JP2010519519A - Computed tomography examination - Google Patents

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Abstract

方法は、検査領域及び該検査領域内の物体を横断する、Ｘ線源からの透過放射線、並びに物体内の放射性物質からの放出放射線を検出するステップと、検出された放射線を表す信号を生成するステップと、検出された放射線をエネルギー分解するステップと、放射性物質に対応するエネルギーを有する検出された放射線を識別するため、エネルギー分解された放射線を処理するステップとを含む。  The method detects the transmitted radiation from the x-ray source and the emitted radiation from radioactive material in the object traversing the examination region and the object in the examination region, and generates a signal representative of the detected radiation. Energy decomposing the detected radiation, and processing the energy decomposed radiation to identify the detected radiation having an energy corresponding to the radioactive material.

Description

本出願は、概して画像化システムに関する。本出願は、セキュリティ検査に対する特定の用途を見出す一方、検査される物体内の関心のある材料を表す情報を得ることが望ましい他の用途にも関する。   The present application relates generally to imaging systems. While this application finds particular applications for security inspection, it also relates to other applications where it is desirable to obtain information representative of the material of interest in the object being inspected.

Ｘ線断層撮影（ＣＴ）システムは、武器、爆発物及び手荷物の範囲内の保安上のリスクをもたらし得る他の密輸品の存在を検出するため、物体、例えば手荷物を検査する、セキュリティ検査用途において使用されている。   X-ray tomography (CT) systems are used in security inspection applications to inspect objects such as baggage to detect the presence of weapons, explosives and other smuggled goods that may pose security risks within the baggage. in use.

従来、ＣＴシステムは、検査される物体の放射線減衰を表す容積測定画像データを生成している。残念ながら、いくつかの密輸材料の放射線減衰特性は、合法的な材料のこれらと同様であり得、したがって、セキュリティ検査作業を難しくする。   Conventionally, CT systems generate volumetric image data that represents the radiation attenuation of the object being examined. Unfortunately, the radiation attenuation characteristics of some smuggled materials can be similar to those of legitimate materials, thus making security inspection tasks difficult.

コヒーレント散乱ＣＴ（ＣＳＣＴ）システムは、セキュリティスクリーニング用途においても使用されている。弾性Ｘ線散乱のエネルギー及び空間分布を測定するこれらのシステムは、例えばより明確に密輸材料の存在を検出するため、物体分子構造の比較的良い決定的な表示を提供し得る。より詳細には、検査される物体のＸ線回折パターンが、関心のある密輸品材料及び／又は合法的な材料の記憶された回折パターンと比較される。この付加的情報は、物体が密輸品を含むかどうかをよりよく決定するために使用され得る。   Coherent scatter CT (CSCT) systems are also used in security screening applications. These systems that measure the energy and spatial distribution of elastic X-ray scattering can provide a relatively good definitive display of object molecular structure, eg, to detect the presence of smuggled materials more clearly. More particularly, the X-ray diffraction pattern of the object to be inspected is compared to the stored diffraction pattern of the contraband and / or legitimate material of interest. This additional information can be used to better determine whether the object contains contraband.

ＣＴシステム及びＣＳＣＴシステムを含む手荷物検査システムの実施例は、Schlomkaらによる米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／００８３３４６において開示される。   An example of a baggage inspection system including a CT system and a CSCT system is disclosed in US Patent Application Publication US 2006/0083346 by Schlomka et al.

放射線減衰係数及びＸ線回折パターンベースの検査技術が、手荷物における密輸材料の存在を検出するために使用されているが、それでも、検査される物体についての更なる付加的な情報を得ることが望ましい状況は残る。   Although radiation attenuation coefficient and X-ray diffraction pattern based inspection techniques have been used to detect the presence of smuggled material in baggage, it is still desirable to obtain further additional information about the object being inspected. The situation remains.

本発明の態様は、上述した問題及び他の問題を解決する。   Aspects of the present invention solve the above problems and other problems.

一態様によれば、方法は、検査領域及び検査領域内の物体を横切る、Ｘ線源からの透過放射線、並びに物体内の放射性物質からの放出放射線を検出するステップと、検出された放射線を表わす信号を生成するステップと、検出された放射線をエネルギー分解するステップと、放射性物質に対応するエネルギーを有する検出された放射線を識別するため、エネルギー分解された放射線を処理するステップとを含む。   According to one aspect, a method represents detecting radiation transmitted from an x-ray source and emitted radiation from a radioactive material in an object across an examination region and an object in the examination region. Generating a signal; energy decomposing the detected radiation; and processing the energy decomposed radiation to identify the detected radiation having energy corresponding to the radioactive material.

他の態様によれば、システムは、検査領域及び該検査領域内に配置された物体を横断する透過放射線を生成するＸ線源を含む。エネルギー分解検出器は、コヒーレント散乱される透過放射線、及び物体内の放射性物質によって放出される放出放射線を検出し、検出される放射線を示すデータを生成する。回折プロセッサは、コヒーレント散乱放射を表す回折パターンを生成するようにデータを処理する。処理部は、放射性物質に対応するエネルギーを有する検出放射線を識別するため、エネルギー分解放射線を処理する。   According to another aspect, a system includes an x-ray source that generates transmitted radiation that traverses an examination region and an object disposed within the examination region. The energy resolving detector detects coherently scattered transmitted radiation and emitted radiation emitted by radioactive material in the object and generates data indicative of the detected radiation. The diffraction processor processes the data to generate a diffraction pattern that represents the coherent scattered radiation. The processing unit processes the energy-resolved radiation in order to identify the detected radiation having energy corresponding to the radioactive substance.

他の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによって実行されるとき、Ｘ線源からの、検査領域及び検査領域内の物体を横断する透過放射線、並びに物体内の放射性物質からの放出放射線を検出すステップと、検出された放射線を表す信号を生成するステップと、検出された放射線をエネルギー分解するステップと、放射性物質に対応するエネルギーを有する検出された放射線に識別するため、エネルギー分解された放射線を処理するステップとを行うようにする命令を含む。   According to another aspect, a computer-readable storage medium, when executed by a computer, transmits radiation from an x-ray source that traverses an examination region and an object in the examination region, and emitted radiation from a radioactive material in the object. Detecting the detected radiation, generating a signal representative of the detected radiation, decomposing the detected radiation, and energy-decomposed to identify the detected radiation having energy corresponding to the radioactive material. Instructions for processing the received radiation.

更なる本発明の態様は、以下の詳細な説明を読み、理解する当業者に認められるであろう。   Further aspects of the invention will be appreciated by those skilled in the art upon reading and understanding the following detailed description.

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、並びに様々なステップ及びステップの構成をとり得る。図面は、好ましい実施例を説明することのみを目的とし、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。   The present invention can take various components and arrangements of components, and various steps and arrangements of steps. The drawings are only for purposes of illustrating the preferred embodiments and are not to be construed as limiting the invention.

図１は、例示的な画像化システムを図示する。FIG. 1 illustrates an exemplary imaging system. 図２は、例示的な方法を図示する。FIG. 2 illustrates an exemplary method.

図１に関して、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ１００は、検査領域１０８の周辺部を囲み、回転軸線のまわりを回転する回転ガントリ部１０４を含む。   With reference to FIG. 1, a computed tomography (CT) scanner 100 includes a rotating gantry 104 that surrounds the periphery of the examination region 108 and rotates about a rotational axis.

回転ガントリ部１０４は、Ｘ線源１１６からの透過放射線（一次放射線及びコヒーレント散乱放射線）と、検査領域１０８内に配置される崩壊放射性又は核材料からの放出放射線とを含む、検査領域１０８から放射する放射線を検出し、これを示すデータ又は信号を生成するＸ線検出器１１２を支持する。コリメータ薄層（ラメラ）は、検査領域１０８の外側にエリアから生じる放射線が検出器１１２を打つことを防ぐため、検査領域１０８内の検出器１１２の隣に配置される。   The rotating gantry 104 emits from the examination region 108, including transmitted radiation (primary radiation and coherent scattered radiation) from the x-ray source 116 and radiation emitted from decaying radioactive or nuclear material disposed within the examination region 108. Supports an X-ray detector 112 that detects the radiation to be generated and generates data or signals indicative thereof. A thin collimator layer (lamellar) is placed next to the detector 112 in the examination area 108 to prevent radiation originating from the area outside the examination area 108 from hitting the detector 112.

Ｘ線検出器１１２は、回転軸と通常直交する検出器素子の複数の行１２０と、回転軸と通常平行である検出器素子の複数の列１２８とを含む、通常二次元マトリクスの検出器素子を含む。   X-ray detector 112 includes a detector element in a generally two-dimensional matrix that includes a plurality of rows 120 of detector elements that are normally orthogonal to the axis of rotation and a plurality of columns 128 of detector elements that are generally parallel to the axis of rotation. including.

図示される実施例において、検出器１１２は、複数のエネルギー範囲又はビンにおいて受けられる放射線の強度を並行して測定するエネルギー分解検出器である。一実施例では、１又はそれより多くのビンに対するエネルギー範囲は、有利なことに、関心のある１又はそれより多くの放射性物質によって放出される崩壊放射線のエネルギー特性に対応する。   In the illustrated embodiment, the detector 112 is an energy-resolved detector that measures in parallel the intensity of radiation received in multiple energy ranges or bins. In one embodiment, the energy range for one or more bins advantageously corresponds to the energy characteristics of decaying radiation emitted by one or more radioactive materials of interest.

適切なエネルギー分解検出器は、直接的な変換検出器、例えばカドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ若しくはＣＺＴ）検出器、又はカドミウムテルル化物（ＣｄＴｅ）検出器、又はエネルギー分解能を有する他の検出器を含む。代替として、検出器１１２は、複数のシンチレーション、直接変換検出器、又は他のエネルギー分解技術を単独で、若しくは併用して実施され得る。   Suitable energy resolving detectors include direct conversion detectors such as cadmium zinc telluride (CdZnTe or CZT) detectors, or cadmium telluride (CdTe) detectors, or other detectors with energy resolution. Alternatively, the detector 112 may be implemented alone or in combination with multiple scintillations, direct conversion detectors, or other energy decomposition techniques.

回転ガントリ部１０４は、検査領域１０８に関して検出器１１２の反対側に位置されるＸ線源１１６も支持する。Ｘ線源１１６は、回転ガントリ部１０４を介して、検出器１１２と協調して回転し、透過スキャンを実行するとき、検査領域１０８を横断するＸ線放射線を生成する。一実施例において、管加速電圧は、有利には、約１５０ｋｅＶに設定される。   The rotating gantry 104 also supports an x-ray source 116 located on the opposite side of the detector 112 with respect to the examination region 108. The X-ray source 116 rotates in cooperation with the detector 112 via the rotating gantry 104 and generates X-ray radiation that traverses the examination region 108 when performing a transmission scan. In one embodiment, the tube acceleration voltage is advantageously set to about 150 keV.

第１コリメータ１３２は、検出器素子の二次元のマトリクスを照射する、通常円錐形放射線ビーム１３６を形成するため、Ｘ線源１１６によって放出される放射線をコリメートする。第２の調節可能なコリメータ１４０は、所望される場合、通常扇形のビーム１４４を形成するようにビームをコリメートするため、ビームの経路内で位置決め可能である。使用されない場合、第２コリメータ１４０は、通常、円錐形ビームを提供するように配置される。   The first collimator 132 collimates the radiation emitted by the x-ray source 116 to form a generally conical radiation beam 136 that illuminates a two-dimensional matrix of detector elements. A second adjustable collimator 140 can be positioned in the beam path to collimate the beam to form a generally fan-shaped beam 144, if desired. When not in use, the second collimator 140 is typically arranged to provide a conical beam.

透過スキャンに対して、Ｘ線検出器１１２及びＸ線源１１６は、少なくとも１８０度＋ファン角度以上のＸ線投影が得られるように回転する。透過スキャンを実行する間、崩壊放射線が、実質的に並行して検出される。更に又は代替として、Ｘ線源１１６がオフにされるか、又は透過放射線が検出器１１２に達するのを防がれる間、崩壊放射線が検出され、オプションとして、回転ガントリ部１０４、したがって検出器１１２は、通常、静的位置に停止される。   For the transmission scan, the X-ray detector 112 and the X-ray source 116 rotate to obtain an X-ray projection of at least 180 degrees + fan angle or more. While performing a transmission scan, decay radiation is detected substantially in parallel. Additionally or alternatively, collapsing radiation is detected while the x-ray source 116 is turned off or transmitted radiation is prevented from reaching the detector 112 and, optionally, the rotating gantry 104 and thus the detector 112. Is normally stopped at a static position.

再構成部１４８は、検査領域１０８の減衰係数を含む容積測定画像データを生成するため、検出された透過（一次、コヒーレント散乱、又はこの両方の）放射線を表すデータを再構成する。画像データは、検査領域１０８の１又はそれより多くの画像を生成するため、撮像部（イメージャ）１５０によって更に処理され得る。   The reconstructor 148 reconstructs data representing the detected transmitted (first order, coherent scatter, or both) radiation to generate volumetric image data that includes the attenuation coefficient of the examination region 108. The image data can be further processed by an imager 150 to generate one or more images of the examination area 108.

回折プロセッサ１５２は、検査領域１０８及び該領域内の物体の回折パターンを生成するため、コヒーレント散乱放射線を表すデータを処理する。コヒーレント散乱放射線からＸ線回折パターンを生成する適切な技術は、Hardingによる米国特許ＵＳ６，４７０，０６７において述べられ、これは、全体として参照により本願明細書に明白に組み込まれたものとする。   The diffraction processor 152 processes data representing coherent scattered radiation to generate diffraction patterns of the inspection region 108 and objects within the region. A suitable technique for generating an X-ray diffraction pattern from coherent scattered radiation is described in US Pat. No. 6,470,067 by Harding, which is expressly incorporated herein by reference in its entirety.

一般に、回折パターンは、散乱されたＸ線の間のコヒーレンスによって生じ、運動量移行の関数である。運動量移行は、散乱Ｘ線のエネルギーと、散乱角の半分の正弦との積として推定され得る。このようなエネルギーは、エネルギー分解検出器から得られる。散乱角度は、通常、散乱なしのＸ線により従われる軌道に関して、散乱Ｘ線の軌道によって囲まれる角度である。この角度は、検出器素子の位置、及び散乱が発生した一次ファンビームの位置から得ることができる。   In general, the diffraction pattern is caused by coherence between scattered x-rays and is a function of momentum transfer. The momentum transfer can be estimated as the product of the scattered X-ray energy and the sine of the scattering angle. Such energy is obtained from an energy resolving detector. The scattering angle is usually the angle enclosed by the trajectory of scattered X-rays with respect to the trajectory followed by non-scattered X-rays. This angle can be obtained from the position of the detector element and the position of the primary fan beam where the scattering occurred.

ビニング部（binner）１５６は、異なるエネルギー範囲を有する複数のエネルギービンに渡ってエネルギー分解されたデータをビニングする。   A binning unit 156 bins the energy-resolved data over a plurality of energy bins having different energy ranges.

プロセッサ１６０は、減衰係数、回折パターン及びビニングされたデータを処理する。後で詳細に述べられるように、一例において、これは、放射性物質の存在を検出するためにこのデータを処理することを含み、オプションとして、材料は、検査領域１０８内に配置される物体における武器、爆発物、タイミング及び爆発装置、導線、並びに関心ある他の物体を見出す。   The processor 160 processes the attenuation coefficient, diffraction pattern and binned data. As will be described in detail later, in one example, this includes processing this data to detect the presence of radioactive material, and optionally the material is a weapon on an object placed in the examination area 108. Find explosives, timing and explosive devices, wires, and other objects of interest.

記憶構成要素１６４は、興味ある材料に対する既知の減衰係数、回折パターン及びエネルギー範囲を記憶する。   The storage component 164 stores known attenuation coefficients, diffraction patterns and energy ranges for the material of interest.

コンベヤベルトのような物体支持部１６８は、物体を検査領域１０８内に支持及び配置する。   An object support 168, such as a conveyor belt, supports and places the object in the inspection area 108.

汎用目的のコンピュータは、オペレータコンソール１７２として役に立つ。コンソール１７２は、モニタ又はディスプレイのような人間が読み取れる出力装置、及びキーボード及びマウスのような入力装置を含む。コンソールに常駐のソフトウェアは、オペレータが、例えばグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を通じてスキャナ１００を制御及び相互作用することを可能にする。   A general purpose computer serves as the operator console 172. Console 172 includes a human readable output device such as a monitor or display, and input devices such as a keyboard and mouse. Software resident in the console allows an operator to control and interact with the scanner 100, for example through a graphical user interface (GUI).

概して上記の様に、検出器１１２は、崩壊放射線及びコヒーレント散乱放射線を実質的に並行して検出し得る。コヒーレント散乱放射線を検出するため、第２の調節可能なコリメータ１４０は、通常扇形のビーム１４４を形成するためにビームをコリメートするようにビームの経路において移動される。図１において図示されるように、ビームは、通常、検出器素子の中間の又は中心の行１７６を打つようにコリメートされる。結果として、行１７６の検出器素子は、エネルギー補正コヒーレント散乱データに使用される一次放射線を検出する。他の行の検出器素子は、コヒーレント散乱放射線を検出する。   In general, as described above, detector 112 can detect decay radiation and coherent scattered radiation substantially in parallel. To detect coherent scattered radiation, the second adjustable collimator 140 is moved in the beam path to collimate the beam to form a generally fan-shaped beam 144. As illustrated in FIG. 1, the beam is typically collimated to strike a middle or central row 176 of detector elements. As a result, the detector elements in row 176 detect the primary radiation used in the energy corrected coherent scatter data. The other row of detector elements detects coherent scattered radiation.

動作は、図２に関連して記載されるであろう。参照符号２０４において、手荷物のような物体は、検査領域１０８に配置され、エネルギー分解検出器１１２は、検査領域１０８内に配置される放射性物質からの放出放射線と、検査領域１０８を横切るＸ線源１１６からの透過放射線とを含む、検査領域１０８から放射する放射線を検出する。検査領域１０８内の検出放射線及び手荷物を表す検出器１１２の出力は、後述するように、検査領域１０８における放射性物質及び密輸材料の存在を検出するために使用される。   The operation will be described in connection with FIG. At reference numeral 204, an object such as baggage is placed in the examination region 108, and the energy resolving detector 112 detects radiation emitted from radioactive material placed in the examination region 108 and an X-ray source that traverses the examination region 108. Radiation emanating from the examination region 108, including transmitted radiation from 116, is detected. The output of the detector 112 representing the detected radiation and baggage within the examination area 108 is used to detect the presence of radioactive material and smuggling material in the examination area 108, as described below.

２０８において、検出放射線を表す信号は、複数のエネルギービンに渡ってエネルギービニングされる。   At 208, a signal representative of the detected radiation is energy binned across a plurality of energy bins.

２１２において、ビニングされたデータは、Ｘ線源１１６の加速電圧より大きいエネルギーを有する放射線が検出されるかどうかを決定するために処理される。このような放射線は、Ｘ線源１１６以外の線源によって放出される放射線を表す。例として、上記のように、図示されたシステムの管加速電圧は、約１５０ｋｅＶである。約１５０ｋｅＶの閾値エネルギーより大きいエネルギーを有する放射線の検出は、Ｘ線源１１６以外の線源からの放射線が、検出器１１２によって検出される放射線を放出していることを示す。   At 212, the binned data is processed to determine whether radiation having an energy greater than the acceleration voltage of the X-ray source 116 is detected. Such radiation represents radiation emitted by a source other than the X-ray source 116. As an example, as described above, the tube acceleration voltage of the illustrated system is approximately 150 keV. Detection of radiation having an energy greater than the threshold energy of about 150 keV indicates that radiation from a source other than X-ray source 116 is emitting radiation that is detected by detector 112.

このようなエネルギーを有する放射線が検出される場合、２１６において、手荷物は、Ｘ線源１１６の加速電圧より大きいエネルギーを有する放射線を放出する放射性物質を含むと識別される。オプションとして、手荷物は、後述するようにＸ線源１１６の加速電圧より小さいエネルギーを有する放射線を放出する放射性物質を更に詳しく調べられ得る。   If radiation having such energy is detected, the baggage is identified at 216 as containing radioactive material that emits radiation having an energy greater than the acceleration voltage of the x-ray source 116. As an option, the baggage can be further examined for radioactive materials that emit radiation having energy less than the acceleration voltage of the X-ray source 116, as described below.

このようなエネルギーを有する放射線が検出されない（又はＸ線源１１６の加速電圧より小さいエネルギーを有する放射線のための更なる検査が所望される）場合、２２０において、興味がある放射性物質のエネルギー特性を含むエネルギー範囲を有するエネルギービンに対する強度は、隣接したエネルギービンに対する強度と比較される。いくつかの放射性同位元素及び同位元素の混合物は、１より多くのエネルギー準位の放射線を放出する。この場合において、複数のエネルギービンの強度は、他のエネルギービンの強度と比較される。代替として、ビニングされたデータは、興味がある放射性物質を表す強度ピークを有するエネルギービンを識別するために処理され得る。   If radiation having such energy is not detected (or further examination for radiation having energy less than the acceleration voltage of the X-ray source 116 is desired), at 220, the energy characteristics of the radioactive material of interest are determined. Intensities for energy bins having an included energy range are compared to intensities for adjacent energy bins. Some radioisotopes and mixtures of isotopes emit more than one energy level of radiation. In this case, the intensity of the plurality of energy bins is compared with the intensity of other energy bins. Alternatively, the binned data can be processed to identify energy bins having intensity peaks that represent the radioactive material of interest.

被検体のビンに対応する強度が隣接したエネルギービンの強度より大きい場合、又は強度ピークが識別される場合、２２８において次に記載されるように、手荷物は、更に検査される。そうでなければ、手荷物は、２２６において、放射性物質を含まないと考えられる。   If the intensity corresponding to the subject's bin is greater than the intensity of the adjacent energy bin, or if an intensity peak is identified, the baggage is further inspected as described next at 228. Otherwise, the baggage is considered free of radioactive material at 226.

２２８において、検出器１１２がＸ線源１１６によって生成される放射線に照射されないように、Ｘ線源１１６は、オフにされるか、又は遮蔽される。上記のように、検出器１１２が通常静的位置で停止されるように、回転ガントリ部１０４は、オプションとして止められる。   At 228, the x-ray source 116 is turned off or shielded so that the detector 112 is not exposed to radiation generated by the x-ray source 116. As described above, the rotating gantry 104 is optionally stopped so that the detector 112 is normally stopped in a static position.

２３２において、エネルギー分解検出器１１２は、検査領域１０８から放射する放射線を検出し、２３６において、エネルギー分解された検出放射線を表す信号が、複数のエネルギービンに渡ってビニングされ、各々が異なるエネルギー範囲に対応する。   At 232, the energy resolving detector 112 detects radiation emanating from the examination region 108, and at 236, a signal representing the energy resolved detection radiation is binned across a plurality of energy bins, each with a different energy range. Corresponding to

２４０において、ビニングされたデータは、興味のある放射性物質のエネルギー特性を有する放射線が検出されるかどうか決定するために処理される。これは、このようなエネルギーを有する検出放射線が、興味がある放射性物質に対する既知の記憶されたエネルギー範囲に対応するかどうかを決定することを含む。ビニングされたデータが崩壊放射線の存在を決定するために使用され、空間情報が必要とされないので、所与のエネルギービンに対する信号は、感度を増加させるためにともに足し合わされ得る。   At 240, the binned data is processed to determine if radiation having the energy characteristics of the radioactive material of interest is detected. This includes determining whether the detected radiation having such energy corresponds to a known stored energy range for the radioactive material of interest. Since binned data is used to determine the presence of decay radiation and no spatial information is required, the signals for a given energy bin can be added together to increase sensitivity.

記憶されるエネルギー範囲に対応するエネルギーを有する放射線が検出される場合、２４４において、物体は、放射性物質を含むと識別される。そうでなければ、物体は、消去される。   If radiation having an energy corresponding to the stored energy range is detected, at 244, the object is identified as containing radioactive material. Otherwise, the object is erased.

違法輸送において関心ある放射性同位元素又は放射性核種の例は、ウラン２３３、ウラン２３５、プルトニウム２３９、トリウム２３２、アメリシウム２４１、カドミウム１０９、セシウム１３７、カリフォルニウム２５２、コバルト６０、イリジウム１９２、クリプトン８５、鉛２１０、ストロンチウム９０、ラジウム２２６及びテクネチウム９９、並びに関心ある他の同位元素が挙げられる。   Examples of radioisotopes or radionuclides of interest in illegal transport are uranium 233, uranium 235, plutonium 239, thorium 232, americium 241, cadmium 109, cesium 137, californium 252, cobalt 60, iridium 192, krypton 85, lead 210, strontium 90, radium 226 and technetium 99, and other isotopes of interest.

２４８において、検出されたコヒーレント散乱放射線を表す信号は、Ｘ線回折パターンを生成するために処理される。   At 248, a signal representative of the detected coherent scattered radiation is processed to generate an X-ray diffraction pattern.

２５２において、計算された回折パターンは、関心のある既知の材料の記憶された既知の回折パターンと比較される。計算された回折パターンが既知の合法的な材料の回折パターンとマッチングする場合、手荷物は、２５６において密輸材料を含まないと考えられる。そうでなければ、２６０において、手荷物は、フラグを立てられ、必要に応じて更に検査される。   At 252, the calculated diffraction pattern is compared to a stored known diffraction pattern of a known material of interest. If the calculated diffraction pattern matches the diffraction pattern of a known legitimate material, the baggage is considered to contain no smuggled material at 256. Otherwise, at 260, the baggage is flagged and further inspected as necessary.

必要に応じて、円錐形ビーム１３６がファン形状ビーム１４４の代わりに形成されるように、第２コリメータ１４０が適切に配置され得る。この構成では、一次放射線は、崩壊放射線とともに検出され、検出された一次放射線を表す信号は、手荷物の放射線減衰を表す画像データを生成するために再構成され得る。生成される減衰データは、このような密輸材料が物体内に存在するかどうかを決定するため、興味がある密輸材料の記憶された減衰データと比較され得る。   If desired, the second collimator 140 can be appropriately positioned such that the conical beam 136 is formed instead of the fan-shaped beam 144. In this configuration, primary radiation is detected along with decay radiation and a signal representative of the detected primary radiation can be reconstructed to generate image data representative of the baggage radiation attenuation. The attenuation data generated can be compared to stored attenuation data for the smuggling material of interest to determine whether such smuggling material is present in the object.

変形例も考慮される。   Variations are also considered.

検出されるコヒーレント散乱放射線を表す信号が、手荷物の放射線減衰を表す容積測定画像データを生成するために再構成され得、このような密輸材料が検査領域１０８に存在するかどうかを決定するため、興味ある密輸材料の記憶された減衰データと比較され得ると認められる。逆投影技術を介してコヒーレント散乱放射線を表す信号を再構成する適切な技術は、Schlomkaらによる米国特許公開公報ＵＳ２００６／０１５３３２８において述べられる。   A signal representative of the detected coherent scattered radiation can be reconstructed to generate volumetric image data representative of the baggage radiation attenuation to determine whether such smuggled material is present in the examination region 108. It will be appreciated that it can be compared to stored attenuation data for the smuggling material of interest. A suitable technique for reconstructing a signal representing coherent scattered radiation via backprojection techniques is described in US Patent Publication US2006 / 0153328 by Schlomka et al.

ここで説明される例示的なシステムは、ＣＴスキャン及びＣＳＣＴスキャンを実行するため、それぞれ円錐形状ビーム及び扇形のビームを形成する第１コリメータ１３２及び第２コリメータ１４０を含む。他の実施形態では、第１コリメータ１３２は、省略され得、スキャナは、崩壊放射線の検出とともにＣＳＣＴスキャンを実行する。更に別の実施形態では、第２コリメータ１４０は、省略され得、スキャナは、崩壊放射線の検出とともにＣＴスキャンを実行する。   The exemplary system described herein includes a first collimator 132 and a second collimator 140 that form a cone-shaped beam and a fan-shaped beam, respectively, for performing a CT scan and a CSCT scan. In other embodiments, the first collimator 132 may be omitted and the scanner performs a CSCT scan with detection of decay radiation. In yet another embodiment, the second collimator 140 may be omitted and the scanner performs a CT scan with the detection of decay radiation.

再構成された信号は、検査領域内に遮蔽材料の放射線減衰特性も表す。したがって、スキャンされた手荷物を表す減衰係数を、興味がある遮蔽材料の記憶された既知の減衰係数と比較することによって、検査領域１０８内の遮蔽材料の存在は、検出され得る。遮蔽材料の後方の物体の十分な崩壊放射線をサンプリングするのにかかる時間は、遮蔽材料の減衰特性の関数である。それゆえ、マッチングする遮蔽材料の減衰係数は、十分な崩壊放射線が遮蔽材料を通過し、検出器１１２を打つのを可能にする適切な量の放射線サンプリング時間を決定するために使用され得る。   The reconstructed signal also represents the radiation attenuation characteristics of the shielding material within the examination area. Thus, by comparing the attenuation coefficient representing the scanned baggage with the stored known attenuation coefficient of the shielding material of interest, the presence of the shielding material in the examination region 108 can be detected. The time taken to sample sufficient decay radiation of the object behind the shielding material is a function of the attenuation characteristics of the shielding material. Therefore, the attenuation coefficient of the matching shielding material can be used to determine an appropriate amount of radiation sampling time that allows sufficient decay radiation to pass through the shielding material and strike the detector 112.

上記の応用及びこの変形例は、限定的ではないが、チェックイン、ハンドヘルド手荷物及びブレイクバルク貨物、空輸貨物、及び海運貨物の非破壊画像化を含む。   The above applications and this variation include, but are not limited to, non-destructive imaging of check-ins, handheld baggage and break bulk cargo, air cargo and shipping cargo.

本発明は、好ましい実施例に関して記載されている。変形例及び変更は、上記の詳細な説明を読み、理解した他人に思いつき得る。これらが添付の請求の範囲又はこの等価の物の範囲内にある限り、本発明は、このような変形例及び変更の全てを含むとして構成されることが意図される。   The invention has been described with reference to the preferred embodiment. Variations and changes may occur to others who have read and understood the above detailed description. The present invention is intended to be construed as including all such variations and modifications as long as they fall within the scope of the appended claims or their equivalents.

Claims (18)

検査領域及び該検査領域内の物体を横切る、Ｘ線源からの透過放射線、並びに前記物体内の放射性物質からの放出放射線を検出するステップと、
前記検出された放射線を表す信号を生成するステップと、
前記検出された放射線をエネルギー分解するステップと、
前記放出放射線のエネルギーに対応するエネルギーを有する検出された放射線を識別するため、前記エネルギー分解された放射線を処理するステップと
を有する方法。 Detecting transmitted radiation from an x-ray source and emitted radiation from radioactive material in the object across the inspection region and the object in the inspection region;
Generating a signal representative of the detected radiation;
Energy decomposing the detected radiation;
Processing the energy decomposed radiation to identify detected radiation having an energy corresponding to the energy of the emitted radiation. 前記エネルギー分解された放射線を処理するステップが、前記Ｘ線源の加速電圧より大きいエネルギーを有する放射線を識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein processing the energy decomposed radiation comprises identifying radiation having an energy greater than an acceleration voltage of the x-ray source. 前記エネルギー分解された放射線を処理するステップが、強度ピークを有するエネルギービンを識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein processing the energy decomposed radiation comprises identifying energy bins having intensity peaks. 前記エネルギー分解された放射線を処理するステップが、前記放射性物質に対応するエネルギー範囲を有するエネルギービンの強度情報を、少なくとも一つの他のエネルギービンの強度情報と比較するステップを含む、請求項１に記載の方法。   The processing of the energy decomposed radiation comprises comparing intensity information of energy bins having an energy range corresponding to the radioactive material with intensity information of at least one other energy bin. The method described. 前記エネルギー分解された放射線を処理するステップが、エネルギービンの間の強度の差を計算するステップを含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein processing the energy decomposed radiation comprises calculating an intensity difference between energy bins. 前記検出された透過放射線が、コヒーレント散乱放射線を含み、前記コヒーレント散乱放射線から前記物体を表す回折パターンを生成するステップを更に含み、前記回折パターンが、前記物体における密輸品を識別するために使用される、請求項１に記載の方法。   The detected transmitted radiation includes coherent scattered radiation and further includes generating a diffraction pattern representative of the object from the coherent scattered radiation, wherein the diffraction pattern is used to identify contraband in the object. The method according to claim 1. 前記放出放射線を検出する一方で、前記Ｘ線源をオフにするステップ、及び前記透過放射線を検出器の照射から防ぐステップのうちの１つを更に含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising one of detecting the emitted radiation while turning off the X-ray source and preventing the transmitted radiation from irradiating a detector. 前記放射線を検出するため、直接変換検出器及び複数のシンチレーション検出器のうちの１つを使用するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising using a direct conversion detector and one of a plurality of scintillation detectors to detect the radiation. 前記物体が手荷物を含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the object comprises baggage. 前記検出された透過放射線が、コヒーレント散乱放射線を含み、前記物体の減衰係数を含む画像データを生成するため、前記コヒーレント散乱放射線を表す前記データを再構成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising reconstructing the data representing the coherent scattered radiation to generate image data where the detected transmitted radiation includes coherent scattered radiation and includes an attenuation coefficient of the object. the method of. 前記検出された透過放射線が一次放射線を含み、前記物体の減衰係数を含む画像データを生成するため、前記一次放射線を表すデータを再構成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising reconstructing data representing the primary radiation to generate image data that includes the primary radiation and the attenuation coefficient of the object. 前記透過及び放出放射線は、１つの共通の検出器のみによって検出される、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the transmitted and emitted radiation is detected by only one common detector. 前記Ｘ線源及び検出器が、前記検査領域のまわりを回転する回転ガントリ上に配置される、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the x-ray source and detector are disposed on a rotating gantry that rotates about the examination region. 検査領域及び該検査領域内に配置される物体を横断する透過放射線を生成するＸ線源と、
前記物体内の放射性物質によって放出される放出放射線及びコヒーレント散乱された透過放射線を検出し、前記検出された放射線を示すデータを生成するエネルギー分解検出器と、
前記コヒーレント散乱放射線を表す回折パターンを生成するため、前記データを処理する回折プロセッサと、
前記放出放射線のエネルギーに対応するエネルギーを有する検出された放射線を識別するため、前記エネルギー分解放射線を処理する処理部と
を有するシステム。 An X-ray source that generates transmitted radiation that traverses an inspection region and an object disposed within the inspection region;
An energy-resolving detector that detects emitted radiation and coherently scattered transmitted radiation emitted by radioactive material in the object and generates data indicative of the detected radiation;
A diffraction processor for processing the data to generate a diffraction pattern representative of the coherent scattered radiation;
A processing unit for processing the energy-resolved radiation to identify detected radiation having an energy corresponding to the energy of the emitted radiation. 前記システムが手荷物検査システムである、請求項１４に記載のシステム。   The system of claim 14, wherein the system is a baggage inspection system. 前記システムはコヒーレント散乱コンピュータ断層撮影スキャナを含む、請求項１４に記載のシステム。   The system of claim 14, wherein the system comprises a coherent scatter computed tomography scanner. 前記Ｘ線源及びエネルギー分解検出器が、前記検査領域のまわりを回転する回転ガントリ上に配置される、請求項１４に記載のシステム。   The system of claim 14, wherein the x-ray source and energy resolving detector are disposed on a rotating gantry that rotates about the examination region. 検査領域及び該検査領域内の物体を横切る、Ｘ線源からの透過放射線、並びに前記物体内の放射性物質からの放出放射線を検出するステップと、
前記検出された放射線を表す信号を生成するステップと、
前記検出された放射線をエネルギー分解するステップと、
前記放射性物質に対応するエネルギーを有する検出された放射線を識別するため、前記エネルギー分解放射線を処理するステップと
をコンピュータによって実行されるときに行う指示を含む、コンピュータ可読記憶媒体。 Detecting transmitted radiation from an x-ray source and emitted radiation from radioactive material in the object across the inspection region and the object in the inspection region;
Generating a signal representative of the detected radiation;
Energy decomposing the detected radiation;
A computer readable storage medium comprising instructions for performing, when executed by a computer, processing the energy-resolved radiation to identify detected radiation having energy corresponding to the radioactive material.
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