(57)【要約】【課題】Ｘ線システム、ＣＴシステム及び同様のシステムにおいて物質組成を算出する。特に、画像化される物質の実効原子番号を決定する又は推定することを可能にする。【解決手段】放射線検査モダリティによって画像化された物体を形成する物質の原子番号を算出する手法を提供する。この方法は、第一のエネルギ・レベルにおいて取得された物体の第一の単色画像及び第二のエネルギ・レベルにおいて取得された該物体の第二の単色画像にアクセスするステップ（７６）を含んでいる。第一の単色画像と第二の単色画像との間の質量減弱係数の比を求めることができる（７８）。この質量減弱係数の比に基づいて物体の物質の原子番号を算出することができる（８２）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検査モダリティにより検査される物質の原子番号を算出する方法であって、
第一のエネルギ・レベルにおいて取得された物体の第一の単色画像及び第二のエネルギ・レベルにおいて取得された該物体の第二の単色画像にアクセスするステップ（６６、７６）と
前記第一の単色画像と前記第二の単色画像との間の質量減弱係数の比を求めるステップ（６８、７８）と、
該質量減弱係数の比に基づいて前記物体の物質について前記原子番号を算出するステップ（７０）と
を備えた方法。
【請求項２】
前記第一の単色画像及び前記第二の単色画像は物質密度画像から得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記質量減弱係数の比は、前記第一の単色画像及び前記第二の単色画像に基づいてピクセル単位で得られる（７８）、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
予め決められた閾値に基づいて質量減弱係数から原子番号画像を得るための伝達関数を決定するステップをさらに含んでおり、該伝達関数は、前記第一及び第二のエネルギ・レベルにおける２種以上の元素の前記質量減弱係数の前記比を算出することにより決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記予め決められた閾値（８６）は、応用時の画像雑音値又は最小線形減弱値に対応している、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記物体の物質組成を同定するために前記原子番号を解析するステップをさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
閾値に基づいて比画像（８０）を変換することにより原子番号画像を形成するステップをさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
撮像用ビーム（４２）を発生するように構成されている撮像用線源（１４）と、
物体（２０）を通過した前記撮像用ビームを検出するように構成されている検出器（１６）と、
プロセッサと
を備えた画像解析システムであって、前記プロセッサは、
第一のエネルギ・レベルにおいて前記物体の第一の単色画像を、また第二のエネルギ・レベルにおいて前記物体の第二の単色画像を取得し（６６、７６）、
前記第一の単色画像のピクセルと前記第二の単色画像のピクセルとの間の質量減弱係数の比を計算し（６８、７８）
該質量減弱係数の比に基づいて原子番号を算出して（７０）
前記物体の物質組成を同定するために前記原子番号を解析する（７２）
ように構成されている、画像解析システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記第一の単色画像及び前記第二の単色画像に基づいてピクセル単位で前記質量減弱係数の比を得る（７８）ように構成されている、請求項８に記載の画像解析システム。
【請求項１０】
第一のエネルギ・レベルにおいて取得された物体の第一の単色画像及び第二のエネルギ・レベルにおいて取得された該物体の第二の単色画像にアクセスする（７６）ように構成されているコードと、
前記単色画像同士の間の質量減弱係数の比を得る（７８）ように構成されているコードと、
該質量減弱係数の比に基づいて前記物体の物質について原子番号を算出する（７０）ように構成されているコードと
を備えたコンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、イメージング・システムに関し、さらに具体的には、実効原子番号を算出することにより被撮像物体の物質組成を決定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
計算機式断層写真法（ＣＴ）システムは、被検物又は被検者を表わす二次元（場合によって三次元）画像を形成する。一般的には、ＣＴ画像は、被検物又は被検者の周りの異なる角度位置において形成される多くの投影画像から再構成されるスライス（又は容積）として表わされ得る。多くの医療応用及び産業応用では、これらの手法によって画像化された物質の組成を決定するとしばしば有利である。かかる物質同定によって、被検体の体内に如何なる物体又は構造が存在するかを決定するのを支援することができる。例えば医療撮像では、物質組成は、軟組織、骨及び病巣等のような異なる組織構造を指示することができる。小荷物、手荷物及び部品検査のような他の分野では、他の着目した構造又は物体を構成する物質を参照することにより、これらの構造又は物体を同様に同定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７２２４７６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＴシステム及び従来のＸ線撮像モダリティの両方とも、減弱係数すなわち線源と検出器との間の介在構造によってＸ線が減弱された程度で表わした被検物体の表現を与える。典型的なＣＴイメージング・システムでは、形成される画像は通例では、物体の構造の線減弱係数についての情報を与える。線減弱係数は、物体内の物質が同じ密度を有する場合には有用であることが判明しているが、物質の密度情報を与えるためには十分とは言えない。このように、線減弱係数は通例では、物体を構成する物質の特性を表現するのには不十分である。
【０００５】
Ｘ線システム、ＣＴシステム及び同様のシステムにおいて物質組成を算出する改良型の方法及びシステムが継続して必要とされており、特に、画像化される物質の実効原子番号を決定する又は推定することを可能にする方法及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡潔に述べると、本発明の手法の一観点によれば、放射線検査モダリティによって走査された物質の原子番号を算出する方法が提供される。この方法は、第一のエネルギ・レベルにおいて取得された物体の第一の単色画像及び第二のエネルギ・レベルにおいて取得された該物体の第二の単色画像にアクセスするステップを提供する。この方法はさらに、第一の単色画像と第二の単色画像との間の質量減弱係数の比を求めるステップと、この質量減弱係数の比に基づいて物体の物質の原子番号を算出するステップとを含んでいる。かかる作用を提供するシステム及びコンピュータ・プログラムも、本発明の手法によって提供され得る。
【０００７】
本発明の手法のもう一つの観点によれば、画像解析システムが提供される。この画像解析システムは、撮像用ビームを発生するように構成されている撮像用線源と、物体を通過した撮像用ビームを検出するように構成されている検出器とを含んでいる。画像解析システムはさらに、第一のエネルギ・レベルにおいて物体の第一の単色画像を、また第二のエネルギ・レベルにおいて該物体の第二の単色画像を取得し、第一の単色画像のピクセルと第二の単色画像のピクセルとの間の質量減弱係数の比を計算するように構成されているプロセッサを含んでいる。プロセッサはまた、質量減弱係数の比を用いて原子番号を算出し、物体の物質組成を同定するために原子番号を解析するように構成されている。ここでも、かかる作用を提供するシステム及びコンピュータ・プログラムが本発明の手法によって提供され得る。
【０００８】
本発明の手法のその他様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明のこれらの特徴、観点及び利点、並びに他の特徴、観点及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読解するとさらに十分に理解されよう。図面では、図面全体を通して類似の参照符号は類似の部材を表わす。
【図１】小荷物検査システムと共に用いられる例示的なＣＴシステムの遠近図である。
【図２】医療診断撮像に用いられ得る例示的なＣＴイメージング・システムの遠近図である。
【図３】図１及び図２に示すシステムの動作構成要素の幾つかの模式図である。
【図４】ＣＴイメージング・システムを介した撮像によって形成される単色画像から実効原子番号を算出する例示的なステップを記述した流れ図である。
【図５】閾値に基づいて実効原子番号を算出する例示的な工程を詳細に示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の手法は一般的には、物体に存在する物質の検出及び特性決定に関わる。例えば、かかる物質検出を用いると、手回り品、手荷物、小荷物又は貨物コンテナにおける禁止品目（爆発物、武器、弾薬、放射性物質、化学薬品等）の存在を識別することができる。幾つかの実施形態では、物質の検出及び特性決定は、物質の原子番号（Ｚ）の計算を介して行なうことができる。一実施形態では、原子番号は実効原子番号（Ｚｅｆｆ）であってよい。本書で用いられる「実効原子番号」との用語は原子核のプロトンの数を指し、原子を他の元素の原子と区別する目安となるものである。実効原子番号は、原子の負に荷電した電子と正に荷電したプロトンとの間の静電相互作用の尺度を与える。認められるように、原子番号を用いると物体の物質組成を推定することができる。
【００１１】
図１を参照すると、手荷物、小包及び小荷物を走査する第三世代ＣＴスキャナに相当する計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が示されている。ＣＴイメージング・システム１０は、撮像用線源１４（すなわちＸ線源）を備えたガントリ１２を含んでおり、Ｘ線源１４はガントリ１２の反対側に設けられている検出器１６に向かってＸ線のビームを投射する。検出器モジュールは、物体を通過した投射Ｘ線を感知する。各々の検出器素子が、入射したＸ線ビームの強度を表わし従って物体を通過するにつれて減弱したビームを表わす電気信号を発生する。尚、一実施形態では、検出器１６はエネルギ積算型検出器であってもよいし、フォトン計数型エネルギ識別検出器であってもよいものと思量される。
【００１２】
ＣＴイメージング・システム１０は、システム制御サーキットリ２８の制御の下で動作する。システム制御サーキットリ２８は、放射線源制御回路、テーブル・モータ制御器、データ取得を手回り品又はテーブルの移動と連動させるための回路、並びに放射線源及び／又は検出器の位置を制御するための回路等のような広範な回路を含み得る。例えば、一実施形態では、含まれているシステム制御サーキットリは、走査時に物体２０がガントリ開口２２に送り込まれるときの電動コンベヤ・システム１８の移動を制御する回路を含み得る。かかる実施形態では、電動コンベヤ・システム１８は、構造２６によって支持されており小荷物又は手回り品を走査のためにガントリ開口２２に自動的に連続的に通過させるコンベヤ・ベルト２４を含み得る。コンベヤ・ベルト２４によってガントリ開口２２に送り込まれた物体２０が走査されるのに伴って撮像データを取得することができ、コンベヤ・ベルト２４は制御された連続的な態様で小荷物を開口から取り除く。
【００１３】
走査時に取得される撮像データはデータ取得サーキットリによって取得されることができ、適当な制御サーキットリによって制御される処理に回される。これらの工程が完了したら、画像データは最終的には操作者インタフェイス３０へ回送されて、観察及び解析を行なうことができる。操作者インタフェイス３０は、収集された画像データに基づく前処理済み画像又は再構成画像を観察するために用いられ得る。図示の実施形態では、操作者インタフェイス３０は、再構成画像の表示用のモニタ３２に結合されている。代替的には、画像データ又は再構成画像を、例えば網３４を介して遠隔地へ転送することもできる。
【００１４】
本発明の手法は医療診断撮像用のＣＴスキャナにも適用可能であるので、医療走査に有用な例示的なＣＴイメージング・システム３６を図２に示す。但し、当業者には認められるように、図２の医用イメージング・システム３６もまた、図１に関連する構成要素を含んでいる。しかしながら、患者３８がテーブル４０によってガントリ開口２２内に送り込まれるときには連続的な態様であっても段階的な態様であってもよい。イメージング・システム１０及び３６の様々な動作構成要素及び付設された制御サーキットリについて、以下図３において詳細に説明する。
【００１５】
図３に表わされているガントリ１２の動作構成要素は、Ｘ線のビーム４２を放出するように構成されているＸ線源１４を含んでいる。ガントリ１２はまた、Ｘ線を検出するための検出器１６を含んでいる。一実施形態では、ガントリ１２はＸ線源及び検出器と共に回転中心４４の周りを回転するために装着された構成要素を有している。ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、システム１０及び３６のようなＣＴイメージング・システムの制御機構４６によって制御される。制御機構４６は、Ｘ線制御器４８とガントリ・モータ制御器５０とを含んでおり、Ｘ線制御器４８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器５０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器５４が、サンプリングされてディジタル化された画像データをデータ取得システム（ＤＡＳ）５２から受け取って、高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ５６への入力として印加され、コンピュータ５６は画像を大容量記憶装置５８に記憶させる。
【００１６】
コンピュータ５６はまた、コンソール３０又はキーボードを有する操作者インタフェイスを介して操作者から命令及び走査パラメータを受け取る。付設されている表示器３２によって、操作者は再構成された画像及びコンピュータ５６からのその他データを観察することができる。操作者が供給した命令及びパラメータはコンピュータ５６によって用いられて、ＤＡＳ５２、Ｘ線制御器４８及びガントリ・モータ制御器５０へ制御信号及び情報を与える。加えて、コンピュータ５６はテーブル・モータ制御器又はコンベヤ・システム・モータ制御器６０を動作させることができ、制御器６０はそれぞれ電動テーブル又はコンベヤ・システム６２を制御して、ガントリ開口２２を通して物体２０（又は医療の状況では患者３８）を配置する。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の警備人員が、小荷物の内容物を爆発物、刃物、銃及び密輸品等について非侵襲的に検査することができる。
【００１７】
図４の図示の実施形態では、流れ図６４が、放射線検査モダリティによって検査される物質の原子番号を算出する方法を示している。この方法は、相異なるエネルギ・レベルにおいて取得された物体の第一の単色画像及び第二の単色画像にアクセスするステップを含んでいる（ブロック６６）。また、２種の異なるエネルギにある第一及び第二の単色画像は、単色Ｘ線源を用いて取得されていても多色Ｘ線源を用いて取得されていてもよい。例えば一実施形態では、第一及び第二の単色画像は、多色線源を用いて二重エネルギ投影データから等価単色表現を算出することにより取得又は獲得される。少なくとも２種の異なるエネルギ・レベルの撮像用線源によって生成される二重エネルギ走査データを取得するためには多くの手法を用いることができる。例えば、Ｘ線管が代替的に、高キロボルト・ピーク（ｋＶｐ）と低ｋＶｐとの間でバイアスを印加されてもよいし、被撮像物体によって減弱されるＸ線ビームを高エネルギと低エネルギとの間で周期的に変化させるように動的フィルタを制御してもよい。また、Ｘ線管とＸ線フィルタ制御とを併用して、相異なるエネルギ・レベルにおいて二重エネルギ・データを取得してもよいものと思量される。二重エネルギＣＴシステム、Ｘ線システム及び他の多重エネルギ手法のような他の方法も本発明の手法において用いられるものと思量される。
【００１８】
かかる単色画像を導く例示的なアルゴリズムは基底物質分解（ＢＭＤ）手法を用いるが、他の適当な分解手法を用いてもよいものと想到される。一実施形態では、二重エネルギ投影データを再構成して基底物質の物質密度画像を得て、さらに計算を施すと誘導単色画像が得られる。誘導単色画像は、相異なるエネルギにおいて形成された第一及び第二の単色画像を含んでおり、これら第一及び第二の単色画像は、基底物質質量減弱係数によって加重された基底物質密度画像の和を表わしている。
【００１９】
一実施形態では、プロセッサ方式画像解析システムを介して第一の単色画像が高エネルギ・レベルにおいて取得され、第二の単色画像が低エネルギ・レベルにおいて取得される。Ｋエッジが存在しない場合にはエネルギ領域における第一及び第二のエネルギの選択は、二つのエネルギの間に十分な分離が存在しているとすれば原子番号値の最終計算結果に影響を及ぼさない。第一のエネルギ・レベル（Ｅ１）にある第一の単色画像及び第二のエネルギ・レベル（Ｅ２）にある第二の単色画像は、下式のように表わすことができる。
Ｍｏｎｏ＿Ｅ１（ｉ，ｊ）＝ｕ１（Ｅ１）Ｉｍ１（ｉ，ｊ）＋ｕ２（Ｅ１）Ｉｍ２（ｉ，ｊ）  （式１）
Ｍｏｎｏ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）＝ｕ１（Ｅ２）Ｉｍ１（ｉ，ｊ）＋ｕ２（Ｅ２）Ｉｍ２（ｉ，ｊ）  （式２）
式中、ｕ１（Ｅ１）及びｕ２（Ｅ２）は、それぞれ基底物質１及び２についてのエネルギＥ１及びＥ２における質量減弱係数であり、Ｉｍ１（ｉ，ｊ）及びＩｍ２（ｉ，ｊ）は、２種の基底物質の密度画像である。図示の実施形態では、任意の適当な高エネルギ・レベル又は低エネルギ・レベルを用いて単色画像を導き得ることが認められよう。さらに、式１及び式２の質量減弱係数は、走査の状況に依存して任意の適当な形式の基底物質を表わすことができる。例えば、医療状況においては質量減弱係数は軟組織又は骨に対応し、警備状況においては質量係数は代替的に鋼鉄、爆発物又は様々な減弱特性を有する他の物質に対応し得る。加えて、この手法は、２種よりも多い基底物質の単色画像にも用いられるものと思量される。
【００２０】
前述のように、既知の実効エネルギを用いると、様々な物質について期待される減弱の推定値が与えられ、従って物質組成又は組織組成についての情報を抽出することができる。ブロック６８では、質量減弱係数の比を第一の単色画像と第二の単色画像との間で各々の着目したピクセルについて得る。各々のピクセルは誘導単色画像の画素に対応しており、従って各々のピクセルが、画像化されている物質の減弱係数を表わす。一実施形態では、質量減弱係数の比は、線減弱係数の比から得られる。線減弱係数は、第一の単色画像のピクセル及び第二の単色画像の対応するピクセルについて得られ、すなわちピクセル単位で得られる。認められるように、線減弱係数は物質の密度に依存し、放射線のエネルギの関数である。故に、線減弱係数の比を得ると、二つの線減弱係数の密度パラメータは互いに打ち消される。従って、所与のエネルギ・レベルにおける線減弱係数の比は、当該エネルギ・レベルでの質量減弱係数の比と同じになる。明確に述べると、既知の基本物質を用いた高エネルギ及び低エネルギについての減弱比の対は、以下の式３を用いて得られる。
ｒ＝ｕＺ（Ｅ１）／ｕＺ（Ｅ２）  （式３）
式中、ｕＺ（Ｅ１）及びｕＺ（Ｅ２）は原子番号Ｚを有する元素物質のエネルギＥ１及びＥ２での質量減弱係数である。
【００２１】
ブロック７０では、図示の実施形態においては１又は複数の物質について原子番号を質量減弱係数の比から算出する。ブロック７２では、この原子番号を既知の物質組成によって解析して、物体内の物質を同定する。選択随意で、流れ図６４は、観察及び診断のために原子番号画像（すなわちＺ画像）を形成するステップを含んでいてよい。図示の実施形態では、本書に記載する手法及びステップを実行するための流れ図及び／又は自動化されたルーチンを、図１及び図２のそれぞれイメージング・システム１０及び３６によって具現化してもよいし、他の任意の適当に構成されたプロセッサ方式画像解析システムによって具現化してもよく、この具現化はハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせのいずれによるものであってもよい。例えば、メモリ又はハードディスクに記憶された適当なコードにアクセスして、コンピュータ５６によって実行することもできるし、本書に記載する手法の幾つか又は全てを実行するように特定応用向け集積回路（ＡＳＩＣ）を構成してもよい。
【００２２】
さらなる例によって、図４のブロック７０及び７２によって表わされている原子番号計算をさらに詳細に説明することができ、この工程を図５に示す。図５の図示の実施形態では、流れ図７４は、図４の流れ図６４のブロック６６及び６８にそれぞれ全体的に対応しているブロック７６及び７８を含んでいる。図４のブロック６６及び６８に関して詳細に説明したように、ブロック７６では、相異なるエネルギ・レベルにある第一の単色画像及び第二の単色画像にアクセスする。ブロック７８では、第一の単色画像のピクセルと第二の単色画像のそれぞれのピクセルとの間の質量減弱係数の比をピクセル単位で求める。
【００２３】
認められるように、ブロック７８における２種のエネルギ・レベルの間での質量減弱係数の比又は減弱比対に基づいて、ブロック８０において比画像を形成することができる。さらに、この比画像は第一の単色画像と第二の単色画像との合成画像であり得る。一実施形態では、比画像のピクセルを変換して、実効Ｚ画像を得る。故に、質量減弱係数の比からの伝達関数を決定する関数形態を通じて関係を確定することができる。換言すると、第一及び第二のエネルギ・レベルにある２以上の既知の元素の質量減弱係数の比を算出することにより伝達関数を決定する。例えば、一実施形態では、元素（例えば、原子番号５から２０までのもの）の質量減弱係数の比を用いて、データ点を五次多項式にフィッティングする。かかる実施形態では、高次多項式を用いるほどデータ点の適当なフィッティングが可能になり得る。また、伝達関数を得るときの元素の選択は、ＣＴシステムが画像化を行なうように設計されている可能なＺ値範囲又は着目範囲をカバーするものとする。
【００２４】
これらの測定値からフィッティングされたデータ点によって伝達関数が得られ（ブロック８２）、すなわち例えば、式３に表わされているようなｒによる関数形態Ｚ＝ｆ（ｒ）が得られる。さらに、この伝達関数は、予め決められた閾値に基づいて決定されてもよい。かかる実施形態では、予め決められた閾値は、後述するように画像値又は雑音値に対応し得る。このように、伝達関数を適用することにより、減弱係数の比から物体の物質について原子番号を算出することができる。
【００２５】
一般的には、原子番号は、計算機支援式手法によってルックアップ・テーブルと比較される。一実施形態では、ブロック８４において、比画像を閾値に基づいて変換することにより実効原子番号画像を形成することができる。故に、一実施形態では、ブロック８６及びブロック８８においてＺ画像を算出するために、下式を満たすような幾つかの閾値を設定することができる。
Ｉｍ＿Ｚ（ｉ，ｊ）＝ｆ（Ｉｍ＿Ｅ１（ｉ，ｊ）／Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ））：Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）≧閾値の場合
及び
Ｉｍ＿Ｚ（ｉ，ｊ）＝０．０：Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）＜閾値の場合
ここで、画像のヌル物質領域において実効Ｚ画像を抽出することを回避するために、閾値をＩｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）における画像雑音の何らかの倍数に設定する。医療撮像におけるような一実施形態では、線形減弱値が０．０５／ｃｍ未満でありエネルギ範囲が約４０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶであるようなあらゆる物質は診断上殆ど関心を持たれないため、測定閾値をこの値に設定することができる。幾つかの自動型実施形態では、かかる手法を実行するようにコンピュータがプログラムされ、又はコンピュータによって実行されると実効Ｚ画像を形成するような命令セットを符号化したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。かかる具現化形態では、算出された原子番号を既知の物質組成値と比較することにより原子番号を解析して（ブロック８６）、ブロック９０において物質を同定することができる。
【００２６】
代替的に、もう一つの実施形態では、式１及び式２に表わされている第一及び第二の単色画像を閾値に基づいて変換すると原子番号画像を形成することができる。単色画像のピクセルは物体内の所定位置での減弱係数を表わしているので、同じピクセルにおける減弱係数の比を、伝達関数を用いてＺ値へ変換することができる。前述のように、閾値を用いると物質が存在しない画像領域を消去することができ、従って原子マップ情報は実効Ｚ画像を算出するのに有用であり得る。
【００２７】
実効Ｚ画像を用いると、手回り品検査システム（すなわち非医用）及び医療診断の両方において物体を同定することができる。例えば、医療診断時には、本発明の手法は原子番号データを与え、元素又は物質の物質組成の推定を与えることができ、このことを通じて何らかの異常の存在を決定することができる。
【００２８】
当業者には認められるように、様々な実施形態として記載された上述の手法は高速の計算速度によって実効Ｚ画像を提供し、これにより効率及び精度を高める。Ｚ番号の高精度計算はまた、手荷物の検査、並びに放射線科技師及び／又は医師の診断能力を高めることができる。さらに、実効Ｚを計算するための単色画像を、密度画像と比較して雑音が少なくなるように選択することができる。故に、単色画像からの実効Ｚの計算は堅牢なＺ獲得の方法を提供する。また、用いられる単色画像は、機械の特性及びデータ取得方法を問わず様々なエネルギ・レベルについて得ることができる。
【００２９】
本実施形態は警備用検査システムに関する例を掲げているが、本発明の手法は医用の撮像状況にも用いることができる。また、本書に記載した実施形態は二重エネルギ計算機式断層写真法システムを介して取得された単色画像に関する例を掲げているが、この手法を、多重エネルギ線源を用いた撮像モダリティ等に応用又は拡張することができる。
【００３０】
本書では発明の幾つかの特徴のみを図示して説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、発明の要旨に含まれるような全ての改変及び変形を網羅するものと理解されたい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  小荷物検査システム用計算機式断層写真法（ＣＴ）システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  検出器
１８  電動コンベヤ・システム
２０  物体又は小荷物
２２  ガントリ開口
２４  コンベヤ・ベルト
２６  支持構造
２８  システム制御サーキットリ
３０  操作者インタフェイス
３２  モニタ
３４  網
３６  医療診断システム用計算機式断層写真法（ＣＴ）システム
３８  患者
４０  テーブル
４２  Ｘ線のビーム
４４  回転軸
４６  制御機構
４８  Ｘ線制御器
５０  ガントリ・モータ制御器
５２  データ取得システム
５４  画像再構成器
５６  コンピュータ
５８  大容量記憶装置
６０  テーブル又はコンベヤ・システム用モータ制御器
６２  コンベヤ・システム又はテーブル
６４  原子番号を計算するアルゴリズム
６６  各単色画像にアクセスする
６８  質量減弱係数の比を求める
７０  質量減弱係数の比に基づいて原子番号を算出する
７２  物質を同定するために原子番号を解析する
７４  閾値に基づいて実効原子番号を算出する詳細な例示的工程
７６  様々なエネルギ・レベルにある物体の第一及び第二の単色画像にアクセスする
７８  第一の単色画像のピクセル対第二の単色画像の対応するピクセルの質量減弱係数の比を求める
８０  質量減弱係数の比に基づいて比画像を作成する
８２  質量減弱係数の比から関数形態Ｚ＝ｆ（ｒ）を得る
８４  原子番号値を用いて原子番号画像を算出する
Ｉｍ＿Ｚ（ｉ，ｊ）＝ｆ（Ｉｍ＿Ｅ１（ｉ，ｊ）／Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ））
８６  閾値を用いる。Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）≧閾値ならばＩｍ＿Ｚ（ｉ，ｊ）はステップ８４に倣う
８８  閾値を用いる。Ｉｍ＿Ｅ２（ｉ，ｊ）＜閾値ならばＩｍ＿Ｚ（ｉ，ｊ）＝０．０
９０  着目した物質を同定するために実効原子番号（Ｚ）を既知の物質組成値と比較する
【図１】
2009294209.tif 000003
【図２】
2009294209.tif 000004
【図３】
2009294209.tif 000005
【図４】
2009294209.tif 000006
【図５】
2009294209.tif 000007