検出器群は、線束レベルまたは光子カウントを犠牲にすることなく、従来のＣＴスキャナよりも小さいピッチをとることができる。本発明の実施の形態によれば、検出素子が、各検出器群がほぼ同一のピッチおよび線束レベルを有するような寸法および配置とされている。第２の検出器群２４１、２４２は、Ｘ線源２３０との間の距離がより小さいため、第１の検出器群２４０よりも小さい検出器ピッチが可能である。距離が短いため、第２の検出器群２４１、２４２における単位面積あたりの光子カウントは、第１の検出器群２４０よりも大である。光子カウントがより大であるため、信号対雑音比を犠牲にすることなく、検出器のピッチを小さくすることができる。さらに、ピッチを小さくすることによって、検出器間の角度を扇形ビーム２５０の全体にわたって一定に保つことができる。図１２は、第１の検出器群２４０と第２の検出器群２４１、２４２との間の関係を示している。検出器間のピッチ（δ１、δ２）が異なる一方で、検出器間の角度（α）は一定のままである。同じ角度を維持するため、方程式δ１／Ｒ１＝δ２／Ｒ２が満足されなければならない。さらに、最小限の線束レベルを保つため、以下の方程式（δ２×ｗ２）／Ｒ２^２≧（δ１×ｗ１）／Ｒ１^２が満足されなければならず、ここでｗ１およびｗ２は検出器の幅である。距離を短くされているため、不変の角度および最小の雑音妨害で両方の方程式を満足させることができる。これらの特徴により、再現ソフトウェアを簡素化することが可能になる。公知の「等角」扇形ビーム再現アルゴリズムを、最小限の変更で使用することができる。本発明の実施の形態によれば、第１の検出器群２４０の検出素子は、ほぼ長さ１０ｍｍ、幅２．２ｍｍである。第２の検出器群２４１、２４２の検出素子は、長さ８ｍｍ、幅１．８ｍｍである。

図５および図６は、本発明のＣＴスキャナの組み立てを簡単にし、品質管理を向上させるための検出器組立体を示している。図５は、ハウジング３１０、処理基板３２０、および検出器アレイ３３０を有する検出器組立体３００を示している。検出器アレイ３３０は、組立体３００の幅に沿って配置された複数の検出器（図示されていない）を備えている。図６に示されているとおり、検出器組立体３００、３０１、３０２が、ガントリ２２０のリング２２１に取り付けられる。検出器組立体３００、３０１、３０２は、検出器又は検出器アレイ３３０の各端が、隣の検出器アレイの端部の検出器と隣接するように配置される。理想的には、再現のため、アレイ内のすべての検出器がＸ線源に直交し、Ｘ線源と等距離である。しかしながら、平板検出器組立体３００においては、組立体の端から端までのあいだで入射角度および距離にわずかなばらつきがある。本発明の実施の形態によれば、第１の検出器群２４０の中央に位置する検出器組立体が、中央の検出素子をＸ線源の位置に直交させて配置される。残りの検出器組立体については、最も外側の検出素子がＸ線源に直交する。図６に示すように、Ｘ線源の方向３５０、３５１が、ガントリの左手側においては組立体の左手側と直交する。ガントリの右手側においては、組立体の右手側が、Ｘ線源の方向と直交して位置する。このような配置によれば、検出器アレイを、異なる組立体上に位置する隣接素子間の間隔を最小にすべく、図６に示すとおり適切な角度で適切に組み合わせることができる。

本発明のＣＴスキャナは、従来のスキャナよりも小型でありコストが低い。ビーム幅が広いことによって、直径の低減のほかにもさらに利益がもたらされる。Ｘ線源と検出器との距離が短いため、より出力の小さいＸ線源が利用可能であり、より低い部品コストならびに冷却（静音化）および電力要件の簡素化につながる。Ｘ線束が少なくなることによって、遮蔽の必要も小さくなり、やはりより安価（かつ軽量）なシステムがもたらされる。

本発明の実施の形態によれば、ＣＴスキャナが、二重エネルギ・モードで動作する。図７は、二重エネルギ動作のための検出素子３３０の断面図である。この検出素子は、低エネルギ・シンチレータ層３３１、低エネルギ・フォトダイオード層３３２、銅の層３３３、高エネルギ・シンチレータ層３３４、および高エネルギ・フォトダイオード層３３５を備えている。高エネルギ層３３４、３３５は、低エネルギ層３３１、３３２よりも幅が広い。本発明の実施の形態によれば、低エネルギ層は、長さが約５ｍｍであり、高エネルギ層は、長さが約１０ｍｍである。長さの相違によって、たとえ銅およびその他の層からの遮蔽が大きくても、低エネルギ層と高エネルギ層との間で線束レベルが同様になり、したがってデータ取り込み用電子機器および引き続く信号処理が簡素化される。あるいは、パルスＸ線源を使用し検出器にただ１つのフォトダイオード層を使用する公知の技法を利用して、二重エネルギ・スキャンを実行することもできる。

図８は、本発明の実施の形態によるＣＴスキャナ１００の構成部品を示している。ＣＴスキャナ１００は、ガントリ２２１および２台のコンピュータ４００、５００を備えている。ホスト・コンピュータ４００が、スキャナの動作を制御し、検出器からデータを取り出す。検出アルゴリズム・コンピュータ５００が、データを処理し、爆発物または他の関心の対象となる物が存在しないかどうか検出する。当然ながら、ただ１台のコンピュータを使用して、ＣＴスキャナに関するすべての機能を実行することも可能である。しかしながら、２台のコンピュータを使用することによって、検出アルゴリズムについての膨大な処理ゆえにＣＴスキャナの動作およびデータ収集が遅くなるという問題を防止できる。また、制御およびデータ素子が、ガントリ２２１とコンピュータ４００、５００の間に接続されている。通常の２４０ＶのＡＣ電源に接続されたＡＣ電源入力２２４が、ＣＴスキャナに電力を供給する。ＤＣ電源２２５がＡＣ電力を受け取り、ガントリ上の処理素子を動かすためのＤＣ電力に変換する。ＡＣ電力あるいはＤＣ電力によって動作する１組のモータ駆動装置２２２が、コンベアを動作させ、ガントリを回転させる。データ・リンク２２３が、検出器組立体をホスト・コンピュータ４００に接続している。回転の最中にデータをもたらすため、ＤＣ電力およびデータ・リンクは、ガントリのリング上に位置している。検出器組立体３００の回路基板３２０が、検出器を毎秒１４４０回サンプリングする。次いでデータが、データ・リンク２２３を通してホスト・コンピュータ４００に伝送される。さらに、ガントリおよびコンベアの回転位置を割り出すため、エンコーダが使用される。このデータも、ホスト・コンピュータへともたらされる。

コンピュータの構成部品が、図９に示されている。ホスト・コンピュータ４００は、マザーボード４１０およびデータ取り込みカード４２０を備えている。データ取り込みカード４２０は、撮像アレイ４２３、コンベア・ベルト・エンコーダ４２２、およびガントリ・エンコーダ４２１からの入力を有している。データ取り込みカード４２０は、さらに、データを取り出してマザーボード４１０へと伝送するためのフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ・カード４２４を備えている。マザーボード４１０は、Ｉｎｔｅｌ社のＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサなどのプロセッサ４１１、大量のＲＡＭ４１２、およびデータ処理のための逆投影アクセラレータ・カード５２０を備えている。マザーボード４１０は、さらに、データ取り込みカードおよび他のコンピュータとの情報の送受信のためのホスト／ＰＣＩブリッジを備えている。ＣＴスキャナから取り出されたデータが、検出アルゴリズム・コンピュータ５００へと伝送される。イーサネット（登録商標）接続によって、大量のデータを迅速に伝送することができる。さらに、検出アルゴリズム・コンピュータは、爆発物や他の物質の存在を検出すべくデータを適切に処理するためのマザーボード５１０を備えている。

折り重ね検出器アレイを有するＣＴスキャナからのデータは、ヘリカル・スキャンやスタート／ストップ・スキャンなど、通常のＣＴ操作および再現技法を使用して処理することができる。ホスト・コンピュータが、Ｘ線源、コンベア・ベルト、および検出器の読出しを、所望のスキャンの仕組みに従って制御すべくプログラムされている。同様に、検出アルゴリズム・コンピュータも、利用するスキャンの仕組みにもとづいてＣＴデータを再現するようプログラムされている。

本発明のＣＴスキャナは寸法が小さいため、既存のＥＤＳシステムよりも容易に、手荷物取り扱いプロセスに組み込むことができる。図１０は、本発明の実施の形態による手荷物スキャナを組み込んでなる航空会社のチェックイン・デスク７００を示している。従来からのいくつかのチェックイン・デスクと同様、本発明のデスク７００は、２つのチェックイン場所７１０、７２０を備え、それらの間に委託手荷物積み込み領域７３０を有している。複数のデスク７００を、空港ロビーに一堂に配置することができる。本発明のＣＴスキャナ１００は、手荷物積み込み領域７３０に配置されている。旅客は、チェックインに際し、自身の手荷物を手荷物積み込み領域７３０のコンベア、あるいは独立したシステムとしてのコンベアに載せる。手荷物が、爆発物の存在に関して自動的にスキャンされ、処理される。手荷物が通過したとき、チェックイン係員は、通常のやり方で手荷物にタグを付け、手荷物取り扱いシステムへと送ることができる。本発明のこの実施の形態のチェックイン・デスクにおいては、手荷物のスキャンのために追加で必要になるロビーの空間がきわめて小さく、手荷物取り扱いシステムに変更を加える必要もない。１つの選択肢として、荷物を通常のとおり処理して、スキャンに先立って切符取扱係の手で荷物にタグを取り付けてもよい。ひとたびチェックインがなされると、荷物がスキャンされ、手荷物取り扱いシステムへと流される。作業の流れの改善に必要である場合、疑わしい荷物を、ターミナルの旅客たちから離して、手荷物取り調べ領域へと取り除くことができる。あるいは、本発明のＣＴスキャナを、ロビーのチェックイン領域の一部または独立したキヨスクとして、セルフ・サービスのチェックイン・デスクに組み込んでもよい。

すでに述べたように、本発明のＣＴスキャナは、画像を検査して考えられる脅威に対処するためのＴＳＡオペレータが存在する自立した単独のユニットであってよい。本発明の他の実施の形態によれば、複数のＣＴスキャナ７００のホスト・コンピュータを相互にネットワーク接続し、ただ１つのＥＤＳを構成することができる。ネットワーク接続されるＣＴスキャナは、独立したユニット、セルフ・チェックイン・ユニット、およびＣＴスキャナを一体に組み込んだチェックイン・デスク・ユニットの任意の組み合わせを含むことができる。ほとんどの荷物について、スキャン・データの分析によって自動的に安全を確認できる。しかしながら、いくつかの荷物については、オペレータによるさらなる検査が必要であるかもしれない。機内持ち込み手荷物について使用されているように各スキャナにオペレータを配置するよりはむしろ、複数のオペレータを配置した危機管理室７６０がネットワークに接続される。或る荷物が、自動では安全が確認できない場合、投影データおよび／または再現データが、危機管理室７６０内のオペレータへと伝送される。次いでオペレータが、危険が存在するのか、あるいは安全と確認できるのかを、判断することができる。もし、オペレータにより安全であると確認された場合、その荷物は通常のやり方で手荷物取り扱いシステムに送られる。しかしながら、安全であると確認できない場合、その荷物は、手作業による調査のために他のオペレータに渡される。ネットワークには、ネットワーク・サーバ・コンピュータ７５０、プリンタ７７１、ネットワーク制御ステーション７７２、および遠隔解像コンピュータ７７３などの追加の設備を備えることができる。

さらに、手荷物スキャン・システムの寸法が小さいため、委託手荷物の分散処理のため、手荷物スキャン・システムを他の場所にも配置することができる。例えば、処理を簡単にするため、スキャナを街頭でのチェックインのために配置することや、レンタカーの返却領域に配置することができる。さらには、スキャナおよびスキャンした手荷物のための保全領域を設けることによって、ホテルや他の場所にて、手荷物のチェックイン・サービスを提供することができる。宿泊客らは、彼らの手荷物をホテルにて自動的に処理してもらい、空港へと安全に運んでもらうことができ、さらなる処理は不要でありチェックインの際の遅延もない。さらに、スキャナの寸法ゆえ、空港へと運ぶべく種々の場所から手荷物を集めるために使用される車両の中にスキャナを設置することができる。独立したユニットを、旅客自身によるチェックイン、または補佐ありでのチェックインのため、空港内のさまざまな場所に設けることができる。あるいは、本発明のＣＴスキャナを、機内持ち込み手荷物をスキャンするため、保安検査所において使用してもよい。各スキャナは、空港内または空港外におけるその位置にかかわらず、独立して機能することができ、あるいはＴＳＡオペレータによる一括検査のためネットワークに接続されてもよい。

図１３は、寸法およびコストのさらなる低減をもたらす本発明の他の実施の形態を示している。この第３の実施の形態においては、ＣＴスキャナ８１０が、複数の検出器８４１、８４２、８４３、８４４、８４５を検出器リング８１１の半分に配置して有している。最初の２つの実施の形態と同様、検出器は、Ｘ線源３３０から異なる距離にあり、異なる角度にある。完全な３６０°のデータを有するＣＴ再現を生成するためには、検出器リングの半分を使用すれば充分である。検出器リングの半分は、再現に必要とされる１８０°プラスの扇形ビームについてのデータ採取と数学的に等価である。図１４Ａ〜１４Ｃは、ＣＴ再現を示している。図１４Ａは、完全な検出器リングを使用しての再現を示している。図１４Ｂは、半分の検出器リングからの同じデータの再現を示している。図１４Ｂからのデータを、図１４Ｃに示したような完全な再現を完成すべく使用することができる。この実施の形態のように、検出器リングの半分のみを使用することによって、必要とされる検出器が少なくなるため、画像化コストを大きく低減することが可能である。

さらにコストを削減するため、本発明は、従来のスキャナよりも少ない線束レベルで動作することができる。手荷物用のＸ線システムの設計においては、線束を、最も手強い５％の荷物を貫通するために充分であるように設計することが多い。大部分の荷物は、はるかに少ない線束しか必要としない。９０番目までの百分順位の荷物についてのみの線束を提供するようにシステムを設計することで、線束の量を大きく減らすことができる。線束を減らすことによって、雑音レベルおよび必要な遮蔽を低減することができ、装置の寸法およびコストが大きく低減される。より手強い荷物を取り扱うためには、当該荷物について２回以上のスキャンが実行され、サイノグラムが平均される。以下に述べるとおり、生のデータを分析して、どの荷物または荷物のどの領域が追加の線束を必要としそうであるかを判断することができる。荷物の断面を２回以上スキャンし、２組目の生データを最初の回転において得たデータで平均することで、再現画像における雑音が低減され、より強い線束のシステムを模擬することができるであろう。これを、きわめて手強く取り散らかされた１０００に１つの荷物の断面について、３回または４回行なうことができる。本発明は、「例外的」または「遮蔽的」な荷物の問題への現実的な解決策を提供することによって、手作業での荷物の検査の必要性を少なくする。通常でない荷物の手強いすなわち「遮蔽的な」物体が、手強く取り散らかされた領域に関して手作業による検査の必要なく有用なデータを得るため、複数回スキャンされる。

本発明の他の実施の形態によれば、本発明のＣＴスキャナを、荷物をただ１回だけスキャナを通過させて二重エネルギＣＴスキャンを行なうために、使用することができる。図１５は、本発明のこの実施の形態によるＣＴスキャナ９１０を示している。ＣＴスキャナ９１０は、広角のＸ線源９３０および２組の検出器群９４０、９５０を備えている。検出器群の各組９４０、９５０は、複数の検出素子９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５を備えている。各組の検出素子はそれぞれ、第３の実施の形態と同様に検出器リング９１１の片側に位置している。２組の検出器群９４０、９５０は、異なるエネルギ・スペクトルに対して感受性を有している。この実施の形態のＣＴスキャナを使用し、検出器リングのただ１回の回転から、エネルギの異なる２つのＣＴ切断を得ることができる。これにより、ＣＴ画像の二重エネルギ分析が可能になるであろう。二重エネルギＣＴ画像を、重ね合わせの検出器で得ることも可能である。この二重エネルギＣＴは、装置の誤警報を低減するためにきわめて有用である。これは、空港における状況において、強く望まれている。図１５では、各組の検出器群について５つの検出器アレイが示されているが、任意の数の検出器アレイを使用することができる。各組の検出器群９４０、９５０が、Ｘ線源の１つのエネルギ・レベルに対応し、検出器リング９１１の片側に配置される。

本発明を委託手荷物の検査に関して説明したが、それは、本発明がこの分野において大きな効用を有しているためである。しかしながら、本発明による小型化折り重ねアレイＣＴスキャナは、ＣＴスキャナが利用されている他の多くの用途において使用可能である。例えば、貨物またはパレットの検査または選別に使用することが可能である。貨物およびパレットの検査には、通常は大きなトンネルが必要であり、従来技術のＣＴスキャナは、これに相応してきわめて大きくなる。本発明のＣＴスキャナは、たとえトンネルが大きくても、きわめて小さい寸法を有している。本発明は、医療用ＣＴスキャン用途においても使用可能である。

さらに、本発明を、Ｘ線源を備えるものとして説明した。通常は、ＣＴスキャナは、放射のためのＸ線源、および適切なＸ線検出器を使用している。当然ながら、ガンマ放射などの他の放射源も、本発明に関して使用可能である。放射源が異なる場合、検出器および／またはシンチレータ材料を、適切な放射スペクトルを測定するように適切に変更する必要がある。

本発明の少なくとも１つの実施の形態を説明したため、当業者であれば、いくつかの修正、調節および改善を、容易に理解できるであろう。そのような修正、変更および調節は、本発明の一部と考えるべきである。

Claims

物体をスキャンするＣＴスキャナであって、
前記ＣＴスキャナは、
トンネルと、
前記トンネルを通して前記物体を移動させるコンベアと、
前記トンネルの周囲を回転可能なガントリと、
前記ガントリ上のＸ線源であって、少なくとも２つのエネルギ・レベルを含んでいるＸ線ビームを前記トンネルに垂直に提供するＸ線源と、
前記Ｘ線ビームの第１の部分と交わるように前記ガントリ上に位置し、前記少なくとも２つのエネルギ・レベルのうちの第１のエネルギ・レベルに応答する第１の複数の検出器と、
前記Ｘ線ビームの第２の部分であって、前記第１の部分と異なる第２の部分と交わるように前記ガントリ上に位置し、前記少なくとも２つのエネルギ・レベルのうちの第２のエネルギ・レベルに応答する第２の複数の検出器と
を備えている、ＣＴスキャナ。
前記第１の複数の検出器が、
前記Ｘ線源から第１の距離に位置する第１のサブセットの検出器と、
前記Ｘ線源から第２の距離に位置する第２のサブセットの検出器と
を備えており、
前記第２の距離が前記第１の距離よりも小さい、請求項１に記載のＣＴスキャナ。
前記第２の複数の検出器が、
前記Ｘ線源から第３の距離に位置する第３のサブセットの検出器と、
前記Ｘ線源から第４の距離に位置する第４のサブセットの検出器と
を備えており、
前記第４の距離が前記第３の距離よりも小さい、請求項２に記載のＣＴスキャナ。
前記第１の複数の検出器が、前記Ｘ線源から第３の距離に位置する第３のサブセットの検出器をさらに備えており、
前記第３の距離が前記第２の距離よりも小さい、請求項１に記載のＣＴスキャナ。
空港において委託手荷物を処理する方法であって、
前記方法は、
荷物をスキャンして各荷物の一部分の少なくとも１つの画像を再現するステップと、再現された画像に基づいて潜在的脅威を検知するステップと、潜在的脅威が検知されない場合に荷物を航空機へと配送するステップと、潜在的脅威が検知された場合に前記少なくとも１つの画像を再検査場所へと伝送するステップとを空港の複数の場所で実行するステップ、および、
前記伝送された少なくとも１つの画像をオペレータによる再検査のために表示するステップを前記再検査場所で実行するステップ
を含んでいる、方法。
前記オペレータから前記表示された画像に基づいて脅威であるか脅威でないかの指示を受け取るステップと、前記画像を提供した場所へと前記指示を伝送するステップとを前記再検査場所で実行するステップ、および、
前記再検査場所から前記指示を受信するステップと、脅威でないとの指示に基づいて荷物を航空機へと配送するステップと、脅威であるとの指示に基づいて前記荷物の航空機への配送を防止するステップとを前記複数の場所で実行するステップ
をさらに含んでいる、請求項５に記載の委託手荷物を処理する方法。