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CN101326437A - 移置光线型ct检查 - Google Patents

移置光线型ct检查 Download PDF

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CN101326437A
CN101326437A CNA2006800464688A CN200680046468A CN101326437A CN 101326437 A CN101326437 A CN 101326437A CN A2006800464688 A CNA2006800464688 A CN A2006800464688A CN 200680046468 A CN200680046468 A CN 200680046468A CN 101326437 A CN101326437 A CN 101326437A
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CNA2006800464688A
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理查德·罗贝尔·比简
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Reveal Imaging Technologies Inc
Original Assignee
Reveal Imaging Technologies Inc
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Abstract

计算层析成像扫描仪包括机壳、至少部分地安排在所述机壳之内为通过所述机壳沿着行进方向移动待扫描的物体而配置的运送装置、与所述机壳连接为接受要扫描的物体而配置的托台、附着在所述托台上为提供沿着行进方向的某个长度延伸的X光光束而配置的X光光源和附着在所述托台上为接受和探测来自所述X光光源的X光而配置和安排的探测器阵列，所述探测器阵列在行进方向上被彼此相对移置某个阵列间隔距离，以致所述排列的几何效率少于大约80％，所述几何效率是探测阵列的宽度除以阵列行距。

Description

移置光线型CT检查
背景技术
安全检查站(例如，位于飞机场的那些)针对违禁品(例如，武器或爆炸物)甄别人和包裹。各种不同的技术被用在这样的检查站。通常，个体通过金属探测装置。X光投影系统审查行李和包裹。在目前强调安全的情况下，乘客可能在通过安全检查站时经历长时间的担搁。对于行李，典型的操作员重新查看所有被审查行李的图像以确定该行李是否包括违禁品。典型的操作员接受广泛的训练以便在X光图像中识别特定类型的物体。此外，典型的操作员接受依据单一的二维X光图像区分在手提包里面分层堆积的物体的训练。
除了个体和随身携带的行李之外，受检的手提包现在也在飞机场被扫描。通常，在美国，运输安全署(TSA)把计算层析成像(CT)扫描用于检查手提包。CT扫描仪产生手提包的三维图像，允许相对于X光投影系统更好的区别物体。爆炸物探测系统(EDS)的设计者为探测爆炸物专门研发和部署了CT扫描仪。
如上所述，CT技术对爆炸物探测是有效的。CT机通常把上面安装X光光源和探测器的转环或“托台”合并。参照图1，CT扫描仪10通常包括托台12、X光光源14和探测装置16。托台12环绕行李可能通过的隧道18。运送装置(未展示)能通过隧道18移动行李以便扫描。托台12能围绕着隧道18旋转，而且探测装置16能收集数据的切片。X光光源14被配置成产生窄角光束20。探测装置16被放置在托台12上横断X光通过隧道18的光束20。探测装置16包括多个X光探测器，这些探测器通常距X光光源14是等距离的。X光光源14和探测装置16有这样的尺寸和位置，以致整个隧道18落在X光光束20之内。来自探测装置16的数据能用计算机分析以便产生在隧道18中手提包内容的三维表达。
传统的用于行李检查的CT扫描和重建是缓慢的和棘手的。已知两种CT扫描方法(即，螺旋状的和轴向的)。在螺旋状扫描中，探测装置包括沿着被检查物体(例如，手提包)的行进方向安排的多个彼此毗连的探测装置，而且该物体通过扫描仪不断地移动。物体缓慢地(但是比在轴向CT中快地)移动，以便X光探测器读数的收集(或读数的插补)可以针对每次实质上似乎来自单一平面的旋转聚集起来。对于每次旋转，手提包被近似地移动多个探测装置的长度(一直到该长度的两倍)。在跨轴CT扫描中，被检查的物体定期地停止移动，并且完成对单一切片的扫描。然后，该物体被移动某个短距离，再一次停止和扫描。这两个程序都导致行李缓慢地通过扫描仪移动。一旦数据已被收集，该数据将被重建，产生该行李的三维表达。依据该三维表达，个别项目作为可能的威胁被重新仔细查看。该三维表达或它的切片也可能被显示以便操作员重新仔细查看。
TSA已经认识到需要改善乘客检查站的安检程序，例如，通过使用检查站EDS。然而，在检查站使用传统的EDS可能使已经拥挤的安全检查站的通过量变得更坏。TSA和飞机场正在使用今天的乘客甄别系统和程序为跟上乘客流量而奋斗。多达2小时的排队能在颠峰周期期间形成而且将有可能随着TSA职员总数进一步减少和乘客流量增加变得更坏。
发明内容
一般地说，在某个方面，本发明提供一种计算层析成像扫描仪，该扫描仪包括机壳；至少部分地安排在所述机壳之内为使要扫描的物体沿着行进方向通过所述机壳移动而配置的运送装置；与所述机壳连接为接受要扫描的物体而配置的托台；附着在所述托台上为提供沿着所述行进方向的长度延伸的X光光束而配置的X光光源；以及附着在所述托台上为接受和探测来自X光光源的X光而配置和安排的探测器阵列，该探测器阵列沿着行进方向被彼此相对移置某个阵列间隔距离以致该阵列的几何学效率少于大约80％。
本发明的落实可能包括一个或多个下列特征。阵列间隔距离是这样的，以致阵列的几何学效率少于大约70％、少于大约60％、少于大约50％、少于大约40％、少于大约30％或少于大约20％。阵列间隔是这样的以致如果运送装置以第一速度沿着行进方向移动物体而托台以第二速度旋转，则物体将在托台旋转与180°除以探测器阵列的数量近似相等的角度期间移动与阵列间隔距离实质上相等的距离。
一般地说，在另一方面，本发明提供计算层析成像扫描仪，该扫描仪包括机壳；至少部分地安排在所述机壳之内为沿着某个行进方向通过所述机壳移动要扫描的物体而配置的运送装置；以及与所述机壳连接为在被移置的X光沿着行进长度穿过物体的情况下传输至少一个X光扇形光束通过运送装置上的物体而配置和安排的X光传输和探测系统，该X光传输和探测系统被进一步配置成探测那至少一个扇形X光光束穿过物体之后的X光，探测到的X光在穿过物体时沿着行进方向被移置；其中穿过物体被探测到的X光是沿着行进方向彼此相对移置的，为的是提供少于大约80％的探测X光的有效几何学效率。
本发明的落实可能包括一个或多个下列特征。该传输和探测系统包括至少一个光源和至少两个探测器阵列，或包括至少两个光源和至少一个探测器阵列。如果该传输和探测系统包括至少一个光源和至少两个探测器阵列，那么该探测器阵列是按顺序抽样的，如果该传输和探测系统包括至少两个光源和至少一个探测器阵列，那么那些光源是按顺序激发的。该传输和探测系统包括至少一个探测器阵列，探测器被安排在运送装置周围实质上呈完全的360°。该传输和探测系统包括在运送装置周围实质上完全呈360°安排的X光光源。该传输和探测系统包括探测器和数对X光光源，其中探测器有探测器宽度而成对的光源沿着实质上与行进方向垂直的方向被彼此相对移置大约半个探测器宽度。该传输和探测系统是这样配置的以致有效的几何学效率少于大约60％，少于大约40％，或少于大约20％。该X光传输和探测系统包括X光光源而且该X光传输和探测系统被配置成以不同的能源触发那些光源以便捕捉用于原子序数计算的多能源数据。
一般地说，在另一方面，本发明提供扫描物体的CT方法，该方法包括沿着行进方向移动物体；通过实质上与所述行进方向垂直的物体传输被移置的X光；以在所述物体处大约为80％或更少的有效几何学效率探测该被移置的X光；把表示探测到的移置X光的强度的信息组合起来以便针对共同的切片把来自不同的X光的信息聚集在一起；以及分析该物体切片的组合信息。
依照本发明的落实，可能提供下列的一种或多种能力。与使用传统的EDS相比能在提高乘客通过量的同时针对爆炸物审查乘客的行李。能提供快速的CT EDS扫描仪，而且能在不增加采用类似的探测装置的CT EDS扫描仪的尺寸和不增加托台旋转速率的情况下提供。CT扫描速度可能与沿着被扫描物体的行进方向安排的探测器阵列的数量成正比。CT扫描仪可能以远远超过有类似的轴向图像清晰度和探测器元素数目的螺旋状CT扫描仪的速度运行，或以相似的速度和以螺旋状CT扫描仪的探测器元素和相关电子器件和计算机需求的一小部分费用运行。
本发明的这些和其他能力连同本发明本身在重新仔细查看下列的附图、详细描述和权利要求书将被全面地理解。
附图说明
图1是传统的CT扫描仪以与要用该扫描仪扫描的物体的运动垂直的平面截取的截面图。
图2是使用多排彼此隔开的探测器阵列的CT扫描仪的组成部分的示意图。
图3A、3C、3E是正在使用图2所示的扫描仪扫描的物体相对于该扫描仪提供的X光光束在三个不同的位置的示意图，对应于当物体通过该扫描仪移动的时候三个不同的扫描例证。
图3B、3D、3F是图2所示的扫描仪在图3A、3C、3E所示的三个不同的时间的截面图，其中该扫描仪的托台旋转到三个不同的对应位置。
图4是用图2所示扫描仪的三个探测器阵列探测到的信息随时间变化的三个曲线图，而且组合信息的曲线图来自那三个曲线图。
图5是用图2所示扫描仪的三个探测器阵列探测到的信息随被检查物体的行进距离变化的三个曲线图，而且组合信息的曲线来自那三个曲线图。
图6是来自图2所示扫描仪的三个探测器阵列的信息的组合方案的曲线。
图7是在用图2所示扫描仪检查时获得和组合穿过物体的X光的信息的程序的流程方框图。
图8A是依据来自图2所示扫描仪的单一探测器阵列的数据构成的图像曲线。
图8B是依据来自图2所示扫描仪的三个探测器阵列的数据构成的图像曲线。
图9是使用一个探测器阵列和彼此隔开的多个X光光源的CT扫描仪的组成部分的示意图。
图10是使用多个探测器阵列和彼此隔开的多个X光光源的CT扫描仪的组成部分的示意图。
图11是使用一个探测器阵列和彼此隔开的多对X光光源的CT扫描仪的组成部分的示意图。
图12A-12B是针对单探测器阵列单光源系统和针对多探测器多光源系统展示被检查物体的质量中心的轨迹的曲线图。
具体实施方法
本发明的实施方案提供CT扫描物体(例如，针对爆炸物扫描受检航线或随身携带的行李)的技术。举例来说，CT EDS扫描仪包括装到托台上的X光光源、相对于托台移动待扫描物体的运送装置和沿着待扫描物体的行进方向安排的多个探测器阵列。那些探测器阵列彼此隔开某个实质上的距离。举例来说，相邻探测器阵列的前缘(即，最接近物体进入扫描仪的进入点边缘)之间的距离近似等于预期切片厚度的两倍。这个扫描仪是可仿效的，而不是本发明的限制，因为依照这份揭示可能有其他的落实方案。
参照图2，CT扫描仪30包括运送装置32、X光光源34，探测器阵列36、防散射板38和处理器40。扫描仪30包括未展示的其他项目。非必选的防散射板38是沿着被检查物体52的行进方向z安排的而且被配置成限制在运送装置运动方向z上的X光散射以减少探测器阵列361-363对被不在光源34和相应的探测器阵列36之间的直达线中的被检查物体52散射掉的X光的接收。举例来说，板38可能是用钨做成的。光源34被配置成提供X光光束42，该光束是在与物体52的行进方向z正交包含扫描仪30的隧道37(图3)的平面中的扇形光束(类似于图1所示的光束)。该光束42在z-方向有这样的宽度，以致光束部分421-423将分别被探测器阵列361-363接收。处理器40包括用来储存控制扫描仪30的各个组成部分实现在此描述的功能的计算机易读的软件指令的存储器。探测器阵列36可能有各种不同的配置，例如，图1所示的探测装置16的配置或美国专利申请公开第2004/0120454号的图3-4所示的那组探测器阵列240、241、242。这些例子不是探测器阵列36可能获得的形式的限制。扫描仪30是第三代CT扫描仪(即，扫描仪的隧道被光源34提供的光束42完全贯穿)，虽然可能使用其他类型的扫描仪。扫描仪30被配置成以比使用单一探测器阵列36的扫描仪快的速率扫描物体。在这里，扫描仪30包括三个探测器阵列36，虽然可能使用其他数量的探测器阵列36。然而，优选的是，如果使用很多探测器阵列36，可能要用不止一个X光光源14，例如，在z-方向毗邻所示的X光光源14安排的。
探测器阵列36被安排在一组43中而且在手提包运动方向z用阵列36之间的间隙44彼此隔开。间隙44实质上与探测器阵列36的宽度46有关。举例来说，间隙44可能大于宽度46。优选的是，探测器阵列组43的几何学效率优选低于80％，其中所述几何学效率是探测器阵列36的宽度46除以阵列行距(即，在相邻阵列36的前缘(例如，从阵列363的前缘48到阵列362的前缘50)之间的距离)乘以100％。该几何学效率可能少于70％、少于60％、少于50％、少于40％、少于30％或在20％以下。优选的是，该几何学效率少于30％。扫描仪30的几何学效率等于扫描仪30的有效几何学效率，该有效几何学效率是探测器阵列36沿着光束42向阵列36和光源34之间的任意平面的投影。阵列行距优选近似等于预期切片厚度的两倍，因为该切片厚度通常大约为探测器阵列行距的一半，因为探测器阵列36被安排在物体52离托台56的旋转等角点两倍远的地方。
处理器40被配置成当X光光源34发出X光的时候控制运送装置32以实质上恒定不变的线性速度移动被检查的物体52(例如，一件行李)和控制托台56(图3)以实质上固定的转速旋转。探测器阵列36被配置成探测光源34发射的随后被手提包52中的项目衰减的X光并且把收到的X光的指示传送到处理器40。处理器40被配置成使用收到的X光数量的指示来识别潜在的威胁(例如，爆炸物)、识别手提包52包含潜在威胁的区域和重建手提包52的图像。处理器40被配置成在完成扫描或切片时把来自探测器阵列36的数据用于每个半转。
运送装置32的速度并因此扫描仪30的通过量取决于旋转速度、抽样率和探测器阵列36的数目。举例来说，在n个探测器阵列36、托台每转两个切片(即，每个切片180°)和运送装置32的速度致使手提包52的前缘54从一个光束部分(例如，421)移动到下一个部分422需要时间的情况下，托台将旋转1/n半转(180°/n度)。另外参照图3A-F，运送装置32将把手提包52在托台旋转180°的1/3(即60°)的时候从光束部分421移动到光束部分422而在托台总共旋转120°的时候移动到光束部分423。因此，每个阵列探测到的切片部分被减少到三分之一，而且因此运送装置的速度相对于使用一个探测器阵列36的扫描仪能增加3倍。因此，如果就一个探测器阵列36而言运送装置32能在90RPM的托台转速下以7.5cm/s运行并且有可接受的清晰度，那么采用4个阵列，运送装置32不需要牺牲图像或威胁探测质量就能以30cm/s的速度运行。
处理器40被配置成把从每个探测器阵列36收到的X光的指示用于每个CT切片。每个探测器阵列36都将接收穿过手提包52的每个部分但来自不同角度的X光。处理器40被配置成针对同一线部分(即，z-方向的同一切片)组合来自各个阵列36的信息，同时考虑到获得信息的不同角度。处理器40被配置成从探测器阵列36获取探测器输出而且把该信息组合成一个有效阵列。组合的有效阵列将有n倍于每个个别阵列36的抽样线(视野)。另外参照图4-5，处理器40被配置成把分别由阵列361-363提供的曲线图62、64、66的信息组合成在有效阵列的曲线图68中的信息。在图4中。水平轴表示探测器数目，垂直轴表示线数，而阴影表示衰减。曲线图62、64、66展示随着所有的抽样时间逝去每个探测器的个别探测器读数。这些曲线图被称为描线图(如同美国专利申请公开第2005/0008118A1号所描述的)而且类似于工业中的窦腔X光照相。组合描线图68与曲线图62、64、66中的每个线数相比较有n倍的线数(n＝3)。在图5中，垂直轴代表手提包52在z-方向的行进距离。曲线图72、74、76展示行进距离对于n个阵列36和组合描线图78是同一的。然而，组合描线图78在手提包运动方向z有较高的清晰度。
再一次参照图2，处理器40被配置成实现在表1中就n＝3的情况举例说明的把来自探测器阵列36的信息重组成一个描线图的方案。虽然表1适合于n＝3的情况，但是针对其他的n值能产生类似的表。适合所有的n个探测器阵列36的扇形角度数据被平行安放而且对于这个讨论假定是平行的。这是方便的步骤并且有助于理解该程序。然而，通过应用较烦琐的数学，同样的东西能使用该扇形数据实现。表1的第一列展示手提包52依据其前缘54测量的行进距离z。在这个例子中，假设当托台54以60RPM的速度旋转的时候运送装置32正在以15cm/s的速度移动手提包52。因此，托台每秒旋转360°，每1/2秒旋转180°，折合在1/2秒中运送装置32和手提包52行进7.5cm。对于每个探测器阵列36，为了行进其在180°中的份额，即180°/n，在此180°/3＝60°，运送装置32和手提包52将因此行进7.5/n，在此7.5/3＝2.5cm。因此，表1被断成与托台旋转60°和对应的运送装置32和手提包52移动2.5cm相对应的片段。
表1指出如何把数据从三个阵列36“编织”成一个有效阵列。用于有效阵列的数据将类似于用以三阵列系统30的三分之一速度运行的一个探测器阵列的机器搜集的数据。再一次声明，三阵列的使用仅仅是为了举例说明，相似的表能针对任何阵列数作出。在表1中，第一列代表用来制作第一重组切片的数据。在这里我们选择来自阵列1的第一个60°，来自探测器阵列2的第二个60°和来自探测器阵列3的第三个60°，如同实线90所指出的那样。为了重组用于第二切片的数据，使用来自那三个探测器阵列中每个的60°数据如同用虚线92所指出的那样。所用的规则是从使用在前一个切片中所用的最后一个探测器阵列(在这个情形是探测器阵列3)开始。接下来，使用来自下两个阵列的数据，在这个情形先是探测器阵列1然后是2。数据被翻转(探测器域中的镜像)以模拟来自180°之远的数据。对于第三个切片，如同虚线94指出的那样，首先使用来自同一阵列(用于结束切片2的数据就来自该阵列，在这是探测器阵列2)的数据，然后使用来自下一个探测器阵列(在这是阵列3)的数据，翻转后回到第一阵列。这个程序重复用于所有后来的切片。该程序可以解释为：每隔60度的数据，切换到下一个探测器阵列；在九次切换的序列(三个完整的重组数据切片)之后，该程序重复。该序列被概述为：切片1：使用1、2、3；切片2：使用3、1f、2f；切片3：使用2f、3f、1。对于所有后来的切片在重现三个切片中使用上述方案。对于切片m，使用切片号X的方案，其中X＝m/3的余数。举例来说，对于切片20，使用切片rem(20/3)＝切片2的方案。如果m/3＝0，则使用方案3。因此，对于切片12，使用切片rem(12/3)＝切片0；因此，使用切片3的方案。
探测器阵列36收集在不同的时间和托台56的不同旋转角度穿过手提包52的同一部分的X光。在托台旋转第一个60°之时在手提包52的前缘54到达第一光束部分421之后，探测器阵列361收集穿过手提包52的第一个2.5cm被衰减的X光。在第二个60°期间，第一探测器阵列361接收穿过范围在2.5到5cm的手提包的X光，依此类推。除了手提包52的前缘54由于沿着z-方向尚未行进2.5cm以上或托台尚未旋转60°没有到达第二探测器阵列362之外，探测器阵列362和363也探测穿过手提包52的这些部分的X光。这个2.5cm(15/2n)的间隔对应于扇形光束部分42在托台56的等角点的分离，其中探测器阵列36沿着z方向即运送装置运动方向被分开15/n厘米的距离。
处理器40被配置成把来自探测器阵列36的数据组合以形成描线图，以致对于每个2.5cm(或一般而言，运送装置速度/2n)的扫描带，物体52是从至少180°检查的。对于手提包52的第一个0-2.5cm扫描带，第一探测器阵列361提供关于第一个60°的信息，第二阵列362提供有关60°到120°角旋转的信息，而第三探测器阵列363提供有关120°到180°的信息。对于第二个2.5cm位移(切片)，来自第三探测器363的信息被用于范围180°到240°。对于角度范围240°到300°，处理器40将再一次使用来自第一探测器阵列361的数据，但是倒转探测器方向。用第一探测器阵列361检查第二扫描带的时候，X光将在角度60°-120°(远离240°-300°180°)。由于该数据将从托台56的对面获取，所以处理器40被配置成通过左右交换或翻转来抵偿这个。因此，为了组合来自阵列36的信息，处理器40被配置成按下列次序使用来自探测器阵列36的关于60°增量的信息，即来自361、362、363的信息用于第一切片和其后每个第三(第n)切片，来自363、361(f)、362(f)的信息用于第二切片和其后每个第三切片，来自362(f)、363(f)、361的信息用于第三切片和其后每个第三切片，其中(f)指出探测器阵列数据读出的翻转。这个模式是用图6概述的。这个模式重复用于手提包52的剩余部分。看一下另一种方法，探测器阵列36收集到的信息如同表2指出的那样被使用。来自托台56的每个旋转部分的信息都被使用。优选的是，没有收集到的信息被丢弃，但是这不是必需的。
表2
Figure A20068004646800171
因此，用阵列361、362、363在0°-60°、60°-120°和120°-180°的范围中收集的信息被分别用于第一切片、第二切片和第三切片，其中第二切片的信息来自第一阵列361，第二和第三切片的信息来自第二阵列362，而第三切片的信息来自第三阵列363，全部被翻转。数据是通过获取每个样品的镜像翻转的，其中第一探测器被处理为最后一个，而最后一个被处理为第一个。
放大修正被应用于适当的场合，例如，对于相对地远离等角点的物体。这个模式每隔三个切片重复一次并且继续用于手提包52的剩余部分。
在操作中，参照图7，以及进一步参照图2-3和5-6和表1-2，使用扫描仪30获得和组合CT信息的程序100包括所示的几个阶段。然而，程序100仅仅是可仿效的而不是限制。程序100可能被改变，例如，通过有附加的、移走的或重新排列的阶段。
在阶段102，手提包52通过x光光源34和探测器阵列36的视野移动。手提包52被放置在运送装置32上，该运送装置以预期的速率移动使手提包52以对应的z-方向速率移动。运送装置32并因此手提包52的速率优选大约为使用单一探测器阵列36时所用的速率的n倍(在这里是三倍)。
在阶段104，探测来自光源34的X光。X光光源34把X光通过衰减X光的手提包52送到探测器阵列36。X光是以小于大约80％、优选小于大约30％的有效几何学效率送过手提包52的。探测器阵列36探测被移置传输的X光，其中阵列36探测以不同的角度送过手提包52的同一部分(即，z-方向线性位置)的X光，在这里连续的探测器阵列36之间偏移60°。这些探测器阵列36把探测到的X光的数量的指示提供给处理器40。
在阶段106，处理器40接受从探测器阵列36探测到的X光的指示并且组合这些指示。处理器40依照表1-2和图5-6组合收到的指示以便把来自各种不同的探测器阵列36的指示用于适当的切片，从而在适当的时候翻转探测到的指示。这集合用于切片的信息，得到与单一探测器阵列和运送装置速度相对应的信息，但是实际使用的运送装置速度要高得多。
在阶段108，处理器40使用组合的切片信息进一步实现预期的功能。处理器40分析组合的切片信息识别潜在的威胁，例如爆炸物。处理器40还在适当的场合(例如，如果手提包52中的项目不能被肯定地视为威胁或者肯定地视为不是威胁)构建图像。处理器40把图像信息提供给适当的装置以便显示给人类操作员。
实验结果
使用来自三个探测器阵列的组合信息重建的描线图已被展示，以便提供好的图像清晰度。参照图8A-8B，包含三个项目的真实手提包的图像112、114举例说明使用扫描仪30和程序100的图像质量，其中运送装置32的线速度为15cm/s。该手提包装有长的塑料块116(在每幅图像112、114的左边)。该塑料块116足够长，足以帮助确定即使在15cm/s的速度下它的图像也能被重建。又长又薄的塑料块118被放在手提包顶端附近。在手提包中央的一块是沿着运动方向竖立的直径5cm的塑料圆筒120。来自第一探测器阵列的重建图像112展示物体120的非常模糊的影像。在使用来自三个探测器阵列36的组合信息构造的图像114中，物体120在焦点。
其他的实施方案
其他的实施方案在本发明的范围和精神之内。举例来说，由于软件的性质，上述的功能能使用软件、硬件、固件、硬设备或这些的任何组合来实现。实现功能的特征也可能实际上位于各种不同的位置，包括这样的分布，以致部分功能是在不同的物理位置实现的。另外，虽然前面的描述集中在X光光源和多个探测器阵列的使用上，但是其他的安排可能被使用。举例来说，可能将多个X光光源和多个X光探测器阵列一起使用，或可能使用单一探测器阵列和多个X光光源。此外，可能使用没有防散射装置的扫描仪。防散射板也可以被用于与z-方向正交的平面，即，来自光源34的扇形光束42。另外，在此描述的发明也可以为典型的第三代CT之外的CT工作。举例来说它可能适用于诸如RevealImaging Technologies.of Bedford，MA.(马萨诸塞州贝德福德的显示图像技术公司)制造的CT-80 CT EDS或美国专利第5,912,938号(Dobbs)所描述的horse-shoe compact CT那样的断开的阵列配置。此外，在此(上面和下面两者)描述的创造性技术能适用于探测器阵列本质上跨越完整的360°托台(即，完整的360°包围运送装置，因此围住被测试物体)而且保持固定的第四代系统或不使用托台而且使X光光源靠电子器件在视场周围移动(例如，为了有效地提供旋转X光光源，把X光光源安排在运送装置的周围并且按顺序触发它们)的第五代系统。再者，所用的光源可能是纳米技术(纳米管)X光光源。
参照图9，CT扫描仪系统130包括运送装置132、探测器阵列134、一组X光光源136、防散射板138和处理器140。该扫描仪系统130包括未展示的其他项目。防散射板138是沿着被检查物体144的行进方向z安排的而且是非必选的。光源136被配置成提供X光光束142，该光束是在与物体144的行进方向z正交的平面中的扇形光束。在这里，有三个光源136并因此有三个X光光束142，虽然可能使用其他的数量。在有N个光源136的情况下，光源136受处理器140控制以便为得到同样的清晰度以N倍于单一光源/单一探测器组合的抽样速率依次点燃它们。另外，为了帮助把光通量维持在近似等于使用一个光源和一个探测器阵列组合时的光通量水平，控制每个X光光源136提供N倍的单一光源所用光子数量以便提供同样的图像信噪比。这能通过用增高的电压驱动光源136或优选通过以N倍的阴极电流数量驱动光源136来实现。有相当于单一探测器和单一光源情形的光通量(在抽样周期中入射在探测器上的光子)帮助保证由此产生的图像有相等的噪音。此外，光源136能被不同的能源相继激励的以使处理器140确定原子序数变得容易。系统130的有效几何学效率(探测器阵列134沿着多个光束142投影到任意平面(例如，物体144或运送装置132)上的几何学效率)类似于扫描仪30的有效几何学效率(即，优选少于30％，但是可能有前面就扫描仪30讨论过的数值)。
参照图10，CT系统160包括探测器阵列162、一组X光光源164、处理器166和非必选的防散射板168。在这里，系统160包括三个探测器阵列162和四个X光光源170。来自每个光源170的X光投射到每个探测器阵列162之上。光源能被依次或同时点燃，而探测器阵列162能被依次或同时抽样以便捕捉爆炸物探测数据。优选的是，在数据捕捉时，四次数据捕捉发生，或者来于四个光源170和一个探测器阵列162，或者来于四个阵列162和一个光源170。优选的是，光源170被依次激发，因为这与有被不断地激发的光源170并依次对探测器阵列162抽样相比将使用较少的能量。如果不止四次数据捕捉同时发生，例如，所有的四个光源170都被激发而且所有的四个探测器阵列162都被抽样，那么“额外的”数据可能用来提供增加的功能性，例如，提供比发生较少数据捕捉时更详细的三维图像。系统160的有效几何学效率类似于扫描仪30的有效几何学效率(即，优选少于30％但是可能有前面就扫描仪30讨论过的各种不同的数值)，如果多个阵列162被用来捕捉来自光源的X光，该有效几何学效率是探测器阵列162或阵列162之一沿着来自光源的光束投影到任意平面上的几何学效率。
参照图11，为实现Quarter Shift Offset(QSO)(或四分之一探测器偏移)图像重建配置的CT系统180包括数对X光光源182、探测器阵列184、处理器186和非必选的防散射板188。在这里，成对光源182中的两个光源提供两个X光光束190、192而且在z-方向上是共平面的而且在(垂直于手提包行进方向的)X光扇形光束平面中有大约为阵列184中探测器宽度(探测器行距)一半的中心到中心间隔194。光束190、192如图所示投射在偏置的探测器阵列184上。处理器186控制那些光源以2N倍(在这里6倍)于单一探测器阵列单一光源系统的速率交替地从每对光源发出X光。使用系统180取得的X光信息能被隔行扫描，看来在装有探测器阵列184和光源182的托台的每旋转180°的情况下彷佛有阵列184中实际存在的两倍之多的探测器(这与通常用于QSO的360°相反)。此外，每对光源182能有两个提供不同能量的光源以使处理器186确定原子序数变得容易。系统180的有效几何学效率是探测器阵列184沿着多个光束190、192投影到任意平面的几何学效率，而且类似于扫描仪30的有效几何学效率。
从多样的捕捉角度通过被测试物体的信息能被处理以便帮助修改人造物品。多样的捕捉角度能由多个探测器阵列和/或多个光源造成。如果正在测试的物体或其一部分(例如，包裹、病人的手、病人的心脏)在探测器/光源(s)的单一旋转期间移动，那么该运动轨迹不遵循理论上的窦腔X光照相。举例来说，参照图12A，如果物体在旋转期间从位置1移动到位置2，那么轨迹(描线图)既不是位置1跨越的窦腔X光照相也不是位置2跨越的窦腔X光照相，而是看来彷佛是从窦腔X光照相1开始并且以窦腔X光照相2结束。对于清楚的图像，物体轨迹应该与窦腔X光照相痕迹一致。如果物体不如此一致，则由此产生的图像将是模糊的。如同在美国专利申请第11/417,692号、公开第2006/01984495A1号中描述的那样，这个图像能从模糊“突变”回清晰。把多样的捕捉角度用于X光信息，图像从模糊到清晰的突变变得容易。参照图12B，使用多个探测器阵列和/或多个光源的系统(在这里是五个探测器阵列)产生容易分析的物体移动曲线图以便确定打算用来使图像清晰的数据点。在图12B中，在曲线图210中有容易确认的轨迹中断点212与测试中的移动物体相对应。这些中断点能依照美国专利2006/01984495A1的描述作为出发点和结束点的定位点用来操纵信息与窦腔X光照相一致，从而导致高调、高清晰度图像。
扫描仪130、160、180能使用与扫描仪30的操作一样的原则操作。受检物体被来自一个或多个X光光源的移置X光照射，而且该移置的X光受物体影响并且被一个或多个探测器阵列捕捉。捕捉到的能量先通过分析把来自各个切片的数据聚集在一起，然后进行处理，以便，举例来说，产生图像、识别爆炸物、提供物体中项目的原子序数，等等。
表1
Figure A20068004646800231
更进一步的实施方案在本发明的范围之内。举例来说，虽然前面的讨论通常讨论三个X光光源和/或三个探测器阵列，但是可能使用其他的光源和阵列数量，例如，五个X光光源和/或五个探测器阵列。另外，虽然描述和附图提供一件行李作为被检查物体的例子，但是可能检查其他的物体，例如，人或其他动物)。
此外，虽然前面的描述提及本发明，但是该描述可能包括不止一项发明。权利要求请见权利要求书。

Claims (19)

1.一种计算层析成像扫描仪，其中包括：
机壳；
至少部分地安排在机壳之内的运送装置，该运送装置被配置以通过机壳沿着行进方向移动待扫描物体；
托台，该托台与机壳连接并被配置以接受要扫描的物体；
X光光源，该X光光源附着在托台上，并被配置以提供X光光束，所述的X光光束沿着行进方向的长度延伸；以及
附着在托台上的多个探测器阵列，其被配置并被安排以接受和探测来自X光光源的X光，所述探测器阵列在行进方向上被彼此相对移置的阵列间隔距离，以致所述阵列的几何学效率少于大约80％。
2.根据权利要求1的扫描仪，其中阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约70％。
3.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约60％。
4.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约50％。
5.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约40％。
6.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约30％。
7.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔距离是这样的，以致所述阵列的几何学效率少于大约20％。
8.根据权利要求1的扫描仪，其中所述阵列间隔是这样的以致如果所述运送装置沿着所述行进方向以第一速度移动物体而托台以第二速度旋转，则所述物体将在所述托台旋转近似等于180°除以探测器阵列的数量的角度期间移动实质上与阵列间隔距离相等的距离。
9.一种计算层析成像扫描仪，其中包括哈：
机壳；
至少部分地安排在所述机壳之内为通过所述机壳沿着行进方向移动待扫描的物体而配置的运送装置；以及
X光传输和探测系统，该系统与所述机壳连接，并被配置和安排以传输至少一个X光扇形光束通过运送装置上的物体，其中X光沿着通过物体的行进长度被移置，该X光传输和探测系统被进一步配置以探测在穿过物体之后至少一个扇形光束中的X光，被探测的X光在穿过物体的时候沿着行进方向被移置；
其中穿过物体探测到的X光沿着行进方向被彼此相对移置以便提供探测到的X光的少于大约80％的有效几何学效率。
10.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统包括至少一个光源和至少两个探测器阵列，或至少两个光源和至少一个探测器阵列。
11.根据权利要求10的扫描仪，其中：
如果传输和探测系统包括至少一个光源和至少两个探测器阵列，那么探测器阵列是按顺序抽样的；
如果传输和探测系统包括至少两个光源和至少一个探测器阵列，那么光源是按顺序被激发的。
12.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统包括至少一个探测器阵列，探测器实质上被安排在运送装置周围呈完整的360°。
13.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统包括众多X光光源，这些光源实质上被安排在运送装置周围呈完整的360°。
14.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统包括带有探测器宽度的多个探测器和众多对X光光源，其中成对的光源沿着实质上与行进方向垂直的方向被彼此相对移置大约半个探测器宽度。
15.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统被配置以致有效的几何学效率少于大约60％。
16.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统被配置以致有效的几何学效率少于大约40％。
17.根据权利要求9的扫描仪，其中传输和探测系统被配置以致有效的几何学效率少于大约20％。
18.根据权利要求9的扫描仪，其中X光传输和探测系统包括众多X光光源且该X光传输和探测系统被配置以众多不同的能源触发光源以便捕捉用于原子序数计算的多种能源数据。
19.一种CT扫描物体的方法，该方法包括：
沿着行进方向移动物体；
通过实质上与行进方向垂直的物体传输被移置的X光；
以在物体处大约80％或更少的有效几何学效率探测被移置的X光；
把表示探测到的移置X光的强度的信息组合起来以便针对共同的切片把来自不同的X光的信息聚集在一起；以及
分析用于物体切片的组合数据。
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