MX2010007176A - Sistema de seguridad mejorado para inspeccion personas. - Google Patents

Abstract

La presente invención se enfoca en un sistema de inspección de personas de rayos X con la capacidad para inspeccionar rápidamente a personas para la detección de metales, materiales de bajo Z (plásticos, cerámicas y drogas ilícitas) y otro contrabando que pudiera ser ocultado debajo de la vestimenta de la persona o en el cuerpo de la persona; en una modalidad ejemplar, el sistema de exploración tiene dos módulos de exploración que son colocados en paralelo, aunque en posiciones opuestas uno de otro; los dos módulos están separados para permitir a un sujeto, tal como una persona, pararse y pasar entre los dos módulos de exploración; el primer módulo y el segundo módulo incluyen, cada uno, una fuente de radiación (tal como radiación de rayos X) y un arreglo de detector; el sujeto bajo inspección se para entre los dos módulos de manera que un lado frontal del sujeto mira hacia un módulo y el lado posterior del sujeto mira hacia el otro módulo.

Description

SISTEMA DE SEGURIDAD MEJORADO PARA INSPECCION PERSONAS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención generalmente se refiere al campo de los sistemas de inspección con rayos X para inspeccionar personas, y de manera más especifica a un sistema de inspección que utiliza un primer módulo y un segundo módulo para posteriormente o de manera simultánea explorar tanto el lado frontal como el lado posterior de un sujeto sin requerir que el sujeto gire. Además, la presente invención se refiere a un sistema de inspección que utiliza un primer módulo y un segundo módulo para generar imágenes tanto de a) señales de imagen retrodispersadas del sujeto y b) señales de imagen de sombra creadas por los rayos X que no golpean al sujeto durante una exploración.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los sistemas de seguridad actualmente están limitados en su capacidad para detectar contrabando, armas, explosivos y otros objetos peligrosos ocultos debajo de la ropa. Los detectores de metal y los sabuesos que olfatean productos químicos por lo regular son utilizados para la detección de objetos de metal grandes y algunos tipos de explosivos; no obstante, existe una amplia gama de objetos peligrosos que no pueden ser detectados con estos dispositivos. Las armas de plástico y cerámica son objetos no metálicos que se requiere sean detectados por el personal de seguridad. Actualmente, sistemas existentes no detectan dichos objetos bien, y la alternativa de una búsqueda manual es lenta, inconveniente, y no muy bien tolerada por el público general, especialmente como un procedimiento estándar en aeropuertos, por ejemplo.

Existen sistemas de rayos X de la técnica anterior para detectar objetos ocultos en personas y pueden ser mejorados desde la perspectiva de la dosis de radiación, la velocidad de exploración y la calidad de la imagen. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos Número 5,181,234 (en lo sucesivo, la "patente 234") , cedida al cesionario de la presente invención, e incorporada aquí por referencia en su totalidad, describe " [un] haz concentrado de rayos X es explorado sobre la superficie del cuerpo de una persona que está siendo examinada. Los rayos X que son esparcidos o reflejados desde el cuerpo del sujeto son detectados por un detector. La señal producida por este detector de rayos X esparcida entonces es utilizada para modular un dispositivo de despliegue de imagen a fin de producir una imagen del sujeto y cualesquiera objetos ocultos llevados por el sujeto. El ensamble de detector es construido en una configuración para mejorar de manera automática y uniforme los bordes de la imagen de objetos ocultos con bajo número atómico (bajo Z) a fin de facilitar su detección. Se proporciona un medio de almacenamiento a través del cual, imágenes previamente adquiridas pueden ser comparadas con la presente imagen para analizar variaciones en similitudes con la presente imagen, y proporciona medios para crear una representación genérica del cuerpo que está siendo examinado al mismo tiempo que suprime características anatómicas del sujeto para reducir al mínimo la invasión a la privacidad del sujeto". No obstante, el sistema, tal como se describe, requiere que el sujeto asuma al menos dos poses para una exploración completa. Incluso al menos con las dos poses, algunas áreas del sujeto pueden no ser capturadas debido a áreas ocultas. Además, el sistema de exploración de la patente 234 únicamente tiene la capacidad para detectar radiación retrodispersada, debido a la posición del arreglo del detector. Esta patente es incorporada por referencia .

Además, la Patente de los Estados Unidos Número 6,094,472 (en lo sucesivo, la "patente 72"), también cedida al cesionario de la presente invención, describe un método para utilizar un sistema de creación de imágenes con retrodispersor para buscar objetos ocultos en un sujeto, "que comprende los pasos de: mover al sujeto dentro de un pasillo, el pasillo tiene una entrada y una salida; iniciar la operación de al menos una fuente de rayos X al momento de la entrada del sujeto en el pasillo; producir un haz concentrado de rayos X que tiene una baja dosis dirigida hacia un área de exploración en una pluralidad de posiciones de exploración dentro del pasillo; explorar el haz concentrado de rayos X sobre el área de exploración; rastrear dicho haz concentrado de rayos X en cada una de dicha pluralidad de posiciones de exploración, en donde el rastreo es sustancialmente coordinado con el avance hacia delante del sujeto a través del pasillo; utilizar una pluralidad de detectores, detectar rayos X que son retrodispersados desde dicho haz concentrado como resultado de la interacción con el sujeto cuando está colocado en cada posición de exploración de la pluralidad de posiciones de exploración; y desplegar una imagen digitalmente representada de los rayos X retrodispersados detectados". La patente 72 sufre de las mismas desventajas que la patente ^234 en que solo es capaz de detectar radiación retrodispersada, debido al posicionamiento del arreglo del detector y las fuentes de radiación y requiere que el sujeto se mueva a través del pasillo del sistema, complicando asi la capacidad de detección debido al movimiento del sujeto. Esta patente es incorporada por referencia .

Además, la Patente de los Estados Unidos No. 6,393,095 (en lo sucesivo la "patente 095"), emitida, a Robinson, describe un método para detectar un defecto en una muestra en la cual "un par de imágenes estereoscópicas de la muestra son producidas, una imagen es sustraída de la otra para proporcionar una imagen bidimensional resultante, y que dicha imagen bidimensional resultante es revisada contra una imagen bidimensional dorada que ha sido producida en forma idéntica a partir de dicha imagen dorada, la identidad de las dos imágenes indicando la identidad entre dicha muestra y dicha muestra dorada, las diferencias indicando una diferencia entre dicha muestra y dicha muestra dorada". No obstante, la patente 095 utiliza métodos para sustraer imágenes resultantes, en lugar de combinar las imágenes. Esta patente es incorporada por referencia.

Los sistemas antes mencionados, aunque efectivos en la inspección de personas, tienen un bajo rendimiento general y requieren diversos pasos de exploración o adquisición de imágenes. Además, requieren cantidades grandes de espacio operativo, el cual no siempre está disponible en un sitio de inspección determinado.

Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema de inspección de personas relativamente compacto que tenga la capacidad para explorar tanto el lado frontal como el lado posterior de una persona sin requerir que la persona gire o camine para exploraciones adicionales, permitiendo asi un rendimiento del sistema general relativamente superior.

Además, los sistemas de inspección de personas convencionales generalmente compiten con los intereses de calidad de imagen y privacidad, por lo general a costas de cualquiera de los dos. Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de inspección de personas que utilice una combinación de señales de imagen de retrodispersor con señales de imagen de sombra a fin de proporcionar imágenes de calidad superior para una mayor mejora de borde y detección de contrabando sin invadir la privacidad de la persona.

SUMARIO DE LA INVENCION En una modalidad, la presente invención comprende un aparato de creación de imágenes para detectar un objeto oculto llevado en el cuerpo humano que comprende: un primer módulo, además comprende una primera fuente de rayos X para producir un primer haz concentrado de rayos X dirigido hacia dicho cuerpo humano y un primer ensamble de detector que proporciona una señal representativa de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de su exploración a través de la primera fuente de rayos X, dicho primer ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano tal como dicha primera fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de su exploración por dicha primera fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos; un segundo módulo, que además comprende una segunda fuente de rayos X para producir un segundo haz concentrado de rayos X dirigido hacia dicho cuerpo humano y un segundo ensamble de detector que proporciona una señal representativa de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de su exploración por dicha segunda fuente de rayos X, dicho segundo ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha segunda fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de su exploración por dicha segunda fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos desde el primer módulo; un procesador para procesar las señales del detector generadas desde dicho primer ensamble de detector y segundo ensamble de detector para formar al menos una imagen; y un despliegue para presentar al menos dicha imagen a un operador .

Opcionalmente, el aparato de creación de imágenes además comprende un encerramiento que tiene cuatro paredes, al menos un techo y al menos un piso con un sensor sensible a la presión que transmite señales a un procesador para iniciar la exploración. Opcionalmente, el procesador comprende un código programable que ocasiona que el primer módulo explore el cuerpo humano mientras que la segunda fuente de rayos X no es activada. Opcionalmente, el procesador comprende un código programable que ocasiona que dicho segundo módulo explore el cuerpo humano mientras que la primera fuente de rayos X no es activada. Opcionalmente, el procesador comprende un código programable que ocasiona que el primer módulo o el segundo módulo se muevan verticalmente . Opcionalmente, el movimiento vertical es coordinado. Opcionalmente, el primer módulo es intercambiable con el segundo módulo. Opcionalmente, el procesador comprende un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector para generar dicha imagen. Opcionalmente, el procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector para generar dicha imagen.

Opcionalmente, el procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X transmitidos desde el primer módulo para formar una imagen de sombra del cuerpo humano. Opcionalmente, el procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X transmitidos desde el segundo módulo para formar una imagen de sombra del cuerpo humano. Opcionalmente, el primer módulo y el segundo módulo exploran el cuerpo humano en secuencia. Opcionalmente, el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincronizada de forma que, mientras el primer arreglo de detector captura señales de imagen retrodispersadas, el segundo arreglo de detector captura las señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano. Opcionalmente, el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincrónica de forma que, mientras el segundo arreglo de detector captura las señales de imagen retrodispersadas , el primer arreglo de detector captura las señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano. Opcionalmente, las señales producidas desde el primer arreglo de detector y el segundo arreglo de detector son enrutadas al procesador junto con las señales de sincronización.

En otra modalidad, la presente invención comprende un primer módulo, que además comprende una primera fuente de rayos X y un primer ensamble de detector, dicho primer ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha primera fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por dicha primera fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos; un segundo módulo, que además comprende una segunda fuente de rayos X y un segundo ensamble de detector, dicho segundo ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha segunda fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por dicha segunda fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos del primer módulo; en donde dicho primer y segundo módulos son paralelos entre si; un procesador para procesar señales de detector generadas desde dicho primer ensamble de detector y segundo ensamble de detector para formar al menos una imagen en donde dicho procesador comprende un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado, de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector para generar dicha imagen; y un despliegue para presentar al menos dicha imagen a un operador.

Opcionalmente, el primer módulo y el segundo módulo exploran en secuencia el cuerpo humano. Opcionalmente, el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincrónica de manera que, aunque el primer arreglo de detector captura señales de imagen retrodispersadas, el segundo arreglo de detector captura señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Estas y otras características y ventajas de la presente invención serán apreciadas, a medida que sean mejor entendidas por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se consideren en conjunto con las figuras acompañantes, en donde: La figura 1 es una vista lateral del sistema de inspección de la presente invención, que además ilustra la posición del sujeto bajo inspección; La figura 2a es una vista lateral del sistema de inspección de la presente invención, que además ilustra a un sujeto que está siendo explorado por el primer módulo; La figura 2b es una vista lateral del sistema de inspección de la presente invención, que además ilustra a un sujeto que está siendo explorado, por el segundo módulo; La figura 3 es una ilustración de una modalidad de un medio mecánico para generar un haz concentrado de barrido horizontal de rayos X; y Las figuras' 4a y 4b muestran una modalidad de un medio mecánico para generar un haz concentrado de barrido vertical de rayos X.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se enfoca en un sistema de inspección de personas de rayos X con la capacidad para inspeccionar rápidamente a personas para la detección de metales, materiales de bajo Z (plásticos, cerámicas y drogas ilícitas) y otro contrabando que pudiera ser ocultado debajo de la vestimenta de la persona o en el cuerpo de la persona.

En una modalidad ejemplar, la presente invención se enfoca en un sistema de detección de objetos en donde dos módulos de exploración son colocados en paralelo, aunque en posiciones opuestas en relación uno con otro. Los dos módulos (en lo sucesivo, por referencia únicamente, primer módulo y segundo módulo) son separados para permitir a un sujeto, tal como una persona, pararse y pasar entre los dos módulos de exploración. El primer módulo y el segundo módulo incluyen, cada uno, una fuente de radiación (tal como radiación de rayos X) y un arreglo de detector. El sujeto bajo inspección se para entre los dos módulos de manera que un lado frontal del sujeto mira hacia un módulo y el lado posterior del sujeto mira hacia el otro módulo.

En una modalidad, los módulos exploran en secuencia al sujeto desde el frente y la parte posterior. Las imágenes escaneadas en secuencia se combinan para formar una imagen completa del sujeto. Por lo tanto, la presente invención está dirigida a un sistema de inspección de personas en donde tanto imágenes del frente como de la parte posterior de un sujeto bajo inspección son generadas mientras el sujeto está parado en una sola posición. Además, la exploración en secuencia asegura que los haces de rayos X de exploración de los dos módulos no interfieran entre si. Además, al colocar los arreglos de detector en lados opuestos de cada fuente de radiación, el sistema de inspección de la presente invención detecta tanto la radiación retrodispersada como la radiación transmitida (la sombra del sujeto) , mejorando asi la calidad de la imagen. Adicionalmente, las imágenes generadas por la radiación retrodispersada detectada y la sombra del sujeto se combinan para mejorar aún más la calidad de la imagen.

En una modalidad, el mejoramiento del borde se proporciona al mismo tiempo que se suprimen los bordes de la anatomía interna que produce confusión en la interpretación de la imagen.

En otra modalidad, se proporciona un medio de almacenamiento a través del cual las imágenes previamente adquiridas pueden ser comparadas con la imagen presente para analizar variaciones en la presente imagen.

La presente invención también proporciona medios para crear una representación no humana del cuerpo que está siendo examinado para así permitir una inspección más rápida con menos invasión de la privacidad. Una modalidad de la presente invención no requiere que el operador vea una imagen real del cuerpo del sujeto para obtener una indicación de objetos que se desean detectar; más bien, se puede utilizar un contorno o plantilla de cuerpo genérico para indicar la ubicación relativa de objetos ocultados. Esto hace más sencillas las preocupaciones relacionadas con una posible objeción a la invasión de la privacidad. Estas técnicas se analizan a detalle en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos copendiente Número 12/204,320, titulada "Sistema de Inspección de Seguridad de Personal con Privacidad Mejorada", presentada el 2 de febrero de 2008, e incorporada aqui por referencia en su totalidad.

Varias modificaciones a la modalidad preferida, aqui descrita, serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la técnica y la descripción aqui establecida se puede aplicar a otras modalidades y aplicaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención y las reivindicaciones anexas a la presente. Ahora se hará referencia a detalle a modalidades específicas de la invención. El lenguaje utilizado en esta descripción detallada no se debería interpretar como una negativa a reconocer alguna modalidad específica o utilizado para limitar las reivindicaciones más allá del significado de los términos ahí utilizados.

La figura 1 es una vista lateral del sistema de inspección 100 de la presente invención, que además ilustra la posición de un sujeto 104 bajo inspección. En una modalidad, el sistema de inspección opcionalmente comprende un encerramiento 102, que tiene cuatro paredes (dos de las cuales se muestran como 102a y 102b) , techo 102e, y un piso 135. Aquellos expertos en la técnica deberían entender que dicho encerramiento es ejemplar y se puede emplear cualquier número de encerramientos convenientes. Por ejemplo, y no limitado a dicho ejemplo, el encerramiento puede estar libre de un techo o al menos una pared. El encerramiento 102 aloja los elementos del sistema de creación de imágenes de rayos X 100 y está diseñado para formar un alojamiento o pasillo que se extiende a través del sistema de creación de imágenes 100 desde un punto de entrada a un punto de salida.

En una modalidad, el sistema de creación de imágenes de rayos X 100 comprende un primer módulo 105 y un segundo módulo 110. En una modalidad, un sujeto 104 es escaneado en secuencia por el primer módulo 105 y el segundo módulo 110 para permitir una inspección completa del lado frontal y lado posterior del sujeto 104, en busca de armas ocultadas o contrabando, a medida que el sujeto se para entre los dos módulos 105, 110 a través del encerramiento 102.

El primer módulo 105 el cual, en una modalidad, está diseñado para poderse intercambiar con el segundo módulo 110, comprende una fuente de radiación 108 y un arreglo de detector 106. De manera similar, el segundo módulo 110 comprende una fuente de radiación 113 y un arreglo de detector 111. La capacidad de intercambio no es una necesidad, pero puede ser una característica deseable del sistema 100 por una variedad de motivos incluyendo la simplicidad en la fabricación de los módulos 105, 110. En otras modalidades, el módulo 105 está diseñado como una versión de "espejo" del módulo 110 de forma que las fuentes de radiación 108, 113 están ubicadas en posiciones directamente opuestas como se ilustra en la figura 1.

El sistema de inspección 100 además comprende un sistema de procesador que incluye un procesador de computadora 115 para procesar rayos X detectados como entrada desde el primer módulo 105 y el segundo módulo 110, generar imágenes representativas desde las entradas, y entregar las imágenes resultantes a un monitor 120 desde los rayos X detectados. El ensamble de procesador puede ser provisto como parte de la estructura 102, o puede estar remotamente ubicado utilizando cables apropiados o conexiones inalámbricas conocidas por aquellos expertos en la técnica.

En una modalidad del sistema de inspección de la presente invención, la fuente de radiación 108 en el primer módulo 105 emite rayos X que son incidentes sobre el lado frontal del sujeto bajo inspección 104 cuando el sujeto 104 está mirando hacia delante y viendo el primer módulo 105. Algunos de los rayos X incidentes que llegan al sujeto son retrodispersados y posteriormente recibidos por el arreglo de detector 106 del primer^ módulo 105, generando así una imagen del lado frontal del sujeto 104. Esos rayos X incidentes no absorbidos ni retrodispersados por el sujeto 104 son recibidos por el arreglo de detector 111 ubicado en el segundo módulo 110. Por lo tanto, el arreglo de detector 111 recibe la radiación de rayos X desde el primer módulo la cual puede ser procesada para formar una imagen de transmisión, una imagen de sombra, del sujeto 104. Los datos de los detectores 106, 111 del primer y segundo módulos 105, 110 se combinan para recrear una imagen del lado frontal del sujeto.

En una manera similar, la fuente de radiación 113 en el segundo módulo 110 emite rayos X que son incidentes sobre el lado posterior del sujeto bajo inspección 104. Algunos de los rayos X incidentes que llegan al sujeto son retrodispersados, y posteriormente recibidos por el arreglo de detector 111 del segundo módulo 110, generando así una imagen del lado posterior del sujeto 104. Esos rayos X incidentes no absorbidos ni retrodispersados por el sujeto 104 son recibidos por el arreglo de detector 106 ubicado en el primer módulo 105. Por lo tanto, el arreglo de detector 106 recibe radiación de rayos X desde el segundo módulo la cual puede ser procesada para formar una imagen de transmisión, o imagen de sombra, del sujeto 104. Los datos de los detectores 106, 111 del primer y segundo módulos 105, 110 se combinan para recrear una imagen del lado frontal del sujeto .

En una modalidad, el primer módulo 105 y el segundo módulo 110 exploran en secuencia al sujeto 104. Cuando el primer módulo 105 está explorando un primer lado del sujeto 104, la fuente de rayos X del segundo módulo permanece desactivada; no obstante, ambos módulos se mueven verticalmente y en sincronización entre si de forma que aunque el arreglo de detector 106 del primer módulo 105 captura las señales de imagen retrodispersadas , el arreglo de detector 111 del segundo módulo 110 captura las señales de imagen de sombra producidas por los rayos X generados desde la fuente de radiación 108 del primer módulo 105 que no son absorbidos o retrodispersados por el sujeto.

Posteriormente, una vez que el primer módulo 105 ha explorado el primer lado del sujeto, la fuente de radiación 108 es desactivada y la fuente de radiación 113 del segundo módulo 110 es activada para comenzar a explorar el segundo lado, el lado posterior del sujeto 104. Una vez más, ambos módulos se mueven verticalmente en sincronización entre si de forma que aunque el arreglo de detector 111 del segundo módulo 110 captura las señales de imagen retrodispersadas, el arreglo de detector 106 del primer módulo 105 captura las señales de imagen de sombra producidas por los rayos X generados desde la fuente de radiación 113 del segundo módulo 110 que no son absorbidos o retrodispersados por el sujeto.

Las figuras 2a y 2b son vistas en perspectiva del primer módulo 205 y el segundo módulo 210 respectivamente, del sistema de creación de imágenes 200, proporcionando haces concentrados 235, 236 (en la figura 2a) y 235', 236' (en la figura 2b) de rayos X dirigidos al cuerpo del sujeto 202 que está siendo examinado'. La generación de haces concentrados se describe a continuación con respecto a la figura 3.

La figura 2a es una vista lateral del sistema de inspección de la presente invención, que además ilustra un sujeto bajo inspección por el primer módulo 205. En una modalidad, el sujeto bajo inspección 202 se para con su lado frontal viendo al primer módulo 205 y su lado posterior hacia el segundo módulo 210. Aunque la presente invención se describe con respecto a la inspección de un sujeto asumiendo esta pose, aquellos expertos en la técnica deberían entender que el sujeto puede ser colocado en otras poses para lograr el mismo efecto. Cuando el primer módulo 205 es activado, los rayos X 235 son emitidos y los rayos X que son esparcidos o reflejados 237 desde el lado frontal del sujeto 202 son detectados por detectores sensibles a los rayos X 206 colocados en el mismo lado del sujeto 202 como lo está la fuente de haces concentrados de rayos X 208 del primer módulo 205 mientras que los rayos X incidentes restantes 236 que no son absorbidos o reflejados por el sujeto 202 son detectados por los detectores 211 del segundo módulo 210 en el lado opuesto a la fuente 208. Los detectores 206 y 211 son colocados para una detección de rayos X sustancialmente uniforme en todos los lados de los haces de rayos X incidentes 235, 236.

En una modalidad, las señales electrónicas 225, 230 producidas desde los detectores 206, 211 son enrutadas a la computadora digital 215. En otra modalidad, las señales de sincronización 226 de la fuente de rayos X 208 también son enrutadas a la computadora digital 215, y viceversa. La computadora 215 combina las señales de creación de imágenes esparcidas del lado frontal 225 y las señales de creación de imágenes de sombra del lado frontal 230 de ambos detectores 206, 211, respectivamente, para generar la imagen del lado frontal del cuerpo en un monitor (pantalla) 220.

La figura 2b es una vista lateral del sistema de inspección de la presente invención, que además ilustra un sujeto que está siendo explorado por el segundo módulo 210. Con referencia a la figura 2b, cuando el segundo módulo 210 es activado, rayos X 235' son emitidos y rayos X 237' que son esparcidos o reflejados desde el lado posterior del sujeto bajo inspección 202 son detectados por detectores sensibles a los rayos X 211 colocados en el mismo lado del sujeto que la fuente de haces concentrados de rayos X 213 del segundo módulo 210 mientras que los rayos X incidentes restantes 236' que no son absorbidos o retrodispersados por el sujeto 202 son detectados por los detectores 206 del primer módulo 205 en el lado opuesto a la fuente 213 del segundo módulo 210.

En una modalidad, las señales electrónicas 225, 230 producidas desde los detectores 206, 211 para el lado posterior del sujeto bajo inspección 202 son enrutadas a la computadora digital 215. En otra modalidad, las señales de sincronización 231 de la fuente de rayos X 213 también son enrutadas a la computadora digital 215 y viceversa. La computadora 215 combina las señales de creación de imágenes esparcidas del lado posterior 230 y las señales de creación de imágenes de sombra del lado posterior 225 de ambos detectores 211, 206, respectivamente, para generar la imagen del lado posterior del cuerpo en un monitor (pantalla) 220.

Por lo tanto, en una modalidad, al colocar arreglos de detector 206, 211 en lados opuestos del área de inspección, la calidad de la imagen del sujeto bajo inspección es mejorada debido a que las señales de imagen generadas por la radiación retrodispersada y las imágenes de sombra se combinan para formar una imagen detallada.

Haciendo referencia nuevamente a las figuras 2a y 2b, en una modalidad de la presente invención, el primer módulo 205 y el segundo módulo 210 exploran en secuencia al sujeto 202. La exploración en secuencia asegura que los dos haces de exploración de rayos X 235 y 235' generados desde el primer módulo 205 y el segundo módulo 210, respectivamente, no interfieran entre si. Por lo tanto, cuando el sujeto 202 se para entre el primer módulo 205 y el segundo módulo 210, la fuente de radiación 208 en el primer módulo 205 es activada primero para explorar el lado del sujeto 202 que queda frente al primer módulo 205 el cual, en una modalidad, es el lado frontal del sujeto 202. Se debería apreciar que la computadora digital 215 comprende un procesador, memoria, y software para sincronizar la secuencia y tempori zación de la exploración por el primer y segundo módulos. Además, se debería apreciar que el primer y segundo módulos están unidos a estructuras verticales que permiten y habilitan el movimiento físico vertical de los módulos, tal como son impulsados por al menos un motor que recibe señales de temporización desde la computadora digital 215.

Una vez que la exploración del primer módulo es completada, la fuente de radiación 208 del primer módulo 205 es desactivada y la fuente 213 del segundo módulo 210 es activada para iniciar la exploración del otro lado del sujeto 202 que mira hacia el segundo módulo 210. Por lo tanto, las exploraciones del primer y segundo módulos ocurren en secuencia, una después de la otra, para eliminar la posibilidad de interferencia de los haces 235, 235' del primer y segundo módulos 205, 210, respectivamente.

La figura 3 es una ilustración de una modalidad de un medio mecánico para generar un haz concentrado de barrido horizontal de rayos X. Haciendo referencia ahora a la figura 3, cada módulo de inspección comprende un tubo de rayos X 305, una rueda de paletas mecánica 306 y una rendija 307, los cuales se combinan para crear la fuente de haces concentrados de rayos X 308, tal como se conoce en la técnica, para explorar el haz concentrado 309 en un movimiento horizontal a través del cuerpo de un sujeto. La generación de dichos haces concentrados es muy conocida por aquellos expertos en la técnica y no se analizará con mayor detalle a continuación. Se debería apreciar que, en una modalidad, un espacio entre los dos arreglos de detector del primer y segundo módulos, que se muestra como 226 en la figura 2b, puede actuar como una rendija de configuración de haz a través de la cual se emiten los rayos X.

Las figuras 4a y 4b muestran una modalidad de un medio mecánico para generar un haz concentrado de barrido vertical de rayos X que explorará toda la altura de un sujeto bajo inspección. Aunque las figuras 4a y 4b ilustran el mecanismo vertical con referencia al primer módulo del sistema de creación de imágenes de la presente invención, se entenderá que un mecanismo similar ocurre para permitir el barrido vertical del haz de rayos X del segundo módulo.

Haciendo referencia nuevamente a las figuras 4a y 4b, los detectores 406 contienen la abertura 407 a través de la cual pasan los haces concentrados de rayos X 408 antes de golpear al sujeto bajo examinación. Los detectores 406 son montados en dos ejes verticales 409 los cuales a su vez están montados sobre una base 410 para guiar el movimiento de los detectores 406 a medida que son movidos en una dirección vertical. La fuente de haces concentrados de rayos X 411 está montada sobre un carro '412, el cual a su vez es soportado por la junta de pivote 413, conectada al detector 406, y la junta de pivote 414, conectada a un soporte vertical 415. A medida que los detectores 406 son movidos en una dirección vertical, el haz concentrado de rayos X 408 es movido en un arco, de manera que siempre pasa a través de la abertura 407 en el detector 406.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 2a, y teniendo en mente el mecanismo de movimiento vertical de los módulos antes descritos con respecto a las figuras 4a y 4b en mente, cuando el primer módulo 205 es activado para explorar el primer lado del sujeto 202 que mira al primer módulo 205, la fuente del segundo módulo 213 permanece desactivada. No obstante, tal como se describió anteriormente, el sistema de creación de imágenes de la presente invención utiliza señales de creación de imágenes de retrodispersor generadas por la detección mediante un primer módulo en combinación con las señales de imagen de sombra generadas por la detección por un segundo módulo para generar una imagen del lado del sujeto que mira a ese módulo.

Por lo tanto, aunque la fuente de radiación 213 del segundo módulo 210 permanece desactivada mientras el primer módulo 205 está explorando al sujeto 202, la fuente 213 y el detector 211 del segundo módulo 210 se mueven en sincronización con el movimiento vertical de la fuente 208 y el detector 206 del primer módulo 205. Esto es para asegurar que aunque las señales de imágenes de retrodispersor 225 debido a los rayos X 235 del primer módulo 205 que golpean al sujeto 202 son capturadas por los detectores 206 del primer módulo 205, las señales de imagen de sombra 230 debido a los rayos X 236 del primer módulo 205 también son capturadas por los detectores 211 del segundo módulo 210 que se habían movido en sincronización con el primer módulo 205.

Haciendo referencia ahora a la figura 2b, una vez que la exploración del primer módulo 205 está completa, la fuente de radiación 208 del primer módulo 205 es desactivada y la fuente 213 del segundo módulo 210 es activada para iniciar la exploración del lado posterior del sujeto 202. A medida que el segundo módulo 210 explora al sujeto 202, y se mueve verticalmente, el primer módulo 205 (con su fuente desactivada) se mueve en sincronización con el segundo módulo 210, capturando las señales de imagen de sombra 225. El sistema de creación de imágenes de rayos X de la presente invención es completamente automatizado en una modalidad. En otra modalidad, el sistema de creación de imágenes de la presente invención es semi-automatizado con asistencia del operador .

En una modalidad, tanto la exploración del primer módulo 205 como del segundo módulo 210 varia en tiempo de 0 segundos a 20 segundos. En una modalidad, el tiempo de exploración es 3 segundos.

En una modalidad, el movimiento vertical de la fuente y los detectores es 4 a 5 pies (1.21 a 1.52 metros) . Aquí se debería observar que aunque se describe un movimiento vertical con respecto a esta modalidad, la fuente y el detector pueden oscilar, girar, rotar o hacer una combinación de estos movimientos.

En una modalidad, la distancia entre el primer módulo 205 y el segundo módulo 210 es en el rango de 2-10 pies (0.6 a 3.04 metros) . En una modalidad, la distancia entre el primer módulo 205 y el segundo módulo 210 es 3 pies (0.91 metros) .

Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, en una modalidad, el piso o base o plataforma 135 de la estructura 102 es sensible a la presión de manera que tan pronto como el sujeto bajo inspección 104 pisa en el piso 135, un sensor de presión integrado (que no se muestra) dispara la activación del sistema de creación de imágenes 100. El sujeto 104 entonces es explorado en un primer lado por el primer módulo 105 y, posteriormente, en el segundo lado por el segundo módulo 110, o viceversa. Una vez que ambos, el lado frontal y el lado posterior del sujeto bajo inspección 104 han sido completados, el primer módulo 105 y el segundo módulo 110 desactivan y detienen la exploración, esperando a que el siguiente sujeto pise el piso o la base 135.

Se pueden emplear otras modalidades de mecanismos de disparo de exploración tal como la interrupción del haz infrarrojo donde la exploración es disparada cuando un sujeto entra a la estructura de cabina y, al hacer eso, intercepta un haz de rayos infrarrojos instalado en la estructura. Otros mecanismos de disparo también serian evidentes para aquellos expertos en la técnica.

En otra modalidad, el sistema de inspección de la presente invención es semi-automatizado, en que un operador dispara manualmente el ciclo de exploración. Una vez disparado, el ciclo de exploración completa la inspección frontal y posterior en secuencia del sujeto conforme a lo predeterminado o preprogramado .

Durante la operación del sistema 100, el sujeto 104 es explorado primero con el sistema de creación de imágenes 100 para obtener señales de imagen digital de la parte frontal y posterior del sujeto 104. Tal como se muestra en la figura 1, el sistema de creación de imágenes 100 produce señales de imágenes 125, 130 que son moduladas por características del cuerpo de la persona 104 que está siendo examinada. Las señales de imagen 125, 130 son enrutadas a un sistema de computadora digital 115 tal como una PC de IBM que tiene la capacidad para ejecutar instrucciones preprogramadas para análisis de imágenes. El sistema de computadora 115 comprende una memoria en la cual se almacena una biblioteca de señales de imágenes previas de personas que no ocultaban objetos peligrosos. El sistema de computadora 115 utiliza esta información para generar una imagen procesada en el monitor 120 en donde las características de la imagen que corresponden a objetos benignos comunes y la anatomía humana normal son suprimidas. La imagen visible por el operador puede ser inspeccionada en busca de evidencia de objetos ocultos peligrosos.

En una modalidad, a fin de preservar la privacidad del sujeto, se pueden suprimir o no inspeccionar ciertas características anatómicas a fin de evitar el despliegue de estas características al operador del sistema. Las características clave en la imagen recientemente adquirida entonces se comparan con una biblioteca almacenada que contiene imágenes humanas previamente obtenidas. Esta biblioteca de imágenes humanas se utiliza para identificar características anatómicas comunes en el sujeto presente de manera que esas características anatómicas pueden ser suprimidas. La biblioteca también puede contener, dentro de sus imágenes, algunos objetos benignos comunes, los cuales también pueden ser suprimidos para permitir una detección más precisa de objetos ocultos ilegales o peligrosos. Estas características benignas y anatómicas comunes no son de preocupación para el operador del sistema y son suprimidas en la señal de imagen procesada. Las características restantes en la imagen son vistas como inusuales y potencialmente indicativas de objetos que el operador del sistema está intentando detectar.

La ubicación de las características detectadas puede ser referenciada a la ubicación absoluta en la imagen, o en relación al cuerpo de la persona que está siendo examinada. Este último método tiene la ventaja de ser insensible al posicionamiento del sujeto dentro de la ventana de creación de imágenes y distinción del tamaño de sujeto.

La supresión de características de imágenes benignas y anatómicas puede constar de desplegar selectivamente las características a intensidad reducida, en un color diferente, o removerlas en su totalidad de la imagen. En una modalidad, el contorno del cuerpo del sujeto es removido de la imagen y un contorno humanoide es sustituido para referencia de ubicación. En otra modalidad, si se detectan muy pocas o ninguna característica anormal, el despliegue puede constar de información alfanumérica, tal como "Características anormales no detectadas" o "Borde diagonal detectado en tórax superior".

La tarea de aislar un objeto del fondo asociado es un problema común en la técnica del procesamiento de creación de imágenes. Se sabe bien que la detección de un borde de objeto con frecuencia es más confiable que la detección de todo el objeto con base en un nivel de señal cambiado por sí solo. La mejora del borde es un método común para procesar imágenes digitalmente representadas a fin de incrementar la capacidad de detección de objetos. La presente invención utiliza una detección de borde extensa en el procesamiento visual tal como se describe en la Patente de los Estados Unidos Número 6,181,234, cuya descripción se incorpora aquí por referencia. A fin de permitir la mejora del borde para la detección y la mejora de la calidad de las imágenes del lado frontal y lado posterior del sujeto, se combina tanto la radiación retrodispersada del sujeto como las señales de sombra del sujeto a causa de la radiación que no golpean al sujeto. La Patente de los Estados Unidos Número 7,110,493, cedida al cesionario de la presente invención, describe " [un] método para detectar artículos ocultos en un objeto, el método comprende: producir un haz concentrado de rayos X desde una fuente de rayos X dirigido a dicho objeto; explorar dicho haz de rayos X sobre la superficie de dicho objeto; y detectar los rayos X esparcidos desde dicho haz de rayos X como un resultado de la interacción con dicho objeto y un panel de material con bajo Z, dicho objeto ubicado entre dicho detector y dicho panel, dicha detección comprende diferenciar los rayos X retrodispersados por el objeto de aquéllos retrodispersados por el panel de material con bajo Z, en donde dicho haz concentrado de rayos X expone dicho objeto a una dosis de rayos X en el rango de aproximadamente 1 microRem a aproximadamente 10 microRem", y se incorpora aquí pro referencia en su totalidad.

También, aunque en una modalidad al operador se le presentan imágenes procesadas, discretas, del lado frontal y lado posterior del sujeto adyacentes una a otra en la pantalla del monitor, en una modalidad alternativa estas dos imágenes son combinadas para generar una imagen tridimensional (aún con detalles anatómicos suprimidos) que puede ser rotada en la pantalla por el operador para ver una imagen combinada del lado frontal y lado posterior. Se deberla apreciar que las funciones de exploración aquí descritas, incluyendo la iniciación, y procesamiento, del retrodispersor y la transmisión de la exploración son ejecutadas por un código programable almacenado en la computadora digital y ejecutadas por el procesador.

Los ejemplos anteriores son simplemente ilustrativos de muchas aplicaciones del sistema de la presente invención. Aunque únicamente se han descrito aquí unas pocas modalidades de la presente invención, se debería entender que la presente invención pudiera ser incorporada en muchas otras formas específicas sin apartarse del espíritu o alcance de la invención. Por lo tanto, los presentes ejemplos y modalidades se considerarán como ilustrativos y no restrictivos, y la invención se puede modificar sin el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. - Un aparato de creación de imágenes para detectar un objeto oculto llevado en el cuerpo humano que comprende : un primer módulo, que además comprende una primera fuente de rayos X para producir un primer haz concentrado de rayos X dirigido hacia dicho cuerpo humano y un primer ensamble de detector que proporciona una señal representativa de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de su exploración a través de la primera fuente de rayos X, dicho primer ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano tal como dicha primera fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de su exploración por dicha primera fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos; un segundo módulo, que además comprende una segunda fuente de rayos X para producir un segundo haz concentrado de rayos X dirigido hacia dicho cuerpo humano- y un segundo ensamble de detector que proporciona una señal representativa de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de su exploración por dicha segunda fuente de rayos X, dicho segundo ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha segunda fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de su exploración por dicha segunda fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos desde el primer módulo; un procesador para procesar las señales del detector generadas desde dicho primer ensamble de detector y segundo ensamble de detector para formar al menos una imagen; y un despliegue para presentar al menos dicha imagen a un operador.

2. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende un encerramiento que tiene cuatro paredes.

3. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 2, que además comprende al menos un techo y al menos un piso.

4. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procesador procesa un código programable que ocasiona que dicho primer módulo explore el cuerpo humano mientras la segunda fuente de rayos X no es activada.

5. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procesador procesa un código programable que ocasiona que dicho segundo módulo explore el cuerpo humano mientras la primera fuente de rayos X no es activada.

6. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procesador procesa un código programable que ocasiona que el primer módulo o el segundo módulo se mueva verticalmente .

7. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque dicho movimiento vertical es coordinado.

8. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer módulo se puede intercambiar con el segundo módulo .

9. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector para generar dicha imagen.

10. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como un resultado de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector para generar dicha imagen.

11. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con' la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X transmitidas del primer módulo para formar una imagen de sombra del cuerpo humano.

12. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procesador procesa un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X transmitidas del segundo módulo para formar una imagen de sombra del cuerpo humano.

13. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer módulo y el segundo módulo exploran en secuencia el cuerpo humano.

14. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincrónica de forma que, mientras el primer arreglo de detector captura las señales de imágenes retrodispersadas , el segundo arreglo de detector captura señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano.

15. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincrónica de forma que, mientras el segundo arreglo de detector captura las señales de imágenes retrodispersadas, el primer arreglo de detector captura señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano.

16. - El aparato de creación de imágenes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las señales producidas desde el primer arreglo de detector y segundo arreglo de detector son enrutadas al procesador junto con señales de sincronización.

17. - Un aparato de creación de imágenes para detectar un objeto oculto llevado en un cuerpo humano que comprende : un primer módulo, que además comprende una primera fuente de rayos X y un primer ensamble de detector, dicho primer ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha primera fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por dicha primera fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos; un segundo módulo, que además comprende una segunda fuente de rayos X y un segundo ensamble de detector, dicho segundo ensamble de detector está colocado en un mismo lado de dicho cuerpo humano que dicha segunda fuente de rayos X y tiene un área activa para recibir una porción de dichos rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por dicha segunda fuente de rayos X y una porción de rayos X transmitidos del primer módulo, en donde dicho primer y segundo módulos son paralelos entre sí; un procesador para procesar señales de detector generadas desde dicho primer ensamble de detector y segundo ensamble de detector para formar al menos una imagen en donde dicho procesador comprende un código programable que utiliza señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la primera fuente de rayos X del primer ensamble de detector y señales representativas de la intensidad de los rayos X esparcidos desde dicho cuerpo humano como resultado de ser explorado por la segunda fuente de rayos X del segundo ensamble de detector para generar dicha imagen; y un despliegue para presentar al menos dicha imagen a un operador.

18. - El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el primer módulo y el segundo módulo exploran en secuencia el cuerpo humano.

19. - El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el primer módulo y el segundo módulo se mueven verticalmente en una manera sincrónica de forma que, aunque el primer arreglo de detector captura las señales de imagen retrodispersadas, el segundo arreglo ' de detector captura las señales transmitidas que no son absorbidas o retrodispersadas por el cuerpo humano.