EA201892471A1 20190430 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/201892471 Полный текст описания [**] EA201892471 20170502 Регистрационный номер и дата заявки US62/330,905 20160503 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2017/030651 Номер международной заявки (PCT) WO2017/192597 20171109 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21904 Номер бюллетеня [**] СИСТЕМА ОБРАБОТКИ РАДИАЦИОННОГО СИГНАЛА Название документа [8] G01N 23/04, [8] G01N 23/087, [8] G01N 23/203 Индексы МПК [GB] Мортон Эдвард Джеймс Сведения об авторах [US] РАПИСКАН СИСТЕМЗ, ИНК. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201892471a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система имеет линейную решетку детекторов с высокоэнергетическими и низкоэнергетическими детекторами. Используют способ обработки сигнала, учитывающий изменения углов, под которыми проходящие рентгеновские лучи падают на детекторы, а также изменение порядка, в котором пропускаемые рентгеновские лучи проходят через высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы. Это обеспечивает как высокое разрешение сгенерированных изображений, так и лучшую эффективность проникновения.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система имеет линейную решетку детекторов с высокоэнергетическими и низкоэнергетическими детекторами. Используют способ обработки сигнала, учитывающий изменения углов, под которыми проходящие рентгеновские лучи падают на детекторы, а также изменение порядка, в котором пропускаемые рентгеновские лучи проходят через высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы. Это обеспечивает как высокое разрешение сгенерированных изображений, так и лучшую эффективность проникновения.


Евразийское (21) 201892471 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.04.30
(22) Дата подачи заявки 2017.05.02
(51) Int. Cl.
G01N23/04 (2006.01) G01N 23/087 (2006.01)
G01N 23/203 (2006.01)
(54) СИСТЕМА ОБРАБОТКИ РАДИАЦИОННОГО СИГНАЛА
(31) 62/330,905
(32) 2016.05.03
(33) US
(86) PCT/US2017/030651
(87) WO 2017/192597 2017.11.09
(71) Заявитель:
РАПИСКАН СИСТЕМЗ, ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Мортон Эдвард Джеймс (GB)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система имеет линейную решетку детекторов с высокоэнергетическими и низкоэнергетическими детекторами. Используют способ обработки сигнала, учитывающий изменения углов, под которыми проходящие рентгеновские лучи падают на детекторы, а также изменение порядка, в котором пропускаемые рентгеновские лучи проходят через высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы. Это обеспечивает как высокое разрешение сгенерированных изображений, так и лучшую эффективность проникновения.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2420-552931ЕА/026
СИСТЕМА ОБРАБОТКИ РАДИАЦИОННОГО СИГНАЛА ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка основана на предварительной патентной заявке Соединенных Штатов с номером 62/330905, озаглавленной "Radiation Signal Processing System" и поданной 3 мая 2016 г., приоритет которой испрашивается, полное содержание которой также включено в настоящий документ по ссылке.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание в общем относится к области систем визуализации на основе радиационной энергии и более конкретно, к улучшенной двухэнергетической системе для обнаружения скрытых объектов и идентификации представляющих интерес материалов.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Радиографические изображения получают посредством обнаружения радиоактивного излучения, пропускаемого через исследуемый объект или рассеиваемого от него. Плотность, атомное число и общее количество присутствующего материала определяют степень ослабления радиоактивного излучения и, таким образом, характер и тип полученного радиографического изображения. Посредством определения среднего поглощения рентгеновских лучей или фотонов гамма-излучения по мере их прохождения по различным траекториям рентгеновских лучей, можно выводить информацию о характеристиках материала, через который они проходят. Интенсивность рассеянных рентгеновских лучей связана с атомным числом (Z) материала, рассеивающего эти рентгеновские лучи. Как правило, для атомных чисел менее 25, интенсивность обратного рассеяния рентгеновских лучей, или отражения рентгеновских лучей, уменьшается с увеличением атомного числа. С другой стороны, материалы с высоким атомным числом (Z> 70) характеризуются большим ослаблением низкого и высокого конца спектра рентгеновских лучей. Таким образом, рентгеновские изображения в первую очередь модулируется посредством изменения атомных чисел различных материалов, присутствующих внутри объекта (например, внутри груза).
Поскольку окончательное изображение модулируется в соответствии с атомными числами различных материалов, присутствующих внутри объекта, общим для рентгеновских систем визуализации является получение изображений с темными областями. Хотя эти темные области могут указывать на присутствие опасных материалов, они дают мало информации о точном характере опасности. Кроме того, радиограммы, полученные посредством общепринятых рентгеновских систем, часто
сложно интерпретировать, поскольку на этих радиограммах объекты накладываются, что может искажать изображение. Таким образом, квалифицированный оператор должен исследовать и интерпретировать каждое изображение, чтобы высказывать мнение, присутствует или нет представляющий интерес целевой объект, такая как опасность. Утомление и рассеянность оператора может ухудшать производительность обнаружения при необходимости интерпретации большого числа таких радиограмм, например, в транзитных пунктах и портах с интенсивным движением. Даже при использовании автоматических систем, становится сложным соответствовать подразумеваемому требованию поддерживать низкое число сигналов ложной тревоги, когда система работает с высокой пропускной способностью.
Одним из способов получения более полезной информации и большей ясности от рентгеновской визуализации является использование двухэнергетических систем для измерения эффективных атомных чисел материалов в контейнерах или багаже. В настоящем документе пучок рентгеновских лучей разделяют на две широкие категории: пучок низкоэнергетических рентгеновских лучей и пучок высокоэнергетических рентгеновских лучей. Часто этого достигают посредством пропускания пучка рентгеновских лучей через первый тонкий рентгеновский детектор, который отвечает предпочтительно на низкоэнергетическое рентгеновское излучение. Этот отфильтрованный пучок затем пропускают через второй детектор, отвечающий на оставшийся пучок рентгеновских лучей, обогащенный частью спектра с более высокой энергией. Затем определяют эффективное атомное число посредством получения разницы между высокоэнергетическими и низкоэнергетическими сигналами. Этот способ является особенно эффективным для пучков рентгеновских лучей в диапазоне от 60 кВ до 450 кВ, где быстрое изменение линейного коэффициента ослабления проверяемого объекта дает хороший контраст между низкоэнергетическими и высокоэнергетическими областями спектра.
Некоторые из проблем обработки высокоэнергетических и низкоэнергетических сигналов в двухэнергетической системе, которые, в свою очередь, влияют на точность рассчитанного результата, включают изменения углов, под которыми пропускаемые рентгеновские лучи падают на детекторы, а также изменение порядка, в котором пропускаемые рентгеновские лучи проходят через высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы.
Соответственно, существует необходимость улучшенных способа и системы для обработки сигнала в двухэнергетических системах визуализации, которые направлены на решение проблем, с которыми сталкиваются общепринятые способы обработки сигнала, и
обеспечивают не только высокое разрешение сгенерированных изображений, но также лучшую эффективность проникновения. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В некоторых вариантах осуществления настоящее описание раскрывает способ обработки сигнала в двухэнергетической сканирующей рентгеновской системе, содержащей рентгеновский источник, выполненный с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей, и линейную решетку детекторов, имеющую по меньшей мере высокоэнергетический рентгеновский детектор, выполненный с возможностью обнаружения упомянутых высокоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных высокоэнергетических пикселей, и низкоэнергетический рентгеновский детектор, выполненный с возможностью обнаружения упомянутых низкоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных низкоэнергетических пикселей, причем способ включает: с использованием упомянутой линейной решетки детекторов генерацию упомянутых данных высокоэнергетических пикселей и низкоэнергетических пикселей; с использованием процессора, обменивающегося данными с упомянутой линейной решеткой детекторов, выборку данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму для создания выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей, соответственно, в виде кривой из точек; с использованием упомянутого процессора, расчет множества эквивалентных толщин детектора на основании выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей; с использованием упомянутого процессора определение значения эффективного Z на основании упомянутого множества эквивалентных толщин детектора; с использованием упомянутого процессора, определение значения интенсивности для упомянутых выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей; с использованием упомянутого процессора, генерацию изображения на основании эффективного Z и интенсивности; отображение упомянутого изображения на дисплее.
Необязательно, выборка данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму включает интерполяцию данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге.
Необязательно, определение значения эффективного Z дополнительно включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей.
Необязательно, определение значения эффективного Z включает получение доступа к таблице соответствия для извлечения данных, связывающих эффективный Z с функцией от упомянутого множества эквивалентных толщин детектора. Необязательно, упомянутую функцию определяют посредством измерения пропускания через поглотители с известными характеристиками, помещенные на пути упомянутого рентгеновского источника, выполненного с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей. Кроме того, необязательно, высокоэнергетические рентгеновские лучи и низкоэнергетические рентгеновские лучи пропускают через упомянутые поглотители посредством помещения поглотителей на моторизованный конвейер рядом с упомянутым рентгеновским источником.
Необязательно, упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, расположенных в ступенчатой схеме расположения. Необязательно, упомянутое множество различных материалов содержит пластик, алюминий и сталь.
Необязательно, упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, причем каждый материал из упомянутого множества различных материалов имеет различную длину и расположен поверх другого материала из упомянутого множества различных материалов для получения ступенчатой схемы расположения.
Необязательно, определение значения интенсивности выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей, выбранных данных низкоэнергетических пикселей и заданной переменной, полученной из таблицы соответствия.
Необязательно, заданную переменную определяют из кривой, взвешивающей количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения интенсивности низкоэнергетического пикселя.
В некоторых вариантах осуществления настоящее описание относится к двухэнергетической рентгеновской сканирующей системе, содержащей: рентгеновский источник, выполненный с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей; линейную решетку детекторов, имеющую множество высокоэнергетических рентгеновских детекторов, выполненных с возможностью обнаружения упомянутых высокоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных высокоэнергетических пикселей, и множество низкоэнергетических рентгеновских детекторов, выполненных с возможностью обнаружения упомянутых низкоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных низкоэнергетических
пикселей; контроллер, содержащий процессор, обменивающийся данными с невременной памятью, причем упомянутый процессор выполнен с возможностью: приема упомянутых данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселях; выборки данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей для создания выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей, соответственно, в виде кривой из точек; расчета множества эквивалентных толщин детектора на основании выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей; определения значения эффективного Z на основании упомянутого множества эквивалентных толщин детектора; определения значения интенсивности упомянутых выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей; и генерации изображения на основании эффективного Z и интенсивности; и дисплей, обменивающийся данными с упомянутым контроллером и выполненный с возможностью приема упомянутого изображения и отображения упомянутого изображения.
Необязательно, выборка данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму включает интерполяцию данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге.
Необязательно, определение значения эффективного Z дополнительно включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей.
Необязательно, определение значения эффективного Z включает получение доступа к таблице соответствия для извлечения данных, связывающих эффективный Z с функцией упомянутого множества эквивалентных толщин детектора.
Необязательно, упомянутую функцию определяется посредством измерения пропускания через поглотители с известными характеристиками, помещенные на пути упомянутого рентгеновского источника, выполненного с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей.
Необязательно, упомянутые высокоэнергетические рентгеновские лучи и низкоэнергетические рентгеновские лучи пропускаются через упомянутые поглотители посредством помещения поглотителей на моторизованный конвейер рядом с упомянутым рентгеновским источником, и при этом упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, расположенных в ступенчатой схеме расположения.
Необязательно, упомянутое множество различных материалов содержит пластик,
алюминий и сталь, и при этом каждый материал из упомянутого множества различных материалов имеет различную длину и расположен поверх другого материала из упомянутого множества различных материалов для получения ступенчатой схемы расположения.
Необязательно, определение значения интенсивности выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей, выбранных данных низкоэнергетических пикселей и заданной переменной, полученной из таблицы соответствия.
Необязательно, заданная переменная определяется из кривой, взвешивающей количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения интенсивности низкоэнергетического пикселя.
В одном варианте осуществления настоящее описание относится к способу обработки сигнала для двухэнергетической рентгеновской сканирующей системы, содержащей линейную решетку детекторов, содержащую по меньшей мере высокоэнергетический рентгеновский детектор и низкоэнергетический рентгеновский детектор, причем детекторы обнаруживают рентгеновские лучи для выдачи обнаруженных пикселей изображения, причем способ включает: повторную выборку обнаруженных данных ВЭ (высокоэнергетических) и НЭ (низкоэнергетических) пикселей в альтернативной кривой из точек; расчет эквивалентных толщин НЭ и ВЭ детектора для каждого повторно выбранного в пространстве пикселя из исходных данных пикселей; определение значения эффективного Z для каждого повторно выбранного пикселя; определение значения интенсивности для каждой повторно выбранной пары пикселей; и представление отображенного на дисплее изображения с использованием значений эффективного Z и интенсивности для повторно выбранных пикселей.
Необязательно, этап повторной выборки обнаруженных пикселей в альтернативной кривой из точек включает интерполяцию обнаруженных пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге. Необязательно, этап определения значения эффективного Z включает использование по меньшей мере: высокоэнергетических и низкоэнергетических значений обнаруженных пикселей и значений толщины для высокоэнергетических и низкоэнергетических детекторов из линейной решетки детекторов.
Необязательно, этап определения значения эффективного Z включает использование функции толщины высокоэнергетических детекторов и низкоэнергетических детекторов, определенной с использованием таблицы соответствия. Необязательно, функцию толщины высокоэнергетических детекторов и
низкоэнергетических детекторов получают с использованием поглотителей с известными характеристиками на пути рентгеновских лучей, испускаемых в рентгеновской сканирующей системе.
Необязательно, испускаемый пучок рентгеновских лучей пропускают через поглотители из множества материалов, имеющих известные характеристики, посредством помещения материалов на моторизованный конвейер рядом с рентгеновским источником рентгеновской сканирующей системы.
Необязательно этап определения значения интенсивности обнаруженных пикселей включает использование по меньшей мере: высокоэнергетических и низкоэнергетических значений обнаруженных пикселей и заданной переменной, полученной из таблицы соответствия. Необязательно, заданную переменную получают из кривой, наилучшим образом взвешивающей количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения интенсивности низкоэнергетического пикселя.
Необязательно, обнаруженное изображение представляет собой в основном однородное изображение, которое может быть представлено на любом терминале с дисплеем, соединенным с рентгеновской сканирующей системой.
В одном варианте осуществления настоящее описание относится к двухэнергетической рентгеновской сканирующей системе, содержащей линейную решетку детекторов, содержащую по меньшей мере высокоэнергетический рентгеновский детектор и низкоэнергетический рентгеновский детектор, причем детекторы обнаруживают рентгеновские лучи для выдачи обнаруженных пикселей изображения, которые обрабатывают для получения обнаруженного изображения, причем обработка включает: повторную выборку данных обнаруженных ВЭ (высокоэнергетических) и НЭ (низкоэнергетических) пикселей в альтернативной кривой из точек; расчет эквивалентных толщин НЭ и ВЭ детектора для каждого повторно выбранного в пространстве пикселя из исходных данных пикселей; определение значения эффективного Z для каждого повторно выбранного пикселя; определение значения интенсивности для каждой повторно выбранной пары пикселей; и представление отображенного на дисплее изображения с использованием значений эффективного Z и интенсивности для повторно выбранных пикселей.
Необязательно, этап повторной выборки обнаруженных пикселей в альтернативной кривой из точек включает интерполяцию обнаруженных пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге.
Необязательно, этап определения значения эффективного Z включает использование по меньшей мере: высокоэнергетических и низкоэнергетических значений
обнаруженных пикселей и значений толщины для высокоэнергетических и низкоэнергетических детекторов из линейной решетки детекторов. Необязательно, этап определения значения эффективного Z включает использование функции толщины высокоэнергетических детекторов и низкоэнергетических детекторов, определенной с использованием таблицы соответствия.
Необязательно, обнаруженное изображение представляет собой в основном однородное изображение, которое может быть представлено на любом терминале с дисплеем, соединенным с рентгеновской сканирующей системой.
Вышеупомянутые и другие варианты осуществления настоящего изобретения более подробно описаны на чертежах и в подробном описании, представленном ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения следует иметь в виду, поскольку они станут более понятными со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
ФИГ. 1 представляет собой обзор примерной двухэнергетической рентгеновской системы визуализации;
На ФИГ. 2 проиллюстрирована линейная решетка детекторов и углы различных рентгеновских лучей, пропускаемых сквозь решетку детекторов, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
ФИГ. 3 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую линейную решетку детекторов, содержащую высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
ФИГ. 4 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую способ обработки сигнала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
ФИГ. 5 иллюстрирует графическое представление способа выборки обнаруженных пикселей, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
На ФИГ. 6 проиллюстрирована примерная alpha-кривая в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
На ФИГ. 7 проиллюстрирована примерная таблица соответствия, которую можно использовать для вывода на экран изображения, полученного с использованием радиоактивного излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
На ФИГ. 8 проиллюстрирован график, на который нанесены кривые ВЭ-НЭ против
ВЭ+НЭ, соответствующие трем примерным материалам, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
На ФИГ. 9 проиллюстрирована примерный узел детектора в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания;
На ФИГ. 10А проиллюстрированы поглотители, которые можно помещать на пути пучка лучей, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания; и
На ФИГ. 10В проиллюстрированы поглотители, помещенные на пути пучка лучей, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее описание относится к улучшенным низкоэнергетическим и высокоэнергетическим линейным решеткам детекторов для двухэнергетической системы визуализации, причем два набора детекторов (соответствующих высокой и низкой энергии) линейной решетки детекторов имеют различные степени сегментации. Сегментация относится к разделению детектора на более мелкие дискретные секции. Когда детектор обладает большей сегментацией, он обеспечивает более тонкую пикселизацию, таким образом, улучшая свое пространственное разрешение, и его можно использовать для специфической идентификации точного положения столкновения с рентгеновским лучом. По сравнению с этим, более широкий или меньший уровень сегментации в детекторе обеспечивает больший объем приближающихся рентгеновских лучей для соударения или поглощения/детектирования. В одном варианте осуществления настоящего описания высокоэнергетический детектор имеет более грубую пикселизацию (более крупную сегментацию), таким образом, улучшая его эффективность проникновения. Один вариант осуществления относится к низкоэнергетическому детектору с более тонкой сегментацией. Можно отметить, что более высокое разрешение для низкоэнергетического детектора обеспечивает также улучшенное разрешение для проводов или улучшенную возможность увидеть мелкие провода, в то время как более низкое разрешение для высокоэнергетического детектора улучшает эффективность проникновения. В различных вариантах осуществления настоящее описание относится к линейной решетке детекторов, предоставляющей как высокоэнергетические, так и высокоэнергетические характеристики.
Настоящее описание относится к множеству вариантов осуществления. Следующее описание представлено, чтобы обеспечить специалисту в данной области возможность осуществлять это изобретение на практике. Формулировки, используемые в этом описании, не следует интерпретировать как отрицание в общем любого конкретного варианта осуществления или использовать для ограничения формулы изобретения за
рамками терминов, используемых в настоящем описании. Общие принципы, определенные в настоящем описании, можно относить к другим вариантам осуществления и применениям без отклонения от содержания и объема изобретения. А также, используемая терминология и фразеология предназначена для цели описания примерных вариантов осуществления и не является ограничивающей. Таким образом, настоящее изобретение соответствует самому широкому объему, включающему многочисленные альтернативы, модификации и эквиваленты, согласующиеся с описанными принципами и признаками. С целью ясности, детали, относящиеся к техническому материалу, известные в области техники, относящейся к изобретению, не описаны подробно, чтобы чрезмерно не затруднять понимание настоящего изобретения.
В описании и формуле этой заявки, каждое из слов "содержать" "включать" и "иметь", и их формы, не обязательно ограничены элементами списка, с которым можно связать эти слова. В настоящем описании следует отметить, что любой признак или компонент, описанный в связи с конкретным вариантом осуществления, можно использовать и реализовывать вместе с любым другим вариантом осуществления, если явно не указано иное.
Кроме того, следует понимать, что все способы, описанные в настоящем документе, выполняются в процессоре и воплощены в программных инструкциях, сохраняемых в постоянной памяти. Процессор обменивается данными с одним или более компонентами описанной рентгеновской системы, включая сканер рентгеновских лучей, решетку детекторов и/или мониторы с дисплеем. Процессор может содержать любое количество микросхем, систему на модулях микросхем, материнские платы, интегрированные аппаратные платформы или распределенные аппаратные платформы.
На ФИГ. 1 представлен обзор примерной двухэнергетической рентгеновской системы визуализации. В этом примере, систему визуализации используют для проверки багажа, общеупотребительной в аэропортах и других транзитных пунктах. Применительно к ФИГ. 1, в процессе работы рентгеновской системы проверки 100, объекты 105, такие как багаж, переводят на конвейер 115 через камеру для сканирования багажа 110. Камера 110 содержит рентгеновский источник и множество детекторных элементов. Рентгеновский источник облучает транспортируемый конвейером объект 105 проникающим радиоактивным излучением, в то время как детекторные элементы собирают радиоактивное излучение, пропускаемые сквозь объект 105. Уровни собранного радиоактивного излучения обрабатывают с использованием системы обработки, такой как компьютер, для генерации и при необходимости, хранения, сканированных изображений транспортируемых конвейером объектов 105. В конкретных аппаратных конфигурациях
изображения можно сохранять. Продолжительность хранения изображений основана на необходимости. Сгенерированные изображения представляют на устройстве для просмотра, таком как монитор 125, для просмотра/проверки изображений оператором. В конкретных режимах функционирования, изображения посылают удаленному оператору. Затем, если оператор желает физически проинспектировать содержимое сканированного объекта на основании просмотра оператором соответствующих изображений, оператор может осуществить это посредством остановки конвейера 115 в подходящее время, чтобы позволить доступ к сканированному объекту в области доступа 130. Примерным воплощением рентгеновской лучей системы визуализации 100 является система Rapiscan 620DV, которая представляет собой мультиэнергетическую систему с двухоконным режимом экрана и является коммерчески доступной из Rapiscan Systems, Inc.
В некоторых вариантах осуществления низкоэнергетические рентгеновские сигналы имеют энергию в диапазоне от 20 кэВ до максимальной энергии вспышки. В некоторых вариантах осуществления низкоэнергетические рентгеновские сигналы имеют энергию в диапазоне от 50 кэВ до максимальной энергии вспышки. В одном варианте осуществления максимальная энергия вспышки составляет 160 кэВ. Фракция или доля низкоэнергетического сигнала по сравнению с высокоэнергетическим сигналом больше в низкоэнергетическом детекторе, чем в высокоэнергетическом детекторе.
В различных вариантах осуществления настоящее описание относится к линейной решетке детекторов. Обычно, решетка детекторов сегментирована на короткие фрагменты, где каждый фрагмент имеет длину примерно 100 мм. Внутри решетки, каждая секция помещена под углом, так чтобы являться перпендикулярным пучку рентгеновских лучей в точке падения. Однако такую решетку детекторов сложно изготовить. Настоящее описание направлено на решение этой проблемы посредством предоставления решетки детекторов, имеющей расположенные в линию высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы.
Одной из проблем, встречающейся в обработке высокоэнергетических и низкоэнергетических сигналов в двухэнергетической системе с использованием линейной решетки детекторов, такой как система, представленная в настоящем описании, является то, что по мере изменения угла пропускаемых рентгеновских лучей, площадь детектора, через которую они проходят, также меняется, что может приводить к перекрестным искажениям. Это проиллюстрировано на ФИГ. 2. Применительно к ФИГ. 2, L1 201, L2 202 и L3 203 представляют собой низкоэнергетические детекторы, помещенные рядом с высокоэнергетическими детекторами HI 211, Н2 212 и НЗ 213. Рентгеновские лучи 255, 257 и 258 падают на высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы под
различными углами. Таким образом, луч 257 проходит через детекторы L2 202 и НЗ 10 213, луч 255 проходит через L2 202 и Н2 212, луч 258 проходит через L2 202 и HI 211. На фигуре можно отметить, что рентгеновский луч 255 падает на детекторы точно перпендикулярно. Этот рентгеновский луч проходит через определенную ширину двух соседних детекторов, которую можно назвать X 260. Однако, лучи 257 и 258 падают на детекторы под углом, и таким образом, они проходят через ширину 262 двух соседних детекторов, которая превышает X 260, поскольку расстояние, пройденное лучом 257 через L2 202 и НЗ 213 превышает расстояние, пройденное лучом 255 через L2 202 и Н2 212. Таким образом, двухэнергетические сигналы необходимо корректировать по этой изменчивости в ходе обработки.
Кроме того, с изменением угла, под которым рентгеновские лучи падают на детекторы, выставление между высокоэнергетическими и низкоэнергетическими детекторами также меняется. Таким образом, изменение угла означает не только то, что различные рентгеновские лучи проходят через различную толщину детекторов, но также то, что рентгеновские лучи могут проходить через первый детектор и второй детектор, который находится не непосредственно за первым детектором, рядом с ним. Таким образом, это означает то, что высокоэнергетические рентгеновские лучи падают на высокоэнергетический детектор в одном положении, и связанный низкоэнергетический компонент того же самого пучка рентгеновских лучей падает на детектор в другом положении, таким образом, создавая путаницу применительно к тому, откуда фактически поступили рентгеновские лучи. Следовательно, обработку пикселей необходимо корректировать также по этой изменчивости. Настоящее описание относится к способу эффективного преодоления вышеупомянутых проблем обработки сигнала.
В одном варианте осуществления, способ осуществляют посредством системы обработки рентгеновской системы визуализации (как описано применительно к ФИГ. 1), которая генерирует изображение объектов, сканированных с использованием рентгеновского излучения. ФИГ. 3 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую линейную решетку детекторов, содержащую как высокоэнергетические, так и низкоэнергетические детекторы, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. Применительно к ФИГ. 3, серии высокоэнергетических (ВЭ) детекторов 335 помещают рядом с сериями низкоэнергетических (НЭ) детекторов 325, таким образом, формируя двухэнергетическую линейную решетку детекторов. В одном варианте осуществления высокоэнергетические детекторы 335 представляют собой крупно сегментированные детекторы с низким разрешением, разработанные для улучшения эффективности проникновения, в то время
как низкоэнергетические (НЭ) детекторы 325 представляют собой тонко сегментированные детекторы с высоким разрешением, разработанные для улучшенного разрешения для проводов (возможности увидеть мелкие провода). Иными словами, каждый ВЭ детектор имеет большую толщину, чем соседний с ним НЭ детектор. В другом варианте осуществления каждый ВЭ детектор имеет большую толщину, чем каждый НЭ детектор в решетке детекторов. В другом варианте осуществления каждый ВЭ детектор имеет толщину, которая относительно соседнего с ним НЭ детектора лежит в любом месте диапазона увеличения толщины на 1% - 300%, и составляет каждое числовое увеличение в пределах этого диапазона.
ФИГ. 4 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую способ обработки сигнала, в соответствии с вариантом осуществления. Применительно к ФИГ. 4, на этапе 401 обнаруженные пиксели подвергают выборке в линейном пространстве. В одном варианте осуществления выборку проводят посредством интерполяции обнаруженных пикселей как эквидистантных точек на воображаемой дуге. Рентгеновские лучи, проходящие через высокоэнергетические и низкоэнергетические детекторы, генерируют соответствующие высокоэнергетические/низкоэнергетические сигналы, где каждый сигнал детектора может представлять собой пиксель. ФИГ. 5 иллюстрирует графическое представление способа выборки обнаруженных пикселей в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. Как показано на ФИГ. 5, эти сигналы интерполируют таким образом, что их картируют на воображаемой дуге 545 с эквидистантными точками. В различных вариантах осуществления сигналы можно интерполировать в любой виртуальной форме для генерации альтернативной кривой из точек, которая может также позволять операторам расширять или сжимать изображение для коррекции соотношения сторон изображения. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления другую кривую из точек можно использовать для каждого типа геометрии ракурса.
Дуга 545, показанная на ФИГ. 5, подразумевает, что число плотных пикселей в углу 550 и число редких на краях 552 проецируются на дугу, разделенную на равные промежутки. В некоторых вариантах осуществления, физические элементы детектора 325, 335 (показанные на ФИГ. 3) расположены по краю сканирующего туннеля, таким образом, более плотные сигнал(ы) (пиксели) детектора наблюдают около углов 550 решетки детекторов, самых дальних от источника радиоактивного излучения 560, как представлено на ФИГ. 5.
Это представляет собой первый этап в способе обработки и включает повторную выборку пикселей в линейном пространстве. Таким образом, значения из одного или
более низкоэнергетических детекторов повторно выбирают в один эквивалентно масштабированный низкоэнергетический пиксель, в то время как одно или более значений из высокоэнергетического детектора повторно выбирают как один эквивалентный высокоэнергетический пиксель. Результатом являются два новых набора данных (один набор данных, соответствующий низкоэнергетическому радиоактивному излучению, и другой набор данных, соответствующий высокоэнергетическому радиоактивному излучению), которые являются эквивалентными пиксельным решеткам, которые расположены перпендикулярным образом, где такой повторно выбранный пиксель 554 локализован на новой кривой, такой как дуга.
Каждый низкоэнергетический и высокоэнергетический пиксель в повторно масштабированных наборах высокоэнергетических и низкоэнергетических данных соответствует немного различной толщине переднего сенсора, и толщине заднего сенсора в зависимости от угла падения пучка рентгеновских лучей на эту точку решетки. Например, для пучка с перпендикулярным падением (например, с траекторией 255, показанной на ФИГ. 2), толщина материала низкоэнергетического и высокоэнергетического детектора, пройденная пучком рентгеновских лучей, является равной фактической толщине одного низкоэнергетического детектора и одного высокоэнергетического детектора. В отличие от этого, для пучка с наклонным падением (например, с траекторией 258, показанной на ФИГ. 2), толщина материала низкоэнергетического и высокоэнергетического детектора, пройденная пучком рентгеновских лучей, будет больше фактической толщины одного низкоэнергетического детектора и одного высокоэнергетического детектора. Таким образом, является необходимым, для расчета эффективного атомного числа (эффективного Z) материалов на пути пучка рентгеновских лучей между рентгеновским источником и решеткой детекторов, измерять или рассчитывать набор функций взвешивания, одну функцию двойного взвешивания на повторно масштабированный высокоэнергетический и низкоэнергетический пиксель, которые могут компенсировать изменение в толщине материала детектора, пройденного пучком, соответствующим каждому повторно масштабированному двухэнергетическому пикселю.
Со ссылкой снова на ФИГ. 4, на этапе 402, выбранные пиксели калибруют по эквивалентной толщине материала детектора, как для высокоэнергетических, так и для низкоэнергетических повторно выбранных пикселей перед расчетом эффективного атомного числа (Z эфф) материалов на пути между рентгеновским источником и решеткой детекторов. Z эфф представляет собой совокупное атомное число, которое является показательным для всех материалов на пути пучка рентгеновских лучей между
рентгеновским источником и детекторами.
На этапе 403, Z эфф рассчитывают с использованием следующего уравнения:
Z эфф=(№гЬоО/(Ни+ЬоО +Wi(thii/tlOi) (1),
где Hit относится к высокой энергии в пикселе i;
Loi относится к низкой энергии в пикселе i;
thii относится к толщине высокоэнергетического детектора в пикселе i;
tloi относится к толщине низкоэнергетического детектора в пикселе i; и
wi относится к функции толщины высокоэнергетического детектора от толщины низкоэнергетического детектора.
В одном варианте осуществления wi рассчитывают с использованием таблицы соответствия и определяют на основании способа, обсуждаемого позже в описании. В одном варианте осуществления содержимое таблицы соответствия получают с использованием средств вычисления, таких как, но без ограничения, модель Монте-Карло для рентгеновской системы визуализации, или посредством экспериментальных измерений свойств пучка рентгеновских лучей. Специалисту в данной области понятно, что можно использовать альтернативные способы расчета эффективного Z, включая, но без ограничения, использование логарифмических значений Hit и Loi, использование альтернативных весовых коэффициентов и использование нелинейных комбинаций Hii и Lot.
На следующем этапе 404, интенсивность (It) рассчитывают на основе пикселя с использованием следующего уравнения:
Ii=(Loi+ alpha(Loj)Hii)/(l+ alpha(LoO) (2),
где alpha представляет собой переменную из таблицы соответствия;
Loi представляет собой ослабление для низкоэнергетического объекта;
и Hi представляет собой ослабление для высокоэнергетического объекта.
В одном варианте осуществления alpha устанавливают на ноль для высоких значений Lot (ослабления для низкоэнергетического объекта) и увеличивают до 1 для малых значений Loi (приближающихся к ослаблению для высокоэнергетического объекта). Между этими двумя точками alpha определяют как непрерывную монотонно возрастающую кривую заданной формы. Как правило, одну и ту же alpha-кривую следует использовать для всех пикселей в изображении. На ФИГ. 6 проиллюстрирована примерная alpha-кривая 600, соответствующая значениям Loi в диапазоне от 0 до максимума, показанного на оси х 602. Как можно видеть на ФИГ. 6, alpha представлена как произвольная кривая 600 со значением ноль при максимальном значении Loi, и значение alpha увеличивается до 1 при минимальном (или нулевом) значении Lot. В
некоторых вариантах осуществления alpha определяют как кривую, наилучшим образом взвешивающую количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения низкоэнергетического сигнала, чтобы максимизировать отображаемое пространственное разрешение, в то же время одновременно обеспечивая наивысшую эффективность проникновения.
Со ссылкой снова на ФИГ. 4 для отображения конечного изображения на экране для проверки на этапе 405 каждый пиксель на изображении окрашивают в соответствии, как с его интенсивностью, так и с его Z эфф. Это, как правило, осуществляют с использованием таблицы соответствия.
На ФИГ. 7 проиллюстрирована примерная таблица 700 соответствия, которую можно использовать для отображения на экране изображения, полученного с использованием радиоактивного излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. В одном варианте осуществления для очень маленькой толщины материала (например, для ослабления пучка менее чем на 1%), полученное с использованием радиоактивного излучения изображение в основном окрашено в градациях серого. Для очень высокого ослабления для объекта (например, более чем 1 к 10000), изображение также окрашено в градациях серого, и между двумя областями в градациях серого, изображение окрашено в соответствии с типом материала. Таблица 700 соответствия иллюстрирует график интенсивности для материалов в зависимости от их соответствующих значений Z эфф вместе с соответствующими цветами, которые следует применять для полученного с использованием радиоактивного излучения изображения. Как показано, пиксели для материалов, попадающих в области 702, 704 и 706, представлены в градациях серого, органические материалы, имеющие низкое значение Z эфф 708, представлены оранжевым, неорганические материалы, имеющие промежуточные значения Z эфф 710, представлены зеленым, материалы, имеющие высокое значение Z эфф 712, представлены синим, и материалы, имеющие очень высокие значения Z эфф 714, представлены фиолетовым. В других вариантах осуществления любую подходящую цветовую схему можно выбирать для представления материалов, имеющих различные значения Z эфф, на полученном с использованием радиоактивного излучения изображении, с настолько большим количеством цветовых полос, какое необходимо для конкретного применения.
В одном варианте осуществления настоящего описания функцию толщины высокоэнергетического детектора в зависимости от толщины низкоэнергетического детектора (w из уравнения (1)), необходимую для расчета эффективного атомного числа (Z эфф) материалов на пути между рентгеновским источником и решеткой детекторов,
рассчитывают посредством помещения поглотителя известной толщины на пути пучка рентгеновских лучей. Специалисту в данной области понятно, что известные поглощающие материалы - такие как нейлон, свинец, сталь и алюминий, имеют известные характеристики, такие как плотность, толщина, эффективное атомное число (Z эфф) и коэффициент линейного ослабления. Поскольку "w" является функцией толщины и состава как высокоэнергетических, так и низкоэнергетических детекторов, ее можно измерять экспериментально. Для расчета "w", и таким образом, для определения Z эфф, является общепринятым наносить на график экспериментальные данные, соответствующие каждому материалу, в виде графика ВЭ-НЭ против ВЭ+НЭ, где ВЭ относится к высокой энергии, а НЭ относится к низкой энергии. На ФИГ. 8 проиллюстрирован график, на который нанесены кривые ВЭ-НЭ против кривых ВЭ+НЭ, соответствующие трем примерным материалам, включая сталь 801, алюминий 802 и пластик 803. После построения графиков этих кривых, их можно использовать для определения Z эфф любого произвольного материала посредством интерполяции кривых, соответствующих материалам с известным Z эфф по вертикальной оси для данного значения ВЭ+НЭ.
На ФИГ. 9 показан примерный узел детектора 600 в соответствии с вариантом осуществления настоящего описания. Узел детектора 600 содержит внешний кожух 910, который не позволяет прохождение света, печатную плату для сбора данных 911, детекторную печатную плату 912, содержащую линейную решетку детекторов, содержащую низкоэнергетические детекторы 914 и высокоэнергетические детекторы 915, которая обнаруживает рентгеновские лучи, проходящие через отверстие диафрагмы 913. Порт доступа для технического обслуживания 916 предоставлен на стене внешнего кожуха 910, чтобы позволить техническое обслуживание детекторов 914, 915 и печатной платы для сбора данных 911. В одном варианте осуществления узел детекторов 900 простирается на две или три стороны сканирующего туннеля для формирования изображения подвергаемого проверке объекта с использованием веерообразного пучка рентгеновских лучей. В одном варианте осуществления, как показано на ФИГ. 9, размеры передней стороны узла детекторов 900 составляют 100 мм на 80 мм.
В предпочтительном варианте осуществления радиационный экран помещают рядом с детектором рентгеновских лучей и в качестве составной части детектора рентгеновских лучей, чтобы минимизировать случайное и рассеянное радиоактивное излучение из-за взаимодействия с электронным устройствами для сбора данных, и чтобы минимизировать общий фон радиоактивного излучения устройства.
В одном варианте осуществления пучок рентгеновских лучей пропускают через
поглотители из различных материалов посредством помещения поглотителей на моторизованный конвейер рядом с рентгеновским источником. На ФИГ. 10А и 10В проиллюстрировано помещение поглотителей на пути пучка. Применительно к ФИГ. 10А в одном варианте осуществления три поглотителя, изготовленных из пластика 1001, алюминия 1002 и стали 1003, помещают в ступенчатой клиновидной схеме расположения на пути пучка. После сканирования данные для этих ступенчатых клиновидных поглотителей используют для получения графика Z эфф, такого как график, показанный на ФИГ. 8, для калибровки системы визуализации для количественной оценки изображения. В альтернативном варианте осуществления поглотители могут быть расположены в виде цилиндрических ступенчатых конусов 1004 из известных материалов, таких как сталь, алюминий и нейлон. Как показано на ФИГ. 10В, эти поглощающие ступенчатые конусы 1006 можно включать в дизайн собственно системы визуализации, например, их оборачивают вокруг трубки для рентгеновских лучей в системе, и их можно вставлять в пучок рентгеновских лучей 708 и удалять из него в качестве части повседневной процедуры калибровки.
Следует понимать, что настоящий способ обработки сигнала из повторной выборки в области пространства, расчета Z эфф и расчета интенсивности для получения повторно выбранного изображения приводит к получению изображения Z эфф (Z) в зависимости от интенсивности (I) изображения. Это изображение Z в зависимости от I приводит к получению в основном однородного набора данных, который может быть представлен на любом терминале с дисплеем. Обычно для терминалов с дисплеем необходима машинозависимая информация для коррекции изображений по машинозависимым данным. Однако, для настоящего способа обработки сигнала, когда решетка детекторов выдает откалиброванные по Z и I изображения, машинозависимые изменения учитываются автоматически. Таким образом, для терминала с дисплеем необходимо наличие только одной таблицы соответствия, соответствующей Z в зависимости от I, чтобы идентифицировать представляющий интерес материал. Специалисту в данной области понятно, что таблица соответствия Z в зависимости от I является универсальной и обеспечивает одинаковый результат, вне зависимости от типа используемого устройства. То есть, конкретная точка в таблице Z в зависимости от I должна соответствовать одному и тому же материалу вне зависимости от используемого устройства.
Вышеприведенные примеры являются просто примерными для множества применений системы по настоящему изобретению. Несмотря на то, что только немногие варианты осуществления настоящего изобретения описаны в настоящем документе, следует понимать, что настоящее изобретение можно осуществлять во множестве других
конкретных форм без отклонения от содержания или объема изобретения. Таким образом, настоящие примеры и варианты осуществления следует рассматривать как примерные, а не ограничивающие, и изобретение можно модифицировать в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обработки сигнала для двухэнергетической сканирующей рентгеновской
системы, содержащей рентгеновский источник, выполненный с возможностью генерации
высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей,
и линейную решетку детекторов, имеющую по меньшей мере высокоэнергетический
рентгеновский детектор, выполненный с возможностью обнаружения упомянутых
высокоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных высокоэнергетических
пикселей, и низкоэнергетический рентгеновский детектор, выполненный с возможностью
обнаружения упомянутых низкоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных
низкоэнергетических пикселей, причем способ включает:
с использованием упомянутой линейной решетки детекторов генерацию упомянутых данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей;
с использованием процессора, обменивающегося данными с упомянутой линейной решеткой детекторов, выборку данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму для создания выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей, соответственно, в виде кривой из точек;
с использованием упомянутого процессора расчет множества эквивалентных толщин детектора на основании выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей;
с использованием упомянутого процессора определение значения эффективного Z на основании упомянутого множества эквивалентных толщин детектора;
с использованием упомянутого процессора определение значения интенсивности для упомянутых выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей;
с использованием упомянутого процессора генерацию изображения на основании эффективного Z и интенсивности; и
отображение упомянутого изображения на дисплее.
2. Способ обработки сигнала по п.1, причем выборка данных
высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую
форму включает интерполяцию данных высокоэнергетических пикселей и данных
низкоэнергетических пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге.
3. Способ обработки сигнала по п.1, причем определение значения эффективного Z
дополнительно включает использование выбранных данных высокоэнергетических
пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей.
4. Способ обработки сигнала по п.1, причем определение значения эффективного Z включает получение доступа к таблице соответствия для извлеченных данных, связывающих эффективный Z с функцией упомянутого множества эквивалентных толщин детектора.
5. Способ обработки сигнала по п.4, причем упомянутую функцию определяют посредством измерения пропускания через поглотители с известными характеристиками, помещенные на пути упомянутого рентгеновского источника, выполненного с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей.
6. Способ обработки сигнала по п.5, причем высокоэнергетические рентгеновские лучи и низкоэнергетические рентгеновские лучи пропускают через упомянутые поглотители посредством помещения поглотителей на моторизованный конвейер рядом с упомянутым рентгеновским источником.
7. Способ обработки сигнала по п.5, причем упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, расположенных в ступенчатой схеме расположения.
8. Способ обработки сигнала по п.7, причем упомянутое множество различных материалов содержит пластик, алюминий и сталь.
9. Способ обработки сигнала по п.5, причем упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, причем каждый материал из упомянутого множества различных материалов имеет различную длину и расположен поверх другого материала из упомянутого множества различных материалов для получения ступенчатой схемы расположения.
10. Способ обработки сигнала по п.1, причем определение значения интенсивности выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей, выбранных данных низкоэнергетических пикселей и заданной переменной, полученной из таблицы соответствия.
11. Способ обработки сигнала по п. 10, причем заданную переменную определяют из кривой, взвешивающей количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения интенсивности низкоэнергетического пикселя.
12. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система, содержащая:
рентгеновский источник, выполненный с возможностью генерации
высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей; линейную решетку детекторов, имеющую множество высокоэнергетических
рентгеновских детекторов, выполненных с возможностью обнаружения упомянутых высокоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных высокоэнергетических пикселей, и множество низкоэнергетических рентгеновских детекторов, выполненных с возможностью обнаружения упомянутых низкоэнергетических рентгеновских лучей и выдачи данных низкоэнергетических пикселей;
контроллер, содержащий процессор, обменивающийся данными с невременной памятью, причем упомянутый процессор выполнен с возможностью:
приема упомянутых данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей;
выборки данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму для создания выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей, соответственно, в виде кривой из точек;
расчета множества эквивалентных толщин детектора на основании выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей;
определения значения эффективного Z на основании упомянутого множества эквивалентных толщин детектора;
определения значения интенсивности для упомянутых выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей; и
генерации изображения на основании эффективного Z и интенсивности; и
дисплей, обменивающийся данными с упомянутым контроллером и выполненный с возможностью приема упомянутого изображения и отображения упомянутого изображения.
13. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 12, причем выборка данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей в некоторую форму включает интерполяцию данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей как эквидистантных точек на заданной дуге.
14. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 12, причем определение значения эффективного Z дополнительно включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей и выбранных данных низкоэнергетических пикселей.
15. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 12, причем определение значения эффективного Z включает получение доступа к таблице соответствия для извлечения данных, связывающих эффективный Z с функцией
13.
упомянутого множества эквивалентных толщин детектора.
16. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 15, причем упомянутая функция определяется посредством измерения пропускания через поглотители с известными характеристиками, помещенные на пути упомянутого рентгеновского источника, выполненного с возможностью генерации высокоэнергетических рентгеновских лучей и низкоэнергетических рентгеновских лучей.
17. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 15, причем упомянутые высокоэнергетические рентгеновские лучи пропускаются через упомянутые поглотители посредством помещения поглотителей на моторизованный конвейер рядом с упомянутым рентгеновским источником, и причем упомянутые поглотители содержат множество различных материалов, расположенных в ступенчатой схеме расположения.
18. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 17, причем упомянутое множество различных материалов содержит пластик, алюминий и сталь, и при этом каждый материал из упомянутого множества различных материалов имеет различную длину и расположен поверх другого материала из упомянутого множества различных материалов для создания ступенчатой схемы расположения.
19. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 12, причем определение значения интенсивности выбранных данных высокоэнергетических пикселей и данных низкоэнергетических пикселей включает использование выбранных данных высокоэнергетических пикселей, выбранных данных низкоэнергетических пикселей и заданной переменной, полученной из таблицы соответствия.
20. Двухэнергетическая рентгеновская сканирующая система по п. 19, причем заданная переменная определяется из кривой, взвешивающей количество высокой энергии, необходимое для компенсации уменьшения интенсивности низкоэнергетического пикселя.
16.
552931
ФИГ. 2
Повторное измерение пикселей в линейном пространстве
Повторное измерение пикселей в пространстве эффективного Z
_±_
Расчет эффективного Z (Z эфф)
Расчет интенсивности (I)
Отображение изображения (l,Z) с использованием таблицы соответствия (l,Z)
ФИГ. 4
ФИГ. 8
ФИГ. 9
1008
10В
(19)
(19)
(19)
1/11
2/11
3/11
4/11
5/11
6/11
8/11