(57)【要約】  本明細書は、脅威物に対する液体、エアロゾル及びゲル（ＬＡＧｓ）を検査する方法を開示する。方法は、複数ステッププロセスの中でプラスチックバッグにパックされたＬＡＧｓのスキャンニングを含む。１次スキャンニングにおいて、バッグは、ファンビーム放射によってデュアルエネルギＣＴ技術を使用してスキャンされる。警報の場合、警報を発しているコンテナが、円錐ビーム放射によってコヒーレントＸ線散乱技術を使用して再びスキャンされる。システムは、２つのコリメータ間で切り替わる機構を有し、ファンビーム又は円錐ビームのいずれかを作製する。システムは、さらに、スキャンニング用にターゲットを適切な位置に配置し、バッグの中のマルチＬＡＧコンテナをスキャンするときにコンテナの重なりを防ぐ機構を有する。【選択図】図１
2018506032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有し、物体をスキャンするシステムであって、
前記第１スキャンニングサブシステムは、
放射を制限して、物体を照射するビームを作製する第１コリメータと、
物体を透過して検出されたビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有し、
物体は、前記透過検出器の第１アレイに対するビームに垂直な軸を中心に回転され、
前記第２スキャンニングサブシステムは、
放射を制限して、成形されて物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、
物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つの検出器と
を有し、
前記プロセッサは、前記第１透過スキャンデータ及び前記散乱スキャンデータを使用して、前記物体内の対象材料の存在を判断することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第２スキャンニングサブシステム内の第１検出器は、エネルギ感度を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第２検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定して、散乱スキャンデータを正規化することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２検出器はエネルギ感度を有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
さらに、ピンホール、フィルタ及び散乱体のうちの少なくとも１つを有する減衰器が使用されて、第１コリメータによって作製されたビームの強度を減らすことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
第１スキャンニングサブシステムは、マルチエネルギ透過システムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記Ｘ線源は、低エネルギと高エネルギとの間で切り替えられて、第１スキャンニングサブシステムにおいてデュアルエネルギ透過データを生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
第１コリメータによって生成されるビームはファンビームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
第１スキャンニングサブシステムは、マルチエネルギＣＴシステムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成することを特徴とする特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、以下のもの、すなわち回折シグネチャ、密度及び有効原子番号の全て又は幾つかの組み合わせを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
対象材料は、爆発物及び薬物の一方であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
第２スキャンニングサブシステムの前記成形ビームはペンシルビームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
第２スキャンニングサブシステムの前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法であって、
Ｘ線源から放射を発生する工程と、
コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製する工程と、
前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、
前記放射を制限するために第１コリメータを配置して前記位置で前記コンテナを照射するビームを作製する工程と、
透過検出器の第１アレイを使用して、コンテナを透過して検出されたビーム放射に相当する前記第１透過スキャンデータを検出する工程とを有し、
前記コンテナは、透過検出器の第１アレイに対するビームに垂直な軸を中心に回転され、
さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の特性を計算する工程と、
前記計算された特性を使用して前記少なくとも１つの物が対象物体として疑われる場合は警報を発する工程と、
前記放射を制限するために第２コリメータを配置して、対象物を照射する成形ビームを作製する工程と、
少なくとも１つの検出器を使用して、対象物から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、
回折シグネチャを生成する工程と、
前記回折シグネチャ及び前記計算された特性の組み合わせを使用して、対象物としてコンテナの少なくとも１つの物を確認する工程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
散乱スキャンデータを検出する第１検出器は、エネルギ感度を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第２検出器が使用されて、物を透過した放射を測定して、散乱スキャンデータを正規化することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２検出器は、エネルギ感度を有することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ピンホール、フィルタ及び散乱体の少なくとも１つを有する減衰器が使用されて、第１コリメータによって作製されたビームの強度を減らすことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
第１透過スキャンデータはマルチエネルギ透過スキャンデータであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
第１透過スキャンデータは、Ｘ線源を低エネルギ及び高エネルギ間で切り替えることによって生成されるデュアルエネルギ透過データであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
第１コリメータによって作製されるビームは、ファンビームであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
第１透過スキャンデータは、マルチエネルギＣＴシステムを使用して生成されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記特性は、前記第１透過スキャンデータを使用して計算された少なくとも１つの物の内部のボクセルの密度及び有効原子番号を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
対象物体は、爆発物及び薬物の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記コンテナは、各コンテナ内に、液体、エマルジョン及びゲルの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
前記散乱スキャンデータを生成する成形ビームは、ペンシルビームであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項３１】
前記散乱スキャンデータを生成する前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【参照文献】
【０００１】
本明細書は、２０１５年１月１６日付で出願され「対象材料の検出のための非侵入型検査システム及び方法」と題された米国特許予備出願第６２／１０４、１５８号を参照し、本明細書に参照文献として取り込むものである。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、放射エネルギ撮像システムの分野に関し、特に、隠れた物体を検出して、対象の材料、特にコンテナ内部の液体、エアロゾル及びゲルを特定するために、Ｘ線コヒーレント散乱、回折、及びマルチエネルギ透過Ｘ線放射技術の組み合わせを使用するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
旅客機に許可される液体、エアロゾル及びゲル（以下、ＬＡＧｓと称す）の量は、制限されている。その理由は、テロリストが、液体、自家製又は即席の爆発物を使用する攻撃を実行する能力を探し出すためである。これらの制限を除去する関心が、航空機関の間にあり、故に、爆発性且つ可燃性の液体（純粋な燃料又は混合燃料）を、自動的に検出すると共に、安全な液体（飲料、ローション、衛生用品、食品）から識別するために、様々なサイズ及び材料の閉じたコンテナの内容物を同時に分析する方法及び装置に対する需要を作っている。有効瓶詰液体スキャナ技術は、手荷物の内部にあり、又はプラスチックバッグから取り出されたＬＡＧコンテナ内に隠されている脅威物に対する集団スクリーニングを実行すべきであり、様々なサイズの単一コンテナ構成の中にあるＬＡＧｓをスクリーニングすることができる。
【０００４】
当業者によって、有効原子番号（Ｚeff）及び密度（ρ）は、手荷物や他のコンテナの内部に隠された爆発性脅威物を分類するために使用される材料の２つの主要物理的特性である。これらの特性を使用する分類アルゴリズムは、世界中の空港で現在展開されているチェックポイントスクリーニングシステム及びＸ線ベースの自動爆発物検出システムの多くに組み込まれている。
【０００５】
当該分野にて現在利用可能なＸ線検査システムは、ＬＡＧｓをスクリーニングする能力を制限している。対象の材料は、プラスチック、ガラス、金属及び泊を含む様々なコンテナタイプの中の、固体、液体、エアロゾル、ゲル及び爆発物の前駆体をした爆発物を含む。コンテナは、透明又は不透明であり、それ自身が外側のパッケージ内に含まれていても良い。武器を作るために潜在的に使用され得る係る材料の検出は、非常に複雑な作業である。ＬＡＧの脅威物は、特に、一般に安全な物体のものに近い、Ｚeff及びρの比較的狭い範囲に広がっている。空港での手荷物スクリーニングの間、又は、クォート、ガロン、又はsecure tamper evident bagsに含まれて取り去られたＬＡＧＳをスクリーニングするときなど、バッグに詰められている変化するサイズ及び材料からなる閉じた複数のコンテナの内容物が同時に分析されることが必要となるときに、問題はさらに複雑になる。様々なコンテナは、特定の視点からは重なる傾向があるので、係る物品は、スクリーニングに対するチャレンジを呈する。
【０００６】
現在、潜在的な脅威物品を含むコンテナを開封せずにＬＡＧＳをスクリーニングするために利用可能な主要な技術は４つある。１）レーザ光のラマン散乱、２）誘電率の測定、３）デュアルエネルギＸ線ラジオグラフィックイメージング、４）コンピュータ断層撮影（ＣＴ）法である。ＬＡＧＳのためのスクリーニングの従来の方法は、欠点が無いわけではない。レーザ光のラマン散乱は、ＬＡＧの化学組成の特性であるシグネチャを生成する。しかしながら、これは、単体のポイント測定値であり、同時に複数のコンテナを調べるために使用することができない。さらに、この技術は、不透明なコンテナに対しては役に立たないことがあり、金属製又は入れ子になったコンテナに対しては役に立たない。このように、ラマン散乱は、多数のタイプのパッケージング内に含まれるＬＡＧを調べるためには使用されない。
【０００７】
電磁場で測定される、ＬＡＧの誘電率が、ＬＡＧの特性であるシグネチャとして使用できる。しかしながら、この測定法は、所望よりも高い誤警報レートを有し、複数のコンテナを同時に検査するためには使用できず、また、金属製コンテナの中のＬＡＧＳを検査するためにも使用できない。
【０００８】
デュアルエネルギＸ線ラジオグラフィカルイメージング法は、ＬＡＧのＺeff及びρを測定するために使用でき、次に、この情報は、安全な物として、又は脅威物としてＬＡＧを分類するために使用される。コンテナが制御された向きに、且つ材料が重なり合うことなくおかれたときに、これらのシステムは、ＬＡＧＳの検査のための航空機関によって保証される。しかしながら、ラジオグラフィック法は、制限される。その理由は、この方法は、コンテナが重なり合う問題にアクセスせず、また、バッグ内に詰められたコンテナを検査するようには設計されていないからである。これらは、バッグ内に複数のコンテナを同時に検査することができず、また、機能的に高い誤警戒レートを有する。これは、スクリーニングスループットを減らす。その理由は、乗客が、ＬＡＧＳを外し、ＬＡＧＳをスクリーニング用に好ましい向きに特別な貯蔵所に置く必要があるからである。また、運輸保安官は、機能的に高レベルの誤報を解決しなければならない。
【０００９】
最終的に、ＣＴ技術は、コンテナの形状又は構成に対して比較的不感性の複数のコンテナを同時にスクリーニングする方法を提供する。ＣＴは、デュアルエネルギ（ＤＥ）又はマルチエネルギ（ＭＥ）検出器で実行されるときにＬＡＧのＺeff及びρを正確に測定できる。例えば、米国特許第８、０３６、３３７号は、液状物体をデュアルエネルギＣＴで安全検査をする方法を記載する。この方法は、検査対象の液状物体についてのデュアルエネルギＣＴスキャンニングによってデュアルエネルギ投影データを取得し、投影データのＣＴ再構成を行ってＣＴ画像を取得する。ＣＴ画像は、検査される液状物体の物理的特性を示す。さらに、方法は、ＣＴ画像に基づいて液状物体の物理的属性を抽出し、検査された液状物体が、物理特性に従い危険であるか否かを判断する。
【００１０】
さらに、米国特許第８、３２０、５２３号は、液状物体を検査する方法を記載する。この方法は、液状物体に対してＤＲ撮像を行って透過画像を生成し、ＣＴスキャンニングが実行されるべき少なくとも１つの位置でデュアルエネルギＣＴスキャンを行い、生成されたＣＴ画像データから密度及び原子番号を測定し、ＣＴ画像から測定された密度及び原子番号から確定される少なくとも１のポイントが、密度−原子番号の２次元空間における所定領域に落ちるか否かを判別し、液状物体が危険であるか否かを示す情報を出力する。
【００１１】
液体、自家製及び即席爆発性脅威物の増え続けるリストは、無害物及び脅威物の間の分離を減らし、脅威及び無害ＬＡＧの間のＺｅｆｆ及びρにおいて重複する増加番号につながる。しかしながら、ＣＴベースの方法は、十分な精度及び正確性でＺｅｆｆ及びＣＴ番号（近似密度ρ）を測定せず、特徴が無害材料とのオーバーラップを避け、誤った警報につながる。
【００１２】
Ｚｅｆｆ及びρにおいてオーバーラップする材料を分類するために使用される、さらなる直交シグネチャに対する需要が存在する。対象となるシグネチャの一つは、コヒーレントＸ線スキャッタ（以下、ＣＸＳと称す）であり、検査下の物体の分子構造の特徴的シグネチャを作製する。このシグネチャは、Ｚｅｆｆ及びρに直交し且つ独立である。
【００１３】
ＣＸＳは、当該分野において周知である。米国特許第５、２６５、１４４号は、１次ビームパスに沿って、制限された断面の１次ビームを発生する多色Ｘ線源と、１次ビームパスに配置された中央検出素子と、前記１次ビームを囲む直径が連続して増加するリングに配置された検出素子のシーケンスであって、１次ビームパスにおける弾性散乱プロセスによって生成される散乱放射を検出する検出素子のシーケンスと、Ｘ線源と検出素子のシーケンスとの間のコリメータ手段であって、１次ビームを包囲するコリメータ手段とを有する。前記コリメータ手段は、１次ビームパスの所定部分内で発生する前記弾性散乱プロセスからの散乱放射が、前記検出素子のシーケンスの複数に入射するように構成されている。さらに、前記シーケンスの各検出素子に入射するＸ線量子のエネルギスペクトルからパルス伝達スペクトルを測定する手段を有する。
【００１４】
米国特許第５、６４２、３９３号は、手荷物やパッケージ内にある物体の対象となる特定材料を検出する検査システムを記載する。このシステムは、検査された物体を透過し又は散乱されたＸ線放射を使用するように構成されたマルチビューＸ線検査プローブを有する。当該マルチビューＸ線検査プローブは、前記透過又は散乱Ｘ線放射の幾つかの検査角度を使用して疑義のある領域を特定するように構成され、また、疑義のある領域の空間情報を取得して、次の検査のための配置を決めるようにも構成されている。システムは、さらに、前記Ｘ線検査プローブから、前記空間情報及び前記配置を提供するデータを受け取るように構成されたシステムインターフェースと、前記インターフェースシステムから前記空間情報及び前記配置を受け取るように接続された方向性材料感度プローブとを有する。前記材料感度プローブは、前記配置を用いることによって、前記疑義のある領域についての材料特定情報を取得するように構成されている。さらに、システムは、前記材料特定情報を処理して、前記疑義のある領域内の前記特定材料の存在を検出するように構成されたコンピュータを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
さらに、特にＬＡＧの脅威物に対し、Ｘ線システムによってデータを捉え、このデータを利用して高速且つ正確な態様で脅威物を特定する、改良された脅威物検出システムに対する需要が依然として存在する。改良された検出及び判断システムは、チェックされた手荷物及び他の物体の検査の結果である爆発物検出システムによって生成されたアラームを確認し、又は正確にクリアすることができる。さらに、潜在的な脅威物材料のコンテナの形状及び構造に拘わらず、係る脅威物材料の存在を判別する需要が存在する。係るシステムは、脅威物材料を信頼性高く認識するために、同じ時間で、高いスキャンニングスループットを維持しつつ、より高度に脅威物に対し特別である必要がある。本明細書に関するのは係るシステムである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本明細書は、Ｘ線写真又はＣＴから測定されるようなＺｅｆｆ及びρと共に、コヒーレントＸ線散乱シグネチャを使用したＬＡＧｓのスクリーニングを記載する。
【００１７】
実施の形態によっては、本明細書は、物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射するビームを作製する第１コリメータと、物体を透過して検出されたビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。物体は、前記透過検出器の第１アレイに対するビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射すると共に成形された成形ビームを作製する第２コリメータと、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つの検出器とを有する。プロセッサは、前記第１透過スキャンデータ及び前記散乱スキャンデータを使用して、前記物体内の対象材料の存在を判断する。
【００１８】
前記第２スキャンニングサブシステム内の第１検出器は、エネルギ感度を有しても良い。
【００１９】
第２検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定して、散乱スキャンデータを正規化し、前記第２検出器はエネルギ感度を有しても良い。
【００２０】
実施の形態によっては、ピンホール、フィルタ及び散乱体のうちの少なくとも１つを有する減衰器が使用されて、第１コリメータによって作製されたビームの強度を減らす。
【００２１】
第１スキャンニングサブシステムは、マルチエネルギ透過システムであっても良い。
【００２２】
前記Ｘ線源は、低エネルギと高エネルギとの間で切り替えられて、第１スキャンニングサブシステムにおいてデュアルエネルギ透過データを生成しても良い。
【００２３】
実施の形態によっては、第１コリメータによって生成されるビームはファンビームである。実施の形態によっては、前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。
【００２４】
第１スキャンニングサブシステムは、マルチエネルギＣＴシステムであっても良い。
【００２５】
前記プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成しても良い。
【００２６】
前記プロセッサは、以下のもの、すなわち回折シグネチャ、密度及び有効原子番号の全て又は幾つかの組み合わせを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断しても良い。
【００２７】
実施の形態によっては、対象材料は、爆発物及び薬物の一方である。実施の形態によっては、物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグである。
【００２８】
第２スキャンニングサブシステムの前記成形ビームはペンシルビームであっても良い。第２スキャンニングサブシステムの前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであっても良い。
【００２９】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも１つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、Ｘ線源から放射を発生する工程と、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製する工程と、前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して前記位置で前記コンテナを照射するビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記コンテナを透過して検出されたビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記コンテナは、透過検出器の第１アレイに対してビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の特性を計算する工程と、前記少なくとも１つの物が前記計算された特性を使用して対象物体として疑われる場合は警報を生成する工程と、前記放射を制限するために第２コリメータを配置して、対象物体を照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つの検出器を使用して、対象物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャ及び前記計算された特性の組み合わせを使用することによって、対象物体としてコンテナの少なくとも１つの物を確認する工程とを有する。
【００３０】
散乱スキャンデータを検出する第１検出器は、エネルギ感度を有しても良い。
【００３１】
第２検出器が使用されて、物を透過した放射を測定して、散乱スキャンデータを正規化しても良い。第２検出器は、エネルギ感度を有しても良い。
【００３２】
実施の形態によっては、ピンホール、フィルタ及び散乱体の少なくとも１つを有する減衰器が使用されて、第１コリメータによって作製されたビームの強度を減らしても良い。
【００３３】
第１透過スキャンデータはマルチエネルギ透過スキャンデータであっても良い。
【００３４】
第１透過スキャンデータは、Ｘ線源を低エネルギ及び高エネルギ間で切り替えることによって生成されるデュアルエネルギ透過データであっても良い。
【００３５】
実施の形態によっては、第１コリメータによって作製されるビームは、ファンビームであっても良い。実施の形態によっては、コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。
【００３６】
第１透過スキャンデータは、マルチエネルギＣＴシステムを使用して生成されても良い。
【００３７】
前記特性は、前記第１透過スキャンデータを使用して計算された少なくとも１つの物の内部のボクセルの密度及び有効原子番号を含んでも良い。
【００３８】
実施の形態によっては、対象物体は、爆発物及び薬物の少なくとも一方である。実施の形態によっては、前記コンテナは、各コンテナ内に、液体、エマルジョン及びゲルの組み合わせを含む。
【００３９】
前記散乱スキャンデータを生成する成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記散乱スキャンデータを生成する前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【００４０】
実施の形態によっては、本明細書は、物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。
【００４１】
第２エネルギ感知検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定しても良い。
【００４２】
実施の形態によっては、フィルタ及び散乱体のいずれか一方を有する減衰器が使用されて、第２エネルギ感知検出器のカウントレートを減らす。
【００４３】
第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギ透過システムであっても良い。さらに、前記Ｘ線源は、低エネルギと高エネルギとの間で切り替えられて、デュアルエネルギ透過データを生成しても良い。
【００４４】
透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。さらに、透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【００４５】
実施の形態によっては、前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。
【００４６】
実施の形態によっては、第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギＣＴシステムであっても良い。
【００４７】
さらに、プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成しても良い。さらに、前記プロセッサは、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断しても良い。
【００４８】
実施の形態によっては、対象材料は、爆発物及び薬物の一方である。実施の形態によっては、物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグである。
【００４９】
前記成形ビームはペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであっても良い。
【００５０】
実施の形態によっては、本明細書は、物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、第１線源位置及び第２線源位置から放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、第１線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第１物体位置にある物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、前記第１物体位置にある物体を透過して検出されたビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。前記第１物体位置での物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、第２線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第２物体位置にある物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、前記第２位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。
【００５１】
第２エネルギ感知検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定しても良い。
【００５２】
実施の形態によっては、フィルタ及び散乱体のうちの一方を有する減衰器が使用されて、第２エネルギ感知検出器のカウントレートを減らす。
【００５３】
第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギ透過システムであっても良い。さらに、前記Ｘ線源は、低エネルギと高エネルギとの間で切り替えられて、デュアルエネルギ透過データを生成しても良い。
【００５４】
透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。さらに、透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【００５５】
実施の形態によっては、前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。
【００５６】
実施の形態によっては、第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギＣＴシステムであっても良い。
【００５７】
さらに、プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成しても良い。さらに、前記プロセッサは、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断しても良い。
【００５８】
実施の形態によっては、対象材料は、爆発物及び薬物の一方である。実施の形態によっては、物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグである。
【００５９】
前記成形ビームはペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであっても良い。
【００６０】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも１つの物を含む物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、前記物体の密度を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成し、前記密度及び前記回折シグネチャの組み合わせを使用して、前記少なくとも１つのものが対象材料であることを確認する。
【００６１】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも１つの物を含む物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、第１線源位置及び第２線源位置から放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、第１線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第１物体位置にある物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、前記第１物体位置にある物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。前記第１物体位置での物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、第２線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第２物体位置にある物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、前記第２物体位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して前記物体の密度を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成し、前記密度及び前記回折シグネチャの組み合わせを使用して、前記少なくとも１つの物が対象材料であることを確認する。
【００６２】
実施の形態によっては、本明細書は、物体をスキャンするシステムに関する。このシステムは、少なくとも１つのエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、放射を制限して、物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。
【００６３】
実施の形態によっては、エネルギ感知検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定しても良い。
【００６４】
フィルタ及び散乱体のいずれか一方を有する減衰器が使用されて、エネルギ感知検出器のカウントレートを減らしても良い。
【００６５】
実施の形態によっては、前記Ｘ線源がシングルエネルギを有する放射を生成するときは、透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。
【００６６】
前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。
【００６７】
第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギＣＴシステムであっても良い。
【００６８】
プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成しても良い。さらに、前記プロセッサは、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断しても良い。
【００６９】
実施の形態によっては、対象材料は、爆発物及び薬物の一方である。実施の形態によっては、物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグである。
【００７０】
前記成形ビームはペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであっても良い。
【００７１】
実施の形態によっては、本明細書は、物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、少なくとも１つのエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を第１線源位置及び第２線源位置から発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、第１線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第１物体位置にある物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、前記第１物体位置にある物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。前記第１物体位置での物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、第２線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第２物体位置にある物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、前記第２物体位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。
【００７２】
エネルギ感知検出器が使用されて、第２スキャンニングサブシステム内の物体を透過した放射を測定しても良い。
【００７３】
フィルタ及び散乱体のうちの一方を有する減衰器が使用されて、エネルギ感知検出器のカウントレートを減らす。
【００７４】
前記Ｘ線源がシングルエネルギを有する放射を生成するときは、透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。
【００７５】
実施の形態によっては、前記物体は、少なくともファンビームの扇角と１８０度との和に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。
【００７６】
第１スキャンニングサブシステムは、デュアルエネルギＣＴシステムであっても良い。
【００７７】
プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成しても良い。さらに、前記プロセッサは、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して、物体が対象材料を含むか否かを判断しても良い。
【００７８】
実施の形態によっては、対象材料は、爆発物及び薬物の一方である。実施の形態によっては、物体は、各コンテナ内の、液体、エマルジョン及びゲルのうちの１つ、又は幾つかの組み合わせを含むバッグである。
【００７９】
前記成形ビームはペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームはリング又は円錐形状ビームであっても良い。
【００８０】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも１つの物を含む物体をスキャンするシステムを開示する。このシステムは、少なくとも１つのエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、放射を制限して物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、放射を制限して物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成し、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して、前記少なくとも１つの物を対象材料として確認する。
【００８１】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも１つの物を含む物体をスキャンするシステムに関する。このシステムは、少なくとも１つのエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を第１線源位置及び第２線源位置から発生するＸ線源と、第１スキャンニングサブシステムと、第２スキャンニングサブシステムと、プロセッサとを有する。第１スキャンニングサブシステムは、第１線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第１物体位置にある物体を照射するファンビームを作製する第１コリメータと、前記第１物体位置にある物体を透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを生成する透過検出器の第１アレイと、を有する。前記第１物体位置での物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。第２スキャンニングサブシステムは、第２線源位置からＸ線源によって生成された放射を制限して、第２物体位置にある物体を照射する成形ビームを作製する第２コリメータと、前記第２物体位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを生成する少なくとも１つのエネルギ感知検出器とを有する。プロセッサは、前記第１透過スキャンデータを使用して、物体内のボクセルの密度及び有効原子番号を計算し、前記散乱スキャンデータを使用して回折シグネチャを生成し、回折シグネチャと、密度及び有効原子番号の少なくとも１つとの組み合わせを使用して、前記少なくとも１つの物を対象材料として確認する。
【００８２】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、Ｘ線源から放射を発生する工程と、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製する工程と、前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、Ｘ線写真の分析によって判別された位置にある前記コンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する前記第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の特性を計算する工程と、前記計算された特性を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、前記放射を制限するために第２コリメータを配置して、警戒している物を照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、物から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャ及び前記計算された特性の組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【００８３】
方法は、さらに、前記散乱スキャンデータと共に、透過検出器の第２アレイと、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器とを使用して、コンテナを透過して検出された減衰放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程を含んでも良い。
【００８４】
実施の形態によっては、前記回折シグネチャは、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって生成されても良い。
【００８５】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【００８６】
検出器コリメータは、散乱検出器の前記アレイの前に配置されても良い。
【００８７】
第１透過スキャンデータはデュアルエネルギ透過スキャンニングに相当しても良い。さらに、Ｘ線源は、低エネルギ及び高エネルギ間で切り替えられてデュアルエネルギを生成しても良い。
【００８８】
透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。さらに、透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【００８９】
実施の形態によっては、コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【００９０】
第１透過スキャンデータは、デュアルエネルギＣＴシステムに相当する。
【００９１】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【００９２】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、第１線源位置でＸ線源から放射を発生する工程と、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製する工程と、前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、Ｘ線写真の分析によって判別された位置であって且つ第１コンテナ位置にある前記コンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記第１コンテナ位置にある前記コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記第１コンテナ位置にある前記コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の密度を計算する工程と、前記密度を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、コンテナを第２コンテナ位置に移動させる工程と、前記第２位置の前記Ｘ線源によって生成された放射を制限するために第２コリメータを配置して、前記第２位置にあるコンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、前記第２位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャ及び前記密度の組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【００９３】
実施の形態によっては、方法は、さらに、前記散乱スキャンデータと共に、透過検出器の第２アレイと、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器とを使用して、第２コンテナ位置にあるコンテナを透過して検出された減衰放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程を含んでも良い。
【００９４】
実施の形態によっては、前記回折シグネチャは、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって生成されても良い。
【００９５】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【００９６】
方法は、さらに、検出器コリメータを散乱検出器の前記アレイの前に配置する工程を有しても良い。
【００９７】
第１透過スキャンデータはデュアルエネルギ透過スキャンニングに相当しても良い。さらに、Ｘ線源は、低エネルギ及び高エネルギ間で切り替えられてデュアルエネルギを生成しても良い。
【００９８】
透過検出器の第１アレイは、デュアルエネルギスタック化検出器であっても良い。さらに、透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【００９９】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【０１００】
実施の形態によっては、第１透過スキャンデータは、デュアルエネルギＣＴシステムに相当する。
【０１０１】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【０１０２】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、Ｘ線源から少なくとも１のエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生する工程と、コンテナのデュアルエネルギＸ線写真を作製する工程と、前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、前記放射を制限するためにＸ線写真の分析によって判別された位置に第１コリメータを配置して、前記コンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の密度及び有効原子番号を計算する工程と、前記密度及び有効原子番号を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、放射を制限するために第２コリメータを配置して、警報を発する物を照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、物から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度及び有効原子番号の少なくとも１つとの組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１０３】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、第１線源位置でのＸ線源から、少なくとも１のエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生する工程と、コンテナのデュアルエネルギＸ線写真を作製する工程と、前記Ｘ線写真を分析して前記コンテナ内の対象物体の位置を判断すると共に、前記位置を第１透過スキャン用に使用する工程と、前記放射を制限するためにＸ線写真の分析によって判別された位置に第１コリメータを配置して、第１コンテナ位置にあるコンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記第１コンテナ位置にあるコンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記第１コンテナ位置にあるコンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナ内部の前記少なくとも１つの物の密度及び有効原子番号を計算する工程と、前記密度及び有効原子番号を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、コンテナを第２コンテナ位置に移動させる工程と、前記第２位置にあるＸ線源によって生成された放射を制限するために第２コリメータを配置して、前記第２位置にあるコンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、第２位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度及び有効原子番号の少なくとも１つとの組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１０４】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、Ｘ線源から放射を発生する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、コンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナの密度を計算する工程と、前記密度を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、放射を制限するために第２コリメータを配置して、コンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、透過検出器の第２アレイと、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器とを使用して、コンテナを透過して検出された減衰放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記散乱スキャンデータ及び前記第２透過スキャンデータは同時に取得される。さらに、方法は、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度との組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１０５】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【０１０６】
実施の形態によっては、検出器コリメータは、散乱検出器のアレイの前に配置される。
【０１０７】
透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【０１０８】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。さらに、物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【０１０９】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【０１１０】
第１コリメータは、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製して分析することによって判別される位置に置かれても良い。
【０１１１】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、第１線源位置でのＸ線源から放射を発生する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、第１コンテナ位置にあるコンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記第１コンテナ位置にあるコンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記第１コンテナ位置にあるコンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナの密度を計算する工程と、前記密度を使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、Ｘ線源を第２線源位置に移動させて放射を生成する工程と、コンテナを第２コンテナ位置に移動させる工程と、前記第２位置にあるＸ線源によって生成された放射を制限するために第２コリメータを配置して、前記第２位置にあるコンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、散乱検出器のアレイを使用して、第２位置にある物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、
透過検出器の第２アレイと、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器とを使用して、第２コンテナ位置にあるコンテナを透過して検出された減衰放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記散乱スキャンデータ及び前記第２透過スキャンデータは同時に取得される。方法は、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度との組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１１２】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【０１１３】
検出器コリメータは、散乱検出器のアレイの前に配置される。
【０１１４】
透過検出器の第１アレイは、エネルギ感知検出器であっても良い。
【０１１５】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。さらに、物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【０１１６】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【０１１７】
第１コリメータは、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製して分析することによって判別される位置に置かれても良い。
【０１１８】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、Ｘ線源から少なくとも１のエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、前記コンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、前記コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記コンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナの密度及び有効原子番号を計算する工程と、前記密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、放射を制限するために第２コリメータを配置して、コンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、少なくとも１つのエネルギ感知検出器を使用して、物から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、
透過検出器の第２アレイと、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器とを使用して、コンテナを透過して検出された減衰放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記散乱スキャンデータ及び前記第２透過スキャンデータは同時に取得される。さらに、方法は、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度及び有効原子番号の少なくとも一方との組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１１９】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【０１２０】
方法は、さらに、散乱検出器の前記アレイの前に検出器コリメータを配置する工程を有しても良い。
【０１２１】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。さらに、物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【０１２２】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【０１２３】
第１コリメータは、コンテナの単一又はマルチエネルギＸ線写真を作製して分析することによって判別される位置に置かれても良い。
【０１２４】
実施の形態によっては、本明細書は、少なくとも1つの物を含むコンテナをスキャンニングする方法を開示する。当該方法は、第１線源位置のＸ線源から少なくとも１のエネルギ又はデュアルエネルギを有する放射を発生する工程と、前記放射を制限するために第１コリメータを配置して、第１コンテナ位置にあるコンテナを照射するファンビームを作製する工程と、透過検出器の第１アレイを使用して、第１コンテナ位置にある前記コンテナを透過して検出されたファンビーム放射に相当する第１透過スキャンデータを検出する工程とを有する。第１コンテナ位置のコンテナは、ファンビームに垂直な軸を中心に回転される。方法は、さらに、第１透過スキャンデータを使用してコンテナの密度及び有効原子番号を計算する工程と、前記密度及び有効原子番号の少なくとも１つを使用して前記少なくとも１つの物が脅威物として疑われる場合は警報を生成する工程と、Ｘ線源を第２線源位置に移動させて放射を生成する工程と、コンテナを第２コンテナ位置へと移動させる工程と、第２位置でのＸ線源によって生成される放射を制限するために第２コリメータを配置して、前記第２位置にあるコンテナを照射する成形ビームを作製する工程と、散乱検出器のアレイを使用して、前記第２位置の物体から散乱され検出された成形ビーム放射に相当する散乱スキャンデータを検出する工程と、透過検出器の第２アレイを使用して、前記第２コンテナ位置のコンテナを透過して、透過検出器の第２アレイの前に配置された減衰器によって減衰されて検出された放射に相当する第２透過スキャンデータを検出する工程とを有する。前記散乱スキャンデータ及び前記第２透過スキャンデータは同時に取得される。さらに、方法は、前記第２透過スキャンデータを使用して前記散乱スキャンデータを補正することによって回折シグネチャを生成する工程と、前記回折シグネチャと前記密度及び有効原子番号の少なくとも一方との組み合わせを使用することによって、コンテナの少なくとも１つの前記物を脅威物又は非脅威物として確認する工程とを有する。
【０１２５】
減衰器は、フィルタ及び散乱体からなっても良い。
【０１２６】
方法は、さらに、散乱検出器の前記アレイの前に検出器コリメータを配置する工程を有しても良い。
【０１２７】
コンテナは、少なくともファンビームの扇角に１８０度を加算した全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製しても良い。さらに、物体は、ファンビームに垂直な軸を中心に３６０度回転させても良い。
【０１２８】
前記成形ビームは、ペンシルビームであっても良い。さらに、前記成形ビームは、リング状又は円錐形状ビームであっても良い。
【０１２９】
第１コリメータは、コンテナのデュアルエネルギＸ線写真を作製して分析することによって判別される位置に置かれても良い。
【０１３０】
本明細書の上記及び他の実施の形態は、以下の詳細な記載及び図面により詳細に記載される。
【０１３１】
本明細書の上記及びその他の特徴及び効果は、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本明細書の一の実施の形態によるスキャニングシステムの概略図である。
【図２Ａ】本明細書により、図１に示されるようなＸＲＤ（Ｘ線回折）サブシステムの一の実施の形態を示す。
【図２Ｂ】さらにフィルタを含む図２ＡのＸＲＤサブシステムを示す。
【図２Ｃ】さらに散乱体を含む図２ＡのＸＲＤサブシステムを示す。
【図３Ａ】本明細書により、図１に示されるような、ＸＲＤサブシステムの他の実施の形態を示す。
【図３Ｂ】さらにフィルタを含む図３ＡのＸＲＤサブシステムを示す。
【図３Ｃ】さらに散乱体を含む図３ＡのＸＲＤサブシステムを示す。
【図４Ａ】ペンシル及びファンビーム構成の点状線源サブシステムの一の実施の形態を示す。
【図４Ｂ】点状線源が第１位置から第２位置へと移動される図４Ａの点状線源システムの他の実施の形態を示す。
【図４Ｃ】Ｘ線撮影及びＸＲＤ検査を使用して脅威物を決定する方法の複数のステップを示すフローチャートである。
【図４Ｄ】Ｘ線撮影及びＸＲＤ検査を使用して脅威物を決定する他の方法の複数のステップを示すフローチャートである。
【図５Ａ】ＸＲＤ又はＣＴ測定の何れかを実行するための、線源の第１位置から第２位置への移動の使用を示す。
【図５Ｂ】点状線源及び様々なビームタイプの使用を示す。
【図５Ｃ】ＣＴ及びＸＲＤ検査を使用して脅威物を決定する方法の複数のステップを示すフローチャートである。
【図５Ｄ】ＣＴ及びＸＲＤ検査を使用して脅威物を決定する他の方法の複数のステップを示すフローチャートである。
【図６】本明細書のシステムのオペレータがコンテナ属性などのデータを入力できるユーザインターフェースの一例である。
【図７】例示的な脅威物ＬＡＧｓが密度−Ｚeff空間に配置されている場所に基づいて、デュアルエネルギＣＴが例示的な脅威物ＬＡＧｓのセットを除外されたＬＡＧｓから分離する方法を示す。
【図８】瓶詰めされた液体・ＬＡＧｓがコヒーレントＸ線スキャッタ（ＣＸＳ）技術を使用して検査される、本明細書のシステムの一の実施の形態を示す。
【図９】ＬＡＧｓをスキャンする複合ＣＴ／ＣＸＳスキャンニングシステムの一の実施の形態を示す。
【図１０】本明細書の一の実施の形態による、ＬＡＧｓ用のＣＴスキャンニング構成を示す。
【図１１】本明細書の一の実施の形態による、警戒決定のＣＸＳスキャンニング構成を示す。
【図１２】（Ａ）は、周知のＬＡＧ脅威物についてのテストからのＣＸＳスペクトルを示し、（Ｂ）は、様々な無害ＬＡＧｓからのＣＸＳスペクトルを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３３】
本明細書は、対象材料の検出のためにＸ線スキャンニング技術を使用するＬＡＧＳのスクリーニングの改良された方法である。本明細書は、１次スクリーニングシステムによって表現されるアラーム状態を効率的に確認し又は拒絶する方法を提供し、爆発物、薬物、化学兵器、及び他の対象材料などの禁制品を正確に検出できる方法を提供する。このように、一の実施の形態において、本明細書は、ＬＡＧｓ用の検査のために、Ｘ線撮影、又はＣＴから判断されるような、Ｚeff及びρと共に、コヒーレントＸ線散乱シグネチャ（signature）の使用を記載する。
【０１３４】
本明細書で記載されるシステムは、一次検査システムとして使用される。
【０１３５】
一の実施の形態において、物体が、本明細書の検査システムの領域に置かれ、物体が対象材料を含むか否かを判断する。他の実施の形態において、一の検査システムにおいて警報を発する物体は、本明細書に記載される別のスタンドアローンシステムに配置される。次に、スタンドアローンシステムは、対象材料の存在を確認し、又はクリアする。一の実施の形態において、対象材料は、プラスチック、ガラス及び金属、透明及び不透明を含む様々なコンテナタイプの中に、固体、液体、エアロゾル及びゲル（ＬＡＧ）形状の爆発物と、爆発性の先駆物とを含む。一の実施の形態において、システムは、爆発性、可燃性、又は酸化性材料の存在のために、バッグの中に含まれ、例えば瓶詰めされたＬＡＧｓを調査し、その結果は、係る材料のコンテナの形状及び構成、外部ラベルの存在、及び目印に対して無反応である。
【０１３６】
一の実施の形態において、本明細書のシステムは、Ｘ線回折（以下、ＸＲＤと称す）及びＣＴ撮像技術の組み合わせを使用して、脅威物材料の有無を確認する。ＸＲＤシグネチャは、アモルファス材料の場合にはコヒーレントなＸ線散乱に、多結晶又は結晶構造の材料の場合はＸ線回折の何れかに基づいている。ＣＴ技術は、ρの評価値のみを生成するシングルエネルギ測定に、又は、Ｚeff及びρの両方の評価値を生成するマルチエネルギ（ＭＥ）測定の何れかに基づいている。
【０１３７】
一の実施の形態において、材料の存在を確認する決定プロセスは、２つの技術を使用することによって得られるデータの融合を実行する工程を有する。ＸＲＤは、物体からのＸ線ビームの小角コヒーレント散乱又はＸ線回折を含み、大抵の材料の化学構造及び構成に対して反応する。シングルエネルギＣＴ測定は、検査材料の密度のみの評価値を作成するが、ＤＥ ＭＥ ＣＴ撮像は、検査材料のＺeff及びρ特性の両方の測定値を提供する。両技術からの情報を組み合わせることによって、殆どの爆発物及び前駆体の正確な特定と分類とが可能になり、これらを無害の材料から識別することができる。
【０１３８】
本明細書は、複数の実施の形態を対象にする。以下の開示は、当業者が本発明を実施することを可能とするために提供される。本明細書にて使用される言語は、特定の実施の形態の一般的な否認として解釈すべきではなく、本明細書で使用される用語の意味を超えて請求項を制限するために使用されるべきではない。本明細書にて定義される一般原則は、本発明の特許請求の範囲から逸脱せずに他の実施の形態や適用例に対して適用される。また、使用される用語及び文体は、例示的な実施の形態を記載する目的のためであり、限定するものとして考慮すべきではない。このように、本発明は、開示される原則及び特徴と整合する多数の変更例、変形例、及び等価例を含む最も広い権利範囲を伴う。明確性のために、本発明に関する技術分野において周知の技術的材料に関する詳細は、本発明を不必要に不明確にしないために詳細には記載しない。本願の明細書及び特許請求の範囲において、「備える」、「含む」及び「有する」の単語並びにその表現形式は、単語が関連するリストの中の部材を必ずしも限定するものではない。
【０１３９】
図１を参照すると、本明細書の一の実施の形態において、システム１００は、２つのサブシステム、ＸＲＤサブシステム１０１及びＸ線撮像サブシステム１０２とを有する。２つのサブシステム１０１、１０２は、少なくとも１つの計算システム１０５と通信可能であり、当業者には明らかなように、必要な記憶装置と少なくとも１つのプロセッサとを有する。計算システム１０５も、本発明の複数の方法により、サブシステム１０１、１０２によって生成される複数のスキャンデータを分析する必要なソフトウエア指示を有する。Ｘ線撮像サブシステム１０２は、実施の形態によっては、シングル、デュアル、又はマルチエネルギ（ＳＥ，ＤＥ，又はＭＥ）Ｘ線撮影システム１０２ａ、又はシングル、デュアル、又はマルチエネルギ（ＳＥ，ＤＥ，又はＭＥ）コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム１０２ｂである。Ｘ線撮像サブシステム１０２が使用されて、画像を作成し、この画像は分析されて、コンテナの内部の対象物体の位置を判断して特定し、さらに、次の透過測定のための特定された位置を判断し使用する。さらに、ＸＲＤサブシステム１０１は、２つの基本構成、すなわち、図２Ａから図２Ｃに示されるペンシルビーム構成、又は、図３Ａから図３Ｃに示される共焦点幾何構成の何れかにおいて実行される。実施の形態によっては、複数のペンシル又は共焦点幾何ビームがファンビームと共に展開される結合システムがある。ＣＴ撮像システムは、ファンビーム又は円錐ビーム構成の何れかと共に実行される。
【０１４０】
ＸＲＤ及びＸ線撮像システム１０１、１０２は、多色Ｘ線ビームから形成されるビームを使用する。多色Ｘ線ビームは、制動放射Ｘ線源から生成しても良い。これは、Ｘ線管のアノード材料の特性である。また、これは、ビーム硬化などの、ＣＴ又はＸ線撮影画像におけるアーチファクトの低減や、測定値における信号対ノイズ比の改善など、所望の成果を得るためにスペクトルを調整するためにオプションでフィルタ処理される。
【０１４１】
多色Ｘ線ビームは、Ｘ線管の焦点から始まる。焦点は、図２Ａ，２Ｂ，２Ｃでは点状線源２０２として示され、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃでは点状線源３１０として示される。
【０１４２】
図２Ａから図２Ｃを参照すると、ＸＲＤサブシステムのペンシルビーム構成の一の実施の形態において、システムは、線源コリメータ２０４を用いて、多色Ｘ線源２０２からＸ線のペンシルビーム２０１を作製する。結果物であるペンシルビーム２０１が使用されて、検査下の物体２０３を照らし、このビームは、結果として、放射の透過ビーム２０６と、少なくとも１つの放射の散乱ビーム２０５とになる。物体２０３からの散乱の大きさ及び角度は、透過検出器２０８に到着する透過ペンシルビーム２０６の寸法と共に、検出器コリメータ２０７によって測定される。散乱ビームコリメータの寸法は、測定値のエネルギ解像度と同様に、物体２０３からの散乱の起点の位置を判断する。エネルギ分解分光検出器が使用されて、透過検出器２０８での透過放射２０６のスペクトラムと、散乱検出器２０９での散乱放射２０５のスペクトラムとを測定する。散乱検出器２０９は、様々な構成に配置されても良い。例えば、散乱検出器２０９は、単一の検出器から、複数の検出器まで、散乱放射のリングに配置されるセグメント化された検出器のリングまで延在する。様々な実施の形態において、フィルタ２１０が、図２Ｂに示されるように、透過放射２０６と透過検出器２０８との間に使用される。さらなる実施の形態において、散乱体２１０’が、図２Ｃに示されるように、透過放射２０６と透過検出器２０８との間で使用される。減衰フィルタ２１０や散乱体２１０’の使用は、ビーム２０６の強度を減らす。実施の形態によっては、ピンホールが使用されて、ビーム２０６の強度を減らす。
【０１４３】
図３Ａから図３Ｃを参照すると、共焦点配置ＸＲＤサブシステムの実施の形態において、システムは、コリメータ３１１を用いて多色Ｘ線源３１０からビーム３０１を生成する。ビーム３０１は、リング又はコーンの形状を取り、物体３０４を照らす。物体３０４から、放射は散乱され、第２コリメータ３１２は、少なくとも１つの結果としての散乱ビーム３０２を「点」検出器３０５へとコリメートする。結果としての透過ビーム３０３は、ペンシルビーム形状を有し、透過・分光検出器３０６を使用する散乱放射３０２と同じ近似パスに沿って、物体３０４の透過率を測定するために使用される。
【０１４４】
回折及びコヒーレント散乱Ｘ線フォトンは、伝搬方向における変化を被るのみであり、検査下の物体３０４と相互作用した後、エネルギは変化しない。検出器３０５によって測定される結果としてのＸ線信号は、コンプトン散乱や光電吸収などの、物体３０４及びその周辺の材料との相互作用によって変更されたオリジナルの多色Ｘ線ビーム３０１のスペクトル分布を含む。これらの他の相互作用は、Ｘ線のエネルギを変更し、測定された散乱スペクトルのスペクトルアーチファクトになる。米国特許第７，４１７，４４０号において議論したように、透過スペクトルが使用されて、ビーム硬化などのスペクトル歪み効果によるものだけではなく、元の多色Ｘ線ビーム３０１のスペクトル分布によって導入される効果に対する散乱スペクトルを補正する。透過スペクトルは、エネルギ分散検出器によって測定され、又は、デュアルエネルギ積層検出器構成及びルックアップテーブルによって近似される。この補正は、測定された透過スペクトルによって測定散乱スペクトルを分割することによって実行される。
【０１４５】
正規化散乱スペクトルは、２つのタイプの情報を含む。第一に、コヒーレントＸ線散乱（ＣＸＳ）及びＸ線回折（ＸＲＤ）は、正規化スペクトルにおいてピークと谷とを生成する。エネルギにおけるピークと谷の位置は、検査下の物体３０４の特性分子構造と関係する。ＬＡＧｓ及びその他の脅威物を分類するために使用されるのは、このシグネチャである。第二に、正規化散乱信号の平均強度は、検査下の物体３０４の重量密度と線形に関係する。
【０１４６】
当該分野において、透過分光法に対する高強度ビームの使用は、使用されるべき検出器の性能に対し有害な効果を有することが知られている。例えば、２つ以上の低エネルギＸ線フォトンが高エネルギＸ線フォトンとしてカウントされるので、パルス玉突き（pileup）効果によって、測定スペクトルの高エネルギ部分に歪みが生じる。さらに、不感時間効果によって、検出器応答が強度について非線形となる。これらの効果は、正規化散乱スペクトルを歪ませ、故に、本発明のシステムは、４つのアプローチを使用して、分光検出器上の高強度透過ビームの関係する有害な効果を減らす。
【０１４７】
一の実施の形態において、毎秒数百万カウントでＸ線スペクトルを収集することができる特別検出器エレクトロニクスを備えたエネルギ分散検出器が使用されて、散乱スペクトルを測定する。これらの検出器は、例えばｍｕｌｔｉｘ ＳＡから市販されている。
【０１４８】
第２の実施の形態において、ピンホールが、透過検出器に入射するＸ線束を減らすために使用される。
【０１４９】
第３の実施の形態において、図３Ｂに示すように、低原子番号の材料から組み立てられたフィルタ３０８が使用されて、透過検出器３０６に入射するＸ線束を減らす。
【０１５０】
第４の実施の形態において、ビームは、ビームの外側に置かれた透過検出器にコンプトン散乱され、その結果として測定されるスペクトルが補正されて、透過スペクトルを測定する。従って、図３Ｃに示すように、散乱体３０９が、透過ビーム３０３と透過検出器３０６との間に配置される。
【０１５１】
第３及び第４の両実施の形態において、測定されたスペクトル形状が補正されて、一次ビームスペクトルを取り戻す。
【０１５２】
従来のディジタルＸ線撮影（ＤＲ）とは異なり、本実施の形態は、さらなる検査のための位置を決定する手段として、第１ステージスキャンを使用しない。むしろ、実施の形態によっては、システムが使用されて、分類のために使用される検査下での液体の具物理的特性を作成する。例えば、デュアルエネルギＣＴが使用されて、検査下の物体のＺｅｆｆ及びρを測定し、これらは、次に分類のために使用される。
【０１５３】
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、一の実施の形態において、物体４０３のＸ線撮影及びＸＲＤ検査は、共通の点状線源４０１を用いて行われるが、異なる点状線源コリメータ４０５、４０５’が、各検査のためにそれぞれ使用される。図４Ａを参照すると、Ｘ線撮影システムとして具体化されたＸ線撮像サブシステムを展開するとき、Ｘ線放射のファンビーム４０２が、ファンビームコリメータ４０５によって作成され、使用される。検出器アレイ４０９は、一の実施の形態においてはデュアルエネルギスタック化検出器であり、直線状に、又はファンビーム４０２に沿って円弧状に配置される。この検出器アレイ４０９が使用されて、物体４０３を透過した放射を検出し、物体４０３をスライスした単一、又は複数のスライス画像を作製する。
【０１５４】
図４Ａを参照すると、ＸＲＤサブシステムをペンシルビーム配置に展開するとき、線源４０１からのビームは、ペンシルビームコリメータ４０５’を通過して所望のペンシルビーム４０２’を得る。物体４０３の１のスライスを横切る透過率マップを作製するファンビーム４０２が、リニア検出器アレイ４０９によって検出される間、ペンシルビーム４０２’は、物体４０３によって散乱され、次に、散乱された放射４１２が、複数のリング検出器４０６によって検出される（複数のリング検出器４０６は、一の実施の形態では、エネルギ感度・エネルギ分散分光検出器である）。適切な検出器コリメータ４０７がリング検出器４０６の前に配置される。ペンシルビーム４０２’の一部４０４も物体４０３を透過する。この透過ビーム４０４は、（図２Ｂのフィルタ２１０や図３Ｂのフィルタ３０８等の）減衰フィルタ、（図２Ｂの散乱体２１０’又は図３Ｃの散乱体３０９に類似する）散乱体４０８又はピンホールに入射して、ビーム４０４の強度を減らす。減衰された透過ビームは、次に、透過検出器４１０によって検出され、検出された散乱スペクトルを補正するために使用されて、正規化された散乱スペクトルを得る。
【０１５５】
図４Ｂを参照すると、Ｘ線撮影システムとして具体化されたＸ線撮像サブシステムの第２の実施の形態において、線源４０１は、（ＸＲＤ検査を実行するための）第１位置４１５から（Ｘ線撮影検査を行うための）第２位置４２０へと移動される。この位置において、ファンビームコリメータ４０５は、ビームを、図４Ａに示すような、ＸＲＤに使用されるペンシルビーム４０２’と平行なファンビーム４０２へと成形する。同様に、物体４０３も、最初の物体の位置４１５’から第２の物体の位置４２０’へと移動する。なお、ＸＲＤ検査及び関連する分析が終了すると、線源（物体４０３も同様に）は、第１位置４１５から第２位置４２０へと移動する。検出器のアレイ４０９は、直線的に又はファンビーム４０２に沿って円弧状に配置され、当該アレイ４０９が使用されて、物体４０３を透過する放射を検出して、物体４０３のスライスの単一の投影図を作製する。ＣＴ画像を再構成するために使用される物体４０３の複数の投影図が、検出器アレイ４０９に対するＸ線ファンビーム４０２に垂直な軸を中心に物体４０３を（１８０度＋扇の角度分だけ）回転することによって得られる。実施の形態によっては、物体４０３は、徐々に、少なくともＸ線ファンビーム４０２の扇の角度と１８０度との合計である角度分だけ回転させて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。当業者は、Ｘ線撮影及びＸＲＤ検査を実行する順序は、図４Ａ及び図４Ｂのいずれの実施の形態においても変わることがあり得ることを理解すべきである。すなわち、ＸＲＤ検査は、Ｘ線撮影の後に行われても良く、その逆でも良い。さらに、物体４０３がＸ線撮影又はＸＲＤのいずれかを使用して、最初の検査の間に、無害物又は脅威物として成功裏に分類されるならば、第２の検査は必要ではない。
【０１５６】
図４Ｃは、本実施の形態により脅威物を決定する方法の複数の例示的なステップを示すフローチャートである。図４Ａ及び図４Ｃを参照すると、ステップ４３０では、物体が４０３がＸ線撮影検査を行うためにファンビーム４０２内に配置される。ステップ４３５では、検出器４０９に対してファンビーム４０２に垂直な軸を中心に物体４０３を回転することによって、複数のＸ線デュアルエネルギＸ線写真が得られる。実施の形態によっては、物体４０３が、Ｘ線ファンビーム４０２の扇の角度に１８０度を少なくとも加算した角度に相当する角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。故に、Ｘ線写真がステップ４４０にて再構成されて、物体の密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）のコンピュータ断層撮影画像を作製する。次に、ステップ４４５にて、物体４０３が、回折ペンシルビーム４０２’の中に置かれて、物体４０３からのＸ線散乱スペクトル及び物体４０３を透過した透過スペクトルを得る。ステップ４５０にて、透過スペクトルが使用されて、散乱スペクトルを補正し、正規化・補正散乱スペクトル又は回折シグネチャを得る。最終的に、ステップ４５５にて、正規化・補正散乱スペクトルは、脅威物及び無害品からの散乱スペクトルのセットと比較され、この情報は、ステップ４４０にて測定された密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）と共に、物体が脅威物又は警戒物の何れかとして物体を特定するために使用される。スキャンシーケンスは変更され得ることを理解すべきである。例えば、Ｘ線撮影検査によって作製される密度及び有効原子番号は、物体を脅威物又は無害物の何れかであるとして特定するためには十分と思われる。さらに、回折・ＸＲＤ検査は、Ｘ線撮影検査の前に行われても良く、測定されたＸ線スペクトルは、物体を無害物又は警戒物のいずれかとして分類または決定するためには十分である。
【０１５７】
図４Ｄは、他の実施の形態により脅威物を決定する方法の複数の例示的なステップを示すフローチャートである。図４Ｂ及び図４Ｄを参照すると、ステップ４６０にて、点状線源４０１が第１位置４２０に配置され、Ｘ線撮影検査のために、物体４０３も、ファンビーム４０２の中の第１物体位置４２０’に配置される。ステップ４６５にて、複数のＸ線デュアルエネルギＸ線写真が、複数の検出器４０９に対してファンビーム４０２に垂直な軸を中心に物体４０３を回転させることによって得られる。実施の形態によっては、物体は、Ｘ線ファンビーム４０２の扇の角度に１８０度を加算した少なくとも合計である角度分だけ、徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。故に、Ｘ線写真がステップ４７０にて再構成され、物体の密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）のコンピュータ断層写真画像を形成する。次に、ステップ４７５にて、線源４０１が第２位置４１５へ移動され、物体４０３も回折ペンシルビーム４０２’内の第２物体位置４１５’へ移動され、物体４０３からのＸ線散乱スペクトルと、物体４０３を透過した透過スペクトルとを得る。ステップ４８０にて、透過スペクトルが使用されて、散乱スペクトルを補正し、正規化・補正散乱スペクトルを得る。最終的に、ステップ４８５にて、正規化・補正散乱スペクトルが、脅威物及び無害物からの散乱スペクトルの一組と比較され、この情報が、ステップ４７０で測定された密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚeff）と共に使用されて、物体が脅威物又は警戒物のいずれであるかを特定する。なお、スキャンシーケンスは変更しても良いことに留意すべきである。例えば、Ｘ線撮影検査によって作製される密度及び有効原子番号は、物体を無害物又は脅威物の何れかとして分類するためには十分である。さらに、回折・ＸＲＤ検査は、Ｘ線撮影検査の前に行うこともでき、測定されたＸ線スペクトルは、物体を無害物又は警戒物のいずれとして分類、又は決定するためには十分である。
【０１５８】
図５Ａ及び図５Ｂは、他の実施の形態による物体５０４のＣＴ及びＸＲＤ検査を示す。図５Ａは一実施の形態であり、図５Ａを参照すると、Ｘ線撮像サブシステムは、ＣＴスキャンシステムとして具体化され、一方、ＸＲＤサブシステムは、共焦点配置で具体化される。ＸＲＤサブシステムの共焦点配置において、コリメータ５１１は、第１位置５１５での多色線源５１０からビーム５０１を作製する。ビーム５０１は、リング又は円錐形状であり、第１物体位置５１５’に配置された物体５０４を照射する。物体５０４から、放射は散乱され、第２コリメータ５１２は、少なくとも１つの散乱ビーム５０２を「点」検出器５１３上にコリメートする。その結果である透過ビーム５０３は、ペンシルビーム形状を有し、このビーム５０３が使用されて、透過・分光検出器５０６を使用する散乱放射５０２として、同一の適切なパスに沿って物体５０４の透過率を測定する。一の実施の形態において、散乱体５０８（図３Ｂのフィルタ３０８等のフィルタやピンホール）が、透過ビーム５０３が透過検出器５０６に入射する前に配置されている。Ｘ線源５１０を第２位置５２０まで移動させることによって、ＣＴスキャンが行われる。第２位置５２０では、ファンビームコリメータ５０５が、ビームを扇形に成形する。同様に、物体５０４も、第１物体位置５１５’から第２物体位置５２０’へと移動される。ＸＲＤ検査及び関連する分析が終了すると、線源（及び同様に物体５０４）は、第１位置５１５から第２位置５２０へと移動されることに留意すべきである。検出器のアレイ５０９は、直線的に、又はファンビーム５２５に沿った円弧状に配置され、当該アレイが使用されて、（第２物体位置５２０’内にある）物体５０４を透過する放射が検出されて、物体５０４のスライスの単一の投影図を作成する。物体５０４の複数の写真（view）は、ＣＴ画像を再構成するために使用され、当該写真は、検出器５０９に対しＸ線ファンビーム５２５に対し垂直な軸を中心に物体５０４を（３６０度）回転することによって得られる。実施の形態によっては、物体５０４は、Ｘ線ファンビーム５２５の扇の角度に１８０度を加算した角度である角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。
【０１５９】
図５Ｂは他の実施の形態を示し、図５Ｂを参照すると、Ｘ線撮像サブシステムは、ファンビームを使用するＣＴスキャンシステムとして具体化され、一方、ＸＲＤサブシステムは、ペンシルビーム構成で具体化される。物体５０４は、ペンシルビーム又はファンビームの何れかの位置に移動される。一の実施の形態において、物体５０４の第１検査は、ＣＴスキャンであり、このＣＴスキャンに、ＸＲＤサブシステムを使用する第２検査が続く。他の実施の形態において、物体の第１検査は、ＸＲＤスキャンであり、このＸＲＤスキャンに、ＣＴスキャンシステムを使用する第２検査が続く。さらなる実施の形態において、物体５０４は、ＣＴスキャン又はＸＲＤスキャンの何れか一方のみの検査を受ける。Ｘ線撮像サブシステムは、ＣＴスキャンシステムとして具体化され、当該サブシステムは、ファンビームコリメータ５０５によって形成される（多色線源５１０の）Ｘ線放射５２５のファンビームを使用する。検出器のアレイ５０９は、直線上にまたはファンビーム５２５に沿った円弧上に配置され、当該アレイ５０９が使用されて、物体を透過した放射を検出し、物体５０４の単一のスライス又は複数のスライスからなる画像を作製する。物体５０４の複数の投影図が使用されてＣＴ画像を再構成する。物体５０４の複数の投影図は、検出器５０９に対しＸ線ファンビーム５２５に垂直な軸を中心に物体５０４を（３６０度だけ）回転することによって得られる。
【０１６０】
実施の形態によっては、物体５０４が、徐々に、Ｘ線ファンビーム５２５の扇角度と１８０度とを少なくとも加算した角度に相当する角度分だけ回転され、コンピュータ断層撮影画像を作製する。ペンシルビーム構成のＸＲＤサブシステムにおいて、線源５１０からのビームを、ペンシルビームコリメータ５０５’を通過させることにより、所望のペンシルビーム５３０を得る。物体５０４の１のスライスに亘る透過マップを作製するファンビーム５２５は、線形検出器アレイ５０９によって検出され、一方、ペンシルビーム５３０は、物体５０４によって散乱され、次に、散乱された放射５３５は、リング検出器５４０によって検出される。適切な検出器コリメータ５３７が、リング検出器５４０の前に配置される。ペンシルビーム５３０の一部５３８も、物体５０４を透過される。この透過ビーム５３８は、（図２Ｂのフィルタ２１０又は図３Ｂのフィルタ３０８等の）減衰フィルタ、ピンホール又は（図２Ｂの散乱体２１０’又は図３Ｃの散乱体３０９に類似する）散乱体５０８に入射するように作られる。減衰フィルタ、ピンホール又は散乱体は、ビーム５３８の強度を減らす。次に、減衰された透過ビームは、透過検出器５４５によって検出され、使用されて、検出された散乱スペクトル５３５を補正し、正規化された散乱スペクトルを得る。当業者は、ＣＴ及びＸＲＤ検査を実行する順序は、図５Ａ及び図５Ｂのいずれの実施の形態において変更しても良いことを理解すべきである。すなわち、ＸＲＤ検査がＣＴ検査の後に続いても良く、その逆でも良い。さらに、物体５０４が第１検査中にＣＴ又はＸＲＤの何れかを使用して無害品又は脅威物として正しく分類される場合、第２検査は要求されない。
【０１６１】
図５Ｃは、実施の形態により脅威物を判断する方法の複数の例示的なステップを示すフローチャートである。図５Ｃ及び図５Ａを参照すると、ステップ５６０において、線源５１０が第１位置５１５に配置され、物体５０４も回折リング形状または円錐状のビーム５０１内の第１物体位置５１５’に配置され、物体５０４からのＸ線散乱スペクトルと物体５０４を透過した透過スペクトルとを得る。ステップ５６５にて、透過スペクトルが使用されて、散乱スペクトルを訂正し、正規化・補正散乱スペクトルを得る。ステップ５７０にて、線源５１０は第２位置５２０へ移動され、物体５０４も、ＣＴ検査を行うために、ファンビーム５２５内の第２物体位置５２０’に配置される。ステップ５７５にて、多重Ｘ線デュアルエネルギＣＴスキャンが、物体５０４を検出器５０９に対してファンビーム４０２に垂直な軸を中心に（３６０度だけ）回転させることによって得られる。実施の形態によっては、物体５０４は、Ｘ線ファンビーム４０２の扇角と１８０度との少なくとも和である全角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。故に、ＣＴスキャンは、ステップ５８０にて再構成され、物体の密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）のコンピュータ断層撮影画像を形成する。最終的に、ステップ５８５にて、正規化・補正散乱スペクトル又は回折シグネチャが、脅威物及び無害品からの散乱スペクトル又は回折シグネチャと比較され、この情報は、ステップ５８０の測定された密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）と共に使用されて、物体を脅威物又は警戒物のいずれかであるとして特定する。スキャンシーケンスは変更しても良いことを理解すべきである。例えば、ＸＲＤ検査によって作製された正規化・補正散乱スペクトル又は回折シグネチャは、物体を無害物又は脅威品として分類するには十分である。さらに、ＣＴ検査は、回折・ＸＲＤ検査の前に行われてもよく、測定された密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）は、物体を無害物又は警戒物のいずれかとして決定するためには十分である。
【０１６２】
図５Ｄは、他の実施の形態により脅威物を決定する方法の複数の例示的なステップを示すフローチャートである。図５Ｄ及び図５Ｂを参照すると、ステップ５９０にて、物体５０４は、ＣＴ検査を実行するためにファンビーム５２５内に配置される。ステップ５９２にて、多重Ｘ線デュアルエネルギＣＴスキャンが、検出器５０９に対するＸ線ファンビーム５２５に垂直な軸を中心に（３６０度だけ）物体５０４を回転させることによって得られる。実施の形態によっては、物体５０４は、少なくともＸ線ファンビーム５２５の扇角と１８０度との合計である角度分だけ徐々に回転されて、コンピュータ断層撮影画像を作製する。その後、ＣＴスキャンは、ステップ５９４にて再構成され、物体の密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）のコンピュータ断層撮影画像を形成する。次に、ステップ５９６にて、物体５０４は、移動されて、回折ペンシルビーム５３０の中に配置され、物体５０４からのＸ線散乱スペクトルと物体５０４を透過した透過スペクトルとを得る。ステップ５９８にて、透過スペクトルが使用されて、散乱スペクトルを訂正し、正規化・補正散乱スペクトルを得る。最終的に、ステップ６００にて、正規化・補正散乱スペクトルは、脅威物及び無害物からの散乱スペクトルの一組と比較され、この情報は、ステップ５９４の測定された密度（ρ）及び有効原子番号（Ｚｅｆｆ）と共に使用されて、物体が脅威物又は警戒物のいずれであるかを特定する。スキャンの順番は変更できることを理解すべきである。例えば、ＣＴ検査によって作製された密度及び有効原子番号は、物体を無害物又は脅威品として分類するには十分である。さらに、回折・ＸＲＤ検査は、ＣＴ検査の前に行ってもよく、測定されたＸ線スペクトル又は回折シグネチャは、物体を無害物又は警戒物として分類又は決定するには十分である。
【０１６３】
透過検出器上の高強度放射の有害な効果を減らすための上記アプローチ（図４Ａ，図４Ｂ及び図５Ｂに記載）を、ＸＲＤシステムのペンシルビーム構成に関して記載したが、両アプローチは、共焦点構成に等しく適応可能であり、詳細については、図８を参照して後述する。
【０１６４】
上記の如く、図１に関して、本発明のスキャンニングシステムは、２つのサブシステム、すなわちＸＲＤサブシステム１０１とＸ線画像システム１０２とからなる。Ｘ線画像システム１０２は、一実施の形態によりＣＴ画像システムとして具体化される。実施の形態によっては、ＣＴ画像サブシステムは、さらに、画像を得るために以下の物のうちの少なくとも１つを有する。１）スタック化検出器のアレイ、２）エネルギ分散検出器（例えば、ＣｄＴｅ又はＣＺＴ、又は高速固体リードアウトシステムを備えた高速シンチレーション検出器のアレイ）、３）高速又は低速スイッチング高電圧Ｘ線管、又は４）スペクトル領域を確定するための透過フィルタ、又は層状合成多層エネルギ特定反射フィルタである。マルチエネルギＣＴシステムによって生じた情報は、様々な方法で組み合わせられて特性、すなわち材料のＺｅｆｆ及びρを得る。さらに、Ｘ線画像サブシステムによって測定された透過情報が使用されて、物体の密度を得る。さらに、対象の材料の存在は、ＸＲＤ及びＣＴベースのＺ測定、ＸＲＤ及びＣＴベースの密度測定の組み合わせ、又はＸＲＤ，Ｚｅｆｆ及びρ情報の組み合わせなどの、技術を適宜組み合わせて用いることによって測定される。
【０１６５】
一の実施の形態において、対象材料のＺ及び密度の測定の精度を改善するために、トップデジタルカメラがスキャンニングシステムにおいて使用されてスキャンすべき物体の形状を測定する。物体が円形でなければ、オプションとして１又はそれ以上の角度で回転させて、物体形状についての詳細を測定しても良い。この情報を使用して、物体の形状やコンテナの減衰を訂正し、故に、材料の特性、すなわちＺｅｆｆ及びρのより良い評価を可能にする。一の実施の形態において、ＣＴ検出器は、コンテナ及びその壁の撮像に適した空間分解能を有し、故に、コンテナの材料及び厚みの改良された訂正を得る。コンテナの材料及び厚みは、検査下の物体のＺｅｆｆ及びρの測定に適用される。
【０１６６】
他の実施の形態において、参照材料が使用されて、対象の材料のために物体をスクリーニングしながら、コンテナの形状及び吸収の効果を訂正する。使用され得る参照材料の例は、水である。水は、一般的に無害の液体である。この参照材料、すなわち水を通過する透過及びコヒーレント散乱が次の分析で使用されて、検査下の物体の吸収の効果を訂正する。
【０１６７】
他の実施の形態において、本明細書のシステムは、別のＸ線スキャンニングシステムとインターフェースする。このＸ線スキャンニングシステムは、Ｚｅｆｆやρなどの他の特性を提供する。この情報は、本明細書のシステムの結果と組み合わせられて、物体の有無を確認する決定にたどり着く。
【０１６８】
さらに他の実施の形態において、検査プロセスは、オペレータが検査下のコンテナや物体の形状、材料又は他の属性に関する情報を入力することによって迅速に処理される。一の実施の形態において、情報は、図６に示すような、チェックボックスのシリーズなどの簡単なインターフェースを使用して、オペレータによって入力されても良い。図６を参照すると、例えば、オペレータが「円形」コンテナ６０１を選択すれば、システムは円形の瓶を想定する。同様に、オペレータが「ガラス」コンテナ６０２を選択すれば、システムは適切なアルゴリズムを使用してガラスの減衰を訂正する。一の実施の形態において、システムは、プリセットタイムに基づいて、又は特定の精度を提供するために十分な統計データが収集されたとき、オペレータからのデータ収集を停止する。
【０１６９】
一の実施の形態において、本発明は、ＬＡＧｓの効率的且つ有効なスクリーニング用のコンパクト形状因子の単一システム内で、デュアルエネルギコンピュータ断層撮影及びＣＸＳ（コヒーレントＸ線散乱体）を使用する。システムが使用されて、他の組成物の中で、飲料、ローション、衛生製品などの無害の液体から、爆発性及び可燃性液体を、自動的に特定し識別する。さらに、システムは、飛行機での旅行用に液体をパッキングするために乗客によって一般的に使用される、ジップトップのプラスチックバッグなどの単一のバッグ内に含まれる液体の収集分析の間の検出能力を維持する。
【０１７０】
図７は、デュアルエネルギＣＴが、脅威物液体の例示的なセットを脅威でない液体から分離する方法を示す。図７において、脅威物の液体が密度・Ｚｅｆｆ空間に配置される。図７では、材料の密度がＸ軸７０１にプロットされ、ＺｅｆｆがＹ軸７０２にプロットされる。ニトログリセリンなどのＬＡＧ脅威物は、赤いひし形７０３によって表され、水やワイン、ビールなどの無害の液体は、それぞれ青い三角及び緑の三角７０４、７０５によって表されている。
【０１７１】
一の実施の形態において、本発明のシステムは、Ｚｅｆｆを得るためにデュアルエネルギスキャンニングを使用する。デュアルエネルギ性能は、一の実施の形態では、Ｘ線管の電圧を低エネルギ（〜１００ｋＶ）及び高エネルギ（〜１６０ｋＶ）の間でスイッチングすることによって、又はスタック化低エネルギ及び高エネルギ検出器を用いることによって、何れかで得られる。
【０１７２】
他の実施の形態において、システムは、マルチエネルギ（ＭＥ）ＣＴを使用する。ＭＥ検出器は、直接変換モードで動作する。この場合、送信されたＸ線フォトンは、直接ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅ等の半導体結晶によって検出される。標準デュアルエネルギ画像システムにおいて、２つのブロードエネルギバンドは、検出器のスタックによって測定される。検出器のスタックは、金属フィルタによって厚みのある（thicker）シンチレータから分離されている薄い（thin）シンチレータからなる。薄いシンチレータは、「低エネルギ」信号を測定し、一方、厚みのあるシンチレータは、「高エネルギ」信号を測定する。ＭＥアプローチは、標準デュアルエネルギ検出器に亘るＺｅｆｆ及びρのより正確且つより精度の高い予測を得ることができる。
【０１７３】
デュアルエネルギＣＴは、手荷物の内容物の間の爆発物の検出のために十分に正確なＺｅｆｆ及び密度の測定値を提供する。しかしながら、液体の脅威物は、狭い範囲のＺｅｆｆ値及び密度を有し、これらの値は幾つかの無害液体と重なるため、誤った警報につながる。図７は、広レンジの無害物液体のプロットと共に、一般的なＬＡＧ脅威物に対する理論的な密度−Ｚｅｆｆプロットを示す。乗客によって運搬される大抵の液体は、密度ρ＝１ｇ／ｃｍ３及びＺｅｆｆ＝７．５７の水に近く、クラスタ化される傾向がある。しかしながら、液体によっては、密度−Ｚｅｆｆ空間におけるＬＡＧ脅威物と重なるものがある。これらの液体に対し、デュアルエネルギＣＴは、ＣＸＳ等の他のスキャンニング技術による、又は警備員による視覚的検査による決断を要求する警報を発生する傾向がある。リストされた脅威物と無害液体との間のオーバーラップの例は、図７において、円形領域＃１、＃２及び＃３の符号を付してハイライトされる。
【０１７４】
このように、状況によっては、ＣＴスキャンニングそのものでは、特定の脅威物を無害ＬＡＧｓから識別しないことがある。この理由のために、本発明は、さらに、ＣＸＳを使用して、これらのオーバーラップのうちの幾つかを解消する材料識別スクリーニングを提供する。ＣＸＳが使用されて、結晶、多結晶、粉末及びアモルファス材料の構造を特徴付ける。ＬＡＧｓは、幾つかの分子に亘りショートレンジ構造秩序のアモルファス材料であり、故に、ＬＡＧｓは、液体の広範囲の回折ピーク特性を生成する。例えば、可燃性液体及び炭化水素は、炭素−炭素ボンドに関連するコヒーレント散乱特徴の存在によって特定される。ＣＸＳ技術は、散乱角又はエネルギの関数として、散乱の強度の観察に基づいている。
【０１７５】
図８は、本発明のシステム８００の一の実施の形態を示す。当該システムにおいて、瓶詰めされた液体がコヒーレントＸ線散乱（ＣＸＳ）技術を使用して検査される。一の実施の形態において、システム８００は、エネルギ分散アプローチを採用する。この場合、観察角度は固定され、散乱放射のエネルギスペクトルが測定される。
【０１７６】
図８を参照すると、使用されるＣＸＳ構成は、共焦点形態として周知である。ここで、Ｘ線源８０１は、放射の環状ビーム８０２を作製する。線源コリメータ８０３は、ビームをＬＡＧコンテナ８０５のセクション８０４に限定する。検出器コリメータ８０６も設けられる。検出器コリメータ８０６は、測定された散乱を、コンテナ８０５の中心に配置された体積リング８０７に向けて制限する。散乱信号８１０は、エネルギ分散検出器８０８によって測定され、透過（非偏向）ビーム８１２は、透過検出器８０９によって測定される。線源コリメータ及び検出器コリメータの選択、Ｘ線共焦点までの距離、及び検出器までの距離が使用されて、有効散乱角度を測定する。１から１０度の散乱角度を有することが好ましい。システム８００の本実施の形態において、散乱Ｘ線ビーム及び透過Ｘ線ビームのパスの長さは、殆ど同じである。
【０１７７】
ＸＲＤの共焦点配置の効果は、高輝度を含み、線源コリメータ及び検出器コリメータによって作製された体積リングによって確定される物体のより大きな体積から散乱信号を得ることを可能にする。さらに、散乱信号は、小孔の形状のエントランス開口を備えた、小型、簡単且つ廉価なエネルギ感度検出器によって測定される。ＣｄＴｅ又はＣＺＴからなる室温エネルギ分散検出器は、共焦点配置によって得られるスペクトル解像度に整合したエネルギ解像度を有する。
【０１７８】
透過ビームデータが使用されて、コンテナ及び液体のエネルギ依存減衰を測定する。このように、コヒーレント散乱シグネチャの形状は、コンテナの形状、サイズ及び材料に対して無反応である。これは、検査体積のサイズ及び配置が、コンテナの壁からの信号寄与を最小限にするように設計されているからである。しかしながら、コヒーレント散乱シグネチャの強度は、コンテナのサイズ及び構成に依存する。これは、統計的に重要な信号を得るために必要とされる時間及び信号レベルを決定する。
【０１７９】
一の実施の形態において、本発明は、ＣＴサブシステムを使用し、バッグにパックされて取り出された複数のコンテナを同時にスクリーニングする。この技術は、密度−Ｚｅｆｆ空間においてＬＡＧが置かれていることに基づき、脅威となるＬＡＧｓを免除液体から分離する。コヒーレントＸ線散乱技術が使用されて、警戒を解除したり、無害のＬＡＧをスクリーニングしたりする。なお、無害のＬＡＧｓは、脅威となるＬＡＧｓの密度及びＺｅｆｆに近い。図９は、係るスキャンニングシステム９００の一の実施の形態を示す。このシステムは、コンパクト形状因子にあるＣＸＳ及びＣＴの組み合わせを使用し、有効ＬＡＧスクリーニングを提供する。一の実施の形態において、システム９００は、低原子番号アライメントベッセル（不図示）を有する。このベッセルの中に、スクリーニングすべき複数のコンテナを備えたバッグがドア９０１を介して配置される。アライメントベッセルは、バッグの中身の再配置を支援する。そのため、バッグの内部で重なり合いそうな複数の瓶やチューブがスクリーニングのために分離される。システム９００は、操作を容易とするために外側にユーザインターフェース９０２が備えられている。
【０１８０】
本発明のＣＴ／ＣＸＳ結合システムにおいて、入射Ｘ線ビームのコリメーションは、アクティブ技術に依存する。故に、ＣＴコリメータは、ＣＴスキャンニングの間にファンビームを作製し、ＣＸＳコリメータは、ＣＸＳスクリーニングの間に共焦点ビームを供給する。一の実施の形態において、これら２つのコリメータは、共に単一のスライド上に配置される。このスライドは、各技術のために必要に応じて、２つの潜在的な位置の一方へとアクチュエータによって移動される。
【０１８１】
一の実施の形態において、コリメータの位置決め、ＣＴ及びＣＸＳスクリーニング用のＸ線ビーム内のアライメントコンテナの位置決め、Ｘ線のオン・オフ、データ取得の機能は、専用制御ソフトウエアによって全て制御される。
【０１８２】
図１０は、本発明のスクリーニングシステムの部品をより詳細に示す。図１０を参照すると、ＬＡＧｓを含む複数の瓶又はチューブが、プラスチックアライメントベッセル１００１の内部に置かれている。プラスチックアライメントベッセル１００１は、Ｘ線ビーム１００３に対する複数の瓶やコンテナの向きを制御する。アライメントベッセル１００１は、ステージ１００２に固定される。ステージ１００２は、回転して、ＣＴスクリーニングモードの間に、（複数の瓶やチューブと共に含まれる）ＬＡＧｓをＸ線ファンビーム１００３に晒す。ＣＴスクリーニングモードは、検査の１次モードである。故に、コリメータスライド１００５は、適切なコリメータ（不図示）を使用する位置にあり、ファンビーム１００３を作製する。実施の形態によっては、コリメータスライド１００５は、ＣＴコリメータ１０１６及びＣＸＳコリメータ１０１７を含み、第１位置と第２位置との間で可動である。一の実施の形態において、第１位置及び第２位置は、同一の水平面内にある。コリメータスライド１００５が第１位置にあるとき、Ｘ線発生ブロック１００４は、前記ＣＴコリメータ１０１６を通過するファン成形ビーム１００３を作製する。コリメータスライド１００５が図１１を参照して議論したように第２位置にあるとき、Ｘ線発生ブロック１００４は、ＣＸＳコリメータ１０１７を透過した共焦点ビームを作製する。一の実施の形態において、間隙１０１８が、コリメータスライド１００５のＣＸＳコリメータと水平スリット部品１０１６との間に存在する。Ｘ線発生ブロック１００４から発せられたファンビーム１００３は、条件付きＬＡＧｓに入射し、透過Ｘ線は、デュアルエネルギ検出器アレイ１００６によって測定される。出力は、適切なアルゴリズムを使用するＣＴ画像として再構成された「データスライス」の形を取る。
【０１８３】
ＣＴ画像データの分析が警報につながれば、オペレータは、警報解消のためのＣＸＳスクリーニングを起動するオプションを有する。他の実施の形態において、ＣＸＳスキャンニングの起動は、図１１に示されるように自動的に行われる。図１１を参照すると、この場合、コリメータスライド１１０５は、第２位置へと移動されて、ＣＸＳコリメータ１１１７をＸ線発生ブロック１１０９と直線的に配列し、共焦点ビーム１１０３を作製する。さらに、ターゲット配置機構１１０４は、警報対象のＬＡＧをＣＸＳスクリーニング用の位置へと配置する。アライメントベッセル１１０１の内部に配置された警報対象のＬＡＧは、円錐ビーム１１０３を使用してスキャンされる。散乱ビーム１１１０は、検出器コリメータ１１０６の背後に配置されたＣＸＳ検出器（不図示）によって測定される。非散乱ビーム１１１５は、透過検出器（不図示）によって測定される。一の実施の形態において、ＣＴサブシステムにおいて使用されるＤＥ（デュアルエネルギ）検出器が使用されて、米国特許第７、４１７、４４０号の開示されるような透過スペクトルに近づく。ＣＸＳの分析は、クリアされるべき、又は確認すべき最初のアラームになる。
【０１８４】
他の実施の形態において、ＣＴコリメータ及びデュアルエネルギ検出器アレイは１つの水平面内にあり、ＣＸＳコリメータ及びＣＸＳ検出器は、ＣＴ面の上方（又は下方）にある別の１の水平面内にある。ＣＴスキャンは、一の垂直位置においてアライメントコンテナと共に実行され、ＣＸＳ測定は、アライメントコンテナを上方に（又は下方に）移動させた後で（必要に応じて）行われ、故に、検査すべき物体における同じ位置が、ＣＸＳセットアップを使用して測定される。これによって、ＣＴ検出器アレイ内の間隙のない状態になる。これは、さらなるアーチフェクトの無い状態でＣＴ再構成に対して効果的である。この実施の形態は、ＣＴ測定及びＣＸＳ測定の間のアライメントコンテナの移動を必要としない。
【０１８５】
図１２（Ａ）は、周知のＬＡＧ脅威物に対するテストからのＣＸＳスペクトル１２０５を示し、図１２（Ｂ）は、水、ワイン、シャンプーなどの様々な無害ＬＡＧｓからのスペクトル１２１０を示す。図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、５０ｋｅＶと１００ｋｅＶとの間の各回折シグネチャ１２０７、１２１２を比較することによって分かるように、ＬＡＧ脅威物シグネチャ１２０７は、明らかに無害液体のシグネチャ１２１２から識別可能である。
【０１８６】
一の実施の形態において、本明細書は、最小距離分類アルゴリズムや再帰分割など、ＣＸＳスキャンニングの結果を特徴付ける分類アルゴリズムを使用する。最小距離分類アルゴリズムは、検査下のＬＡＧと、書庫に保存された脅威ＬＡＧとの間のユークリッド距離を使用する。未知のＬＡＧと脅威ＬＡＧとの間の距離全体が、特定の閾値よりも小さい場合、未知のＬＡＧは脅威物として分類される。再帰分割は、多変数解析のための統計学的な方法であり、ディシジョンツリーを作製して未知のＬＡＧを正しく分類する。
【０１８７】
上記の如く、本明細書のシステムは、デュアルエネルギＣＴを使用して１次検査を行う。デュアルエネルギＣＴは、密度やＺｅｆｆの一次分類特徴や特性の推定用のデータを提供する。一の実施の形態において、密度情報は、逆投影法や反復法に基づいたデュアル再構成アルゴリズムの使用によって得られ、Ｚｅｆｆ情報は、測定された高エネルギ及び低エネルギＸ線減衰値から導き出される。一の実施の形態において、１次検査の間、検査のためのＬＡＧｓを運搬するバッグの内容物は、複数の瓶又はパーシャル瓶領域へとセグメント化される。全ての瓶・領域はＣＴスクリーニングによってクリアされ、又は１つ以上の瓶は、ＣＸＳによってさらなる分析のためにフラグが立てられる。
【０１８８】
警戒対象領域がより正確な材料分類のためのＣＸＳ検査に向けて通過されるため、一の実施の形態において、ＣＸＳ脅威シグネチャのライブラリが使用されて、各ターゲット領域と比較する。一の実施の形態において、システムは、有効材料測定のために分光化学成分測定アルゴリズムを適用する。
【０１８９】
上記実施例は、本明細書のシステムの多くの適用例の例示に過ぎない。本発明の実施の形態の幾つかを記載したが、本発明は、本発明の特許請求の範囲から逸脱せずに多くの特別な形態にて具体化されることを理解すべきである。故に、本実施例及び実施の形態は、例示的であって限定的ではないと考慮するものとし、本発明は添付の特許請求の範囲内で変更される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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