СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ, СИСТЕМА СКАНИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЛЕР РАДИАЦИОННОГО СКАНИРОВАНИЯ
SCANNING METHOD, SCANNING SYSTEM AND RADIATION SCANNING CONTROLLER

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к области лучевого воздействия, конкретно к способу сканирования, системе сканирования и контроллеру.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящее время большинство источников рентгеновского излучения, используемых в работающих в режиме реального времени системах сканирования и визуализации контейнеров/транспортных средств, производятся на основе линейных ускорителей электронов, имеющих постоянные выходные мощности доз излучения. В общем, технические показатели визуализации досмотровой системы, в частности, проникающая способность системы, зависят от выходной мощности дозы излучения ее ускорителя, то есть, чем выше мощность дозы излучения, тем лучше проникающая способность. Однако, поскольку рентгеновское излучение может вызывать лучевое поражение человеческих организмов и окружающей среды, необходимо управлять выходной мощностью дозы излучения ускорителя в ходе работы, или обеспечивать дополнительную защиту от излучений или другие меры, чтобы удовлетворять требованию к уровню дозы облучения окружающей среды.
Чтобы удовлетворять требованиям к сканированию при разнообразных различных условиях, мощности доз излучения ускорителей и уровни энергии систем визуализации обычно устанавливают в их заданные значения для максимального проникновения и разрешающей способности материала, которые допускаются системами. Однако, в фактической ситуации, контролируемые грузы или количества грузов, содержащихся в контейнерах/транспортных средствах, обычно являются различными, поэтому требования к выходным мощностям доз и уровням энергии рентгеновского излучения для конкретной сканирующей системы визуализации могут значительно варьироваться, что может обусловить превышение мощностью дозы излучения в ходе сканирования фактически требуемого значения, дополнительные расходы на защиту от излучений или излишнее облучение имеющих к этому отношение операторов. Если подходящая мощность дозы излучения ускорителя или уровень энергии пучка электронов может быть выбрана в соответствии с фактическими ситуациями с подлежащими досмотру грузами, то может быть реализована досмотровая система с визуализацией, которая сможет гарантировать удовлетворительные технические показатели системы визуализации и качество изображения, не вызывая ненужных расходов на радиационную защиту, что имеет важное практическое значение.
В известном уровне техники имеется способ визуализации различных зон подлежащего досмотру объекта, использующий ускоритель с несколькими дозами излучения и несколькими уровнями энергии, который в основном относится к системе для быстрого досмотра, например, передняя зона транспортного средства, где находится водитель, может быть просканирована с более низкой безопасной мощностью дозы излучения, которая не может вызвать повреждения водителя, а грузовая зона транспортного средства может быть просканирована с более высокой мощностью дозы излучения. Эта схема успешно применялась в устройствах рентгенографических систем для быстрого досмотра, однако, она не может быть отрегулирована в соответствии с различными ситуациями с грузами, и таким образом она имеет определенное ограничение.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача этого изобретения состоит в обеспечении технического решения, способного учитывать как требование к техническим показателям визуализации такой системы, так и требование к уровню дозы облучения окружающей среды.
Согласно аспекту этого изобретения предложен способ сканирования, содержащий: получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора; регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования.
Необязательно данные детектирования содержат выборочное значение детектора и/или информацию о прозрачности подлежащего досмотру объекта; регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с выборочным значением и/или информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта.
Необязательно, регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: во время перемещения подлежащего досмотру объекта относительно устройства радиационного излучения и детектора регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования в режиме реального времени, полученными детектором из зоны сканирования подлежащего досмотру объекта.
Необязательно, регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: получение полных данных сканирования подлежащего досмотру объекта с использованием детектора; анализ полных данных сканирования, чтобы определить основную зону сканирования подлежащего досмотру объекта, причем основная зона сканирования содержит зону слабого проникновения или подозреваемую на контрабандный предмет зону; определение выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов в соответствии с данными детектирования основной зоны сканирования, чтобы сканировать основную зону сканирования.
Необязательно, данные детектирования являются выборочным значением зоны детектирования; регулировка уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: сравнение выборочного значения с заранее заданным пороговым выборочным значением; если выборочное значение ниже заранее заданного нижнего порогового выборочного значения, увеличение выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов; если выборочное значение выше заранее заданного верхнего порогового выборочного значения, уменьшение выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании посредством детектора содержит: разделение данных, полученных детектором, на разделы в соответствии с заранее заданной гранулярностью детектирования; использование среднего значения элементов данных из одного и того же раздела в качестве выборочного значения; или выделение минимального значения элементов данных из одного и того же раздела в качестве выборочного значения.
Необязательно, данные детектирования являются информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта; регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: сравнение информации о прозрачности с заранее заданным пороговым значением прозрачности; если информация о прозрачности ниже заранее заданного нижнего порогового значения прозрачности, увеличение выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов; если информация о прозрачности выше заранее заданного верхнего порогового значения прозрачности, уменьшение выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании посредством детектора содержит: получение первичной информации о прозрачности в соответствии с данными детектирования; коррекцию первичной информации о прозрачности согласно изображению фона и изображению воздушной среды, чтобы получить информацию о прозрачности.
Необязательно, регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: определение идеальной выходной мощности дозы излучения пучка и/или идеального уровня выходной энергии пучка электронов в соответствии алгоритмом преобразования, чтобы преобразовывать данные детектирования в идеальную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов; настройку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов на идеальную выходную мощность дозы излучения пучка и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, ускоритель устройства радиационного излучения имеет множество уровней выходной мощности дозы излучения пучка и/или множество уровней выходной энергии пучка электронов, причем каждый уровень имеет фиксированную выходную мощность дозы излучения пучка и/или фиксированное значение выходной энергии пучка электронов; регулировка выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования содержит: выставление выходной мощности дозы излучения пучка для ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения на определенном уровне в соответствии с данными детектирования.
С помощью этого способа рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения могут быть отрегулированы в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны с меньшей массовой толщиной применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
Согласно другому аспекту этого изобретения предложен контроллер радиационного сканирования, содержащий: модуль сбора данных для получения данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора; модуль регулирования для регулировки выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования.
Необязательно, данные детектирования содержат выборочное значение детектора и/или информацию о прозрачности подлежащего досмотру объекта; модуль регулирования дополнительно используется для настройки выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с выборочным значением и/или информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта.
Необязательно, модуль регулирования дополнительно используется для того, чтобы: во время перемещения подлежащего досмотру объекта относительно устройства радиационного излучения и детектора регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования в режиме реального времени, полученными детектором из зоны сканирования подлежащего досмотру объекта.
Необязательно, модуль регулирования дополнительно используется, чтобы: получать полные данные сканирования подлежащего досмотру объекта; анализировать полные данные сканирования, чтобы определить основную зону сканирования подлежащего досмотру объекта, причем основная зона сканирования содержит зону слабого проникновения или подозреваемую на контрабандный предмет зону; определять выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов в соответствии с данными детектирования основной зоны сканирования, чтобы сканировать основную зону сканирования.
Необязательно, данные детектирования являются выборочным значением зоны детектирования; модуль регулирования содержит: блок сравнения для сравнения выборочного значения с заранее заданным пороговым выборочным значением; блок регулирования излучения для того чтобы, если, выборочное значение ниже заранее заданного нижнего порогового выборочного значения, увеличивать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов; если выборочное значение выше заранее заданного верхнего порогового выборочного значения, уменьшать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, модуль сбора данных дополнительно используется, чтобы: разделять данные, полученные детектором, на разделы в соответствии с заранее заданной гранулярностью детектирования; использовать среднее значение элементов данных из одного и того же раздела в качестве выборочного значения; или выделять минимальное значение элементов данных из одного и того же раздела в качестве выборочного значения.
Необязательно, данные детектирования являются информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта; модуль регулирования дополнительно содержит: блок сравнения для сравнения информации о прозрачности с заранее заданным пороговым значением прозрачности; блок регулирования излучения для того, чтобы, если информация о прозрачности ниже заранее заданного нижнего порогового значения прозрачности, увеличивать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов; если информация о прозрачности выше заранее заданного верхнего порогового значения прозрачности, уменьшать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, модуль сбора данных дополнительно используется, чтобы: получать первичную информацию о прозрачности в соответствии с данными детектирования; корректировать первичную информацию о прозрачности согласно изображению фона и изображению воздушной среды, чтобы получить информацию о прозрачности.
Необязательно, модуль регулирования дополнительно содержит: блок определения идеального значения для определения идеальной выходной мощности дозы излучения пучка и/или идеального уровня выходной энергии пучка электронов в соответствии с алгоритмом преобразования для преобразования данных детектирования в идеальную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов; блок регулирования излучения для настройки выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов на идеальную выходную мощность дозы излучения пучка и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов.
Необязательно, ускоритель устройства радиационного излучения имеет множество уровней выходной мощности дозы излучения пучка и/или множество уровней выходной энергии пучка электронов, причем каждый уровень имеет фиксированную выходную мощность дозы излучения пучка и/или фиксированное значение выходной энергии пучка электронов; модуль регулирования дополнительно используется для выставления выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения на определенном уровне в соответствии с данными детектирования.
Этот контроллер может регулировать рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны, имеющей меньшую массовую толщину, применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
Согласно еще одному аспекту этого изобретения предложена система сканирования, содержащая: любой контроллер, детектор и источник излучения, упомянутые выше; причем детектор используется, чтобы посылать данные детектирования на контроллер; контроллер используется, чтобы посылать управляющую информацию на источник излучения для регулировки выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования; источник излучения используется для испускания излучения, регулировки выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с управляющей информацией.
Эта система сканирования может регулировать рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны, имеющей меньшую массовую толщину, применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания изобретения и внесены в это описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием используются для пояснения принципов изобретения, но не являются его ограничением. На чертежах:
Фиг.1 представляет собой схематичное представление, показывающее принцип способа сканирования по данному изобретения.
Фиг.2 представляет собой схему последовательности операции варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
Фиг.3 представляет собой схему последовательности операции другого варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
Фиг.4 представляет собой схему последовательности операции другого варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
Фиг.5 представляет собой схему последовательности операции другого варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
Фиг.6 представляет собой схематичное представление определения выборочного значения в способе сканирования по данному изобретению.
Фиг.7 представляет собой схему последовательности операции другого варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
Фиг.8 представляет собой схематичное представление определения прозрачности в способе сканирования по данному изобретению.
Фиг.9 представляет собой схематичное представление определения уровня в способе сканирования по данному изобретению.
Фиг.10 представляет собой схематичное представление варианта осуществления контроллера радиационного сканирования по данному изобретению.
Фиг.11 представляет собой схематичное представление другого варианта осуществления контроллера радиационного сканирования по данному изобретению.
Фиг.12 представляет собой схематичное представление варианта осуществления системы сканирования по данному изобретению.
Фиг.13 представляет собой схематичное представление другого варианта осуществления системы сканирования по данному изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже, техническое решение для данного изобретения будет дополнительно подробно описано со ссылкой на сопроводительные чертежи и варианты осуществления.
В процессе радиационного детектирования различные данные могут быть получены детектором из различных зон подлежащего досмотру объекта вследствие его внутренней неоднородности. Как показано на Фиг.1, подлежащий досмотру объект, который является транспортным средством, показан в верхней части Фиг.1, а данные детектирования соответствующих местоположений показаны в нижней части. Можно видеть по Фиг.1, что излучение малой энергии получено детектором от местоположений на транспортном средстве, имеющих большую массовую толщину; излучение высокой энергии получено детектором от местоположений на транспортном средстве, имеющих меньшую массовую толщину, или пустых зон. На основе вышеуказанных причин более высокая выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов может быть применен для местоположений, имеющих более высокую массовую толщину, а более низкая выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов может быть применен для местоположений, имеющих меньшую массовую толщину.
Фиг.2 является схемой последовательности операции варианта осуществления способа сканирования по этому изобретению.
На этапе 201 данные детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании получают с помощью детектора.
На этапе 202 рабочие условия источника излучения регулируют в соответствии с данными детектирования, полученными детектором. Рабочие условия источника излучения включают в себя выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и уровень выходной энергии пучка электронов. Выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя, или уровень выходной энергии пучка электронов, или оба из них могут быть отрегулированы.
С помощью этого способа рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения могут быть отрегулированы в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны, имеющей меньшую массовую толщину, применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
В варианте осуществления данные детектирования могут быть выборочным значением детектора, рабочие условия источника излучения регулируются согласно выборочному значению; или данные детектирования могут быть информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта, полученной детектором, а рабочие условия источника излучения регулируются согласно информации о прозрачности. Таким образом, рабочие условия источника излучения могут быть определены согласно выборочному значению, полученному детектором, или информации о прозрачности в изображении результата детектирования. Это может способствовать сбору и обработке данных, так что скорость отклика системы может быть увеличена.
В варианте осуществления, если источник излучения является двухэнергетическим устройством, распознавание материала в режиме реального времени может быть выполнено на основании данных детектирования, чтобы получить атомные номера и значения массовой толщины, а рабочие условия источника излучения могут быть отрегулированы на основании этой информации.
Фиг.3 является схемой последовательности операции для другого варианта осуществления способа сканирования по этому изобретению.
На этапе 301 подлежащий досмотру объект перемещается относительно детектора и устройства радиационного излучения. Подлежащий досмотру объект постепенно проходит через зону проецирования пучка электронов в устройстве радиационного излучения.
На этапе 302 детектор получает в режиме реального времени данные детектирования из сканируемой зоны подлежащего досмотру объекта.
На этапе 303 рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения регулируют на основании данных детектирования в режиме реального времени. В варианте осуществления данные детектирования в режиме реального времени являются выборочным значением, в начале процесса сканирования (обычно, в случае воздушной среды или пустого пространства) ускоритель имеет нижнюю мощность дозы излучения или нижний уровень выходной энергии пучка. Когда детектор обнаруживает, что выборочное значение становится больше, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет меньшую массовую толщину, таким образом, выходная мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов могут быть уменьшены. Когда выборочное значение становится меньше, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет более высокую массовую толщину, таким образом, выходная мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов могут быть увеличены. В другом варианте осуществления информация о прозрачности подлежащего досмотру объекта используется в качестве данных детектирования в режиме реального времени, когда детектор обнаруживает увеличение информации о прозрачности, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет меньшую массовую толщину, таким образом, выходная мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов могут быть уменьшены. Когда обнаружено уменьшение информации о прозрачности, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет более высокую массовую толщину, соответственно, выходная мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов могут быть увеличены.
Таким образом, для ускорителя выходная мощность дозы излучения пучка и/или уровень выходной энергии пучка электронов могут быть отрегулированы в режиме реального времени во время процесса сканирования, так что детектирование может быть совершено за одну операцию, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации и снижение уровня дозы облучения окружающей среды, чтобы повысить эффективность детектирования.
Фиг.4 является схемой последовательности операции для другого варианта осуществления способа сканирования по этому изобретению.
На этапе 401 детектирование выполняют с заранее заданной стандартной выходной мощностью дозы излучения пучка ускорителя и уровнем выходной энергии пучка электронов на подлежащем досмотру объекте полностью. Полные данные сканирования подлежащего досмотру объекта получают с помощью детектора.
На этапе 402 полные данные сканирования анализируют, чтобы определить основную зону сканирования подлежащего досмотру объекта. Основная зона сканирования может быть зоной малого проникновения, определенной из полных данных сканирования, или подозреваемой на контрабандный предмет зоной. На этапе 403 выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов увеличивают для повторного детектирования основной зоны сканирования. Конкретную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов можно определить в соответствии с полученными данными сканирования.
Таким образом, основная зона сканирования может быть получена из данных сканирования, и осуществляют детектирование только основной зоны сканирования при использовании более высокой выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или более высокого уровня выходной энергии пучка электронов, чтобы реализовывать удовлетворительные технические показатели визуализации и сниженный уровень дозы облучения окружающей среды. По сравнению с детектированием в режиме реального времени и регулированием этот способ имеет более низкое требование к скорости отклика системы и является более точным, он также позволяет подлежащему досмотру объекту проходить через зону детектирования с более высокой скоростью.
Фиг.5 является схемой последовательности операции следующего варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
На этапе 501 получают выборочное значение подлежащего досмотру объекта с помощью детектора. В случае обнаружения подлежащего досмотру объекта при одинаковых рабочих условиях устройства радиационного излучения информация о выборочных значениях, полученных детектором, показана на Фиг.6. Выборочные значения, зарегистрированные детектором, изменяются в зависимости от массовой толщины подлежащего досмотру объекта на различных участках.
На этапе 502 полученное выборочное значение сравнивают с заранее заданным пороговым выборочным значением. Заранее заданное пороговое выборочное значение может содержать заранее заданное нижнее пороговое выборочное значение и заранее заданное верхнее пороговое выборочное значение. Если выборочное значение ниже заранее заданного нижнего порогового выборочного значения, исполняют этап 503; если выборочное значение выше заранее заданного верхнего порогового выборочного значения, исполняют этап 504.
На этапе 503, поскольку выборочное значение ниже заранее заданного нижнего порогового выборочного значения, считается, что соответствующий участок подлежащего досмотру объекта имеет более высокую массовую толщину, и выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов будет увеличена.
На этапе 504, поскольку выборочное значение выше заранее заданного верхнего порогового выборочного значения, считается, что соответствующий участок подлежащего досмотру объекта, имеет меньшую массовую толщину, и выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов будет уменьшена.
Таким образом, полученное выборочное значение может сравниваться с заранее заданным пороговым значением, чтобы определить, необходимо ли регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, и каким образом регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, что имеет преимущества ясности по логике, краткости по вычислению, низких требований к устройству обработки и легкости для распространения и применения. Между тем, регулирование требуется, только если было достигнуто определенное пороговое значение, так что число раз, в которых выполняют регулирование, может быть снижено, и нагрузка устройства может быть уменьшена.
В варианте осуществления несколько факторов должны учитываться при определении выборочного значения, включая текущую мощность дозы излучения и угловое распределение ускорителя, флуктуацию мощности дозы излучения и различные несогласованности между искрообразованием ускорителя и коэффициентом усиления детектора и т.д. В варианте осуществления может быть выполнено разделение в соответствии с заранее заданной гранулярностью детектирования, и среднее значение нескольких отобранных выборочных значений, полученных детектором вблизи основного пучка, может быть использовано в качестве выборочного значения, или минимальное значение из одноточечных выборочных значений внутри раздела может быть использовано в качестве выборочного значения этого раздела. Этот способ приближенного оценивания имеет простую последовательность операций и не нуждается в коррекции изображения в режиме реального времени, так что скорость обработки может быть повышена, а требования к системе могут быть снижены. В варианте осуществления минимальное значение может быть определено посредством выполнения фильтрации на накопленных данных. Этот способ учитывает влияния на систему и окружающую среду и может повысить точность.
Фиг.7 является схемой последовательности операции другого варианта осуществления способа сканирования по данному изобретению.
На этапе 701 с помощью детектора получают информацию о прозрачности подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании. В случае, если устройство радиационного излучения облучает подлежащий досмотру объект при постоянных рабочих условиях, информация о прозрачности подлежащего досмотру объекта в изображении результата детектирования, сгенерированном из данных, полученных детектором, показана на Фиг.8.
На этапе 702 полученную информацию о прозрачности сравнивают с заранее заданным пороговым значением прозрачности. Заранее заданное пороговое значение прозрачности может содержать заранее заданное нижнее пороговое значение прозрачности и заранее заданное верхнее пороговое значение прозрачности. Если информация о прозрачности ниже заранее заданного нижнего порогового значения прозрачности, исполняют этап 703; если информация о прозрачности выше заранее заданного верхнего порогового значения прозрачности, исполняют этап 704;
На этапе 703, поскольку информация о прозрачности ниже заранее заданного нижнего порогового значения прозрачности, считается, что соответствующее местоположение подлежащего досмотру объекта, имеет более высокую массовую толщину, и выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов будет увеличена.
На этапе 704, поскольку информация о прозрачности выше заранее заданного верхнего порогового значения прозрачности, считается, что соответствующее местоположение подлежащего досмотру объекта, имеет меньшую массовую толщину, и выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов будет уменьшена.
Таким образом, полученную информацию о прозрачности можно сравнивать с заранее заданным пороговым значением, чтобы определить, необходимо ли регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, и как регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, что имеет преимущества ясности по логике, краткости по вычислению, низких требований к устройству обработки и легкости для распространения и применения. Между тем, регулировка требуется, только если было достигнуто определенное пороговое значение, так что число раз, при которых выполняют регулировку, может быть снижено, а нагрузка устройства может уменьшиться.
В варианте осуществления, сначала может быть получена первичная информация о прозрачности зоны детектирования (например, столбец или несколько столбцов), как показано вертикальной линией на Фиг.8, затем первичная информация о прозрачности корректируется в соответствии с локальным изображением и изображением воздушной среды, например, посредством вычитания значения локального изображения, деления на значение изображения воздушной среды или умножения на коэффициент коррекции яркости, чтобы получить информацию о прозрачности подлежащего досмотру объекта. Вследствие различий схемных решений и процессов изготовления различные изображения фона могут быть сгенерированы из естественного радиационного фона и данных шума схемы; между тем, из-за воздействия окружающей среды и яркости могут генерироваться различные изображения воздушной среды и информация о яркости. В варианте осуществления может быть получена статистика информации о прозрачности зоны детектирования (например, столбец или несколько столбцов), и может использоваться среднее значение в качестве информации о прозрачности. Таким образом, с помощью информации о прозрачности подлежащего досмотру объекта, которая была скорректирована на основе влияния среды, состояний устройства и других факторов, можно гарантироваться точность детектирования.
В варианте осуществления идеальные рабочие условия ускорителя могут быть определены на основании данных детектирования и заранее заданного алгоритма. Согласно полученным данным детектирования на основании заранее заданного алгоритма преобразования, такого как линейное соотношение или формула преобразования, могут быть определены идеальная выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы рабочие условия источника излучения могли быть отрегулированы на основании идеальных значений. Таким образом, рабочие условия источника излучения могут быть отрегулированы с более мелкой гранулярностью и более точно, так что точность детектирования может быть дополнительно повышена.
В варианте осуществления ускоритель имеет три уровня выходной мощности доз излучения пучка, как показано на Фиг.9, включая высокую выходную мощность Ph дозы излучения пучка, обычную выходную мощность P0 дозы излучения пучка и низкую выходную мощность Pl дозы излучения пучка. В случае детектирования подлежащего досмотру объекта при P0, если данные детектирования выше верхнего порогового значения Th, выходная мощность дозы излучения пучка выставляется на Pl; если данные детектирования ниже нижнего порогового значения Tl, выходная мощность дозы излучения пучка выставляется на Ph. В ходе сканирования рабочие условия устройства радиационного излучения могут быть отрегулированы несколько раз. Таким образом, выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя может быть отрегулирована посредством простого процесса принятия решений, и требуются только три состояния выходной мощности дозы излучения пучка для удовлетворения требований к ускорителю, так что требования к устройству могут быть снижены, что противоречит распространению и применению.
В варианте осуществления ускоритель имеет множество уровней выходной мощности доз излучения пучка, например, P1, P2,...... Pn(n>3) от низкого до высокого, когда подлежащий досмотру объект детектируют при Px, если данные детектирования выше верхнего порогового значения Th, выходную мощность дозы излучения пучка выставляют на Px-1; если данные детектирования ниже нижнего порогового значения Tl, выходную мощность дозы излучения пучка выставляют на Px+1. Таким образом, посредством установления множества уровней выходной мощностью дозы излучения пучка можно управлять более точно и легко, и возможно достижение оптимального эффекта управления техническими показателями визуализации и снижения уровня дозы облучения окружающей среды.
В варианте осуществления три уровня выходной энергии пучка электронов представлены посредством Ph, P0 и Pl, как показано на Фиг.9, когда подлежащий досмотру объект детектируют при P0, если данные детектирования выше верхнего порогового значения Th, уровень выходной энергии пучка электронов выставляют на Pl; если данные детектирования ниже нижнего порогового значения Tl, уровень выходной энергии пучка электронов выставляют на Ph. Таким образом, уровень выходной энергии пучка электронов ускорителя может быть отрегулирован посредством простого процесса принятия решений, и только три состояния требуются для того, чтобы уровень выходной энергии пучка электронов ускорителя удовлетворял этим требованиям, так что требования к устройству могут быть снижены, что противоречит распространению и применению.
В варианте осуществления ускоритель имеет множество уровней выходной энергии пучка электронов, например, P1, P2,...... Pn (n>3) от низкого к высокому, когда подлежащий досмотру объект детектируют при Px, если данные детектирования выше верхнего порогового значения Th, уровень выходной энергии пучка электронов выставляют на Px-1; если данные детектирования ниже нижнего порогового значения Tl, уровень выходной энергии пучка электронов выставляют на Px+1. Таким образом, посредством установления множества уровней уровнем выходной энергии пучка электронов можно управлять более точно и легко, и возможно достижение оптимального эффекта управления техническими показателями визуализации и снижения уровня дозы облучения окружающей среды.
Фиг.10 иллюстрирует схематичный вид варианта осуществления контроллера радиационного сканирования согласно этому изобретению. Причем, модуль 1001 сбора данных способен получать данные детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора. Модуль 1002 регулирования способен регулировать рабочие условия источника излучения в соответствии с данными детектирования, полученными детектором. Выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя или уровень выходной энергии пучка электронов, или и то, и другое могут быть отрегулированы.
Этот контроллер может регулировать рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны, имеющей меньшую массовую толщину, применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
В варианте осуществления данные детектирования могут быть выборочным значением детектора, рабочие условия источника излучения регулируются согласно этому выборочному значению; или данные детектирования могут быть информацией о прозрачности подлежащего досмотру объекта, полученной посредством детектора, и рабочие условия источника излучения регулируются согласно информации о прозрачности. Этот контроллер может регулировать рабочие условия источника излучения согласно выборочному значению, полученному детектором, или информации о прозрачности изображения результата детектирования. Эти данные могут быть легко получены и могут быть легко обработаны, так что скорость отклика системы может быть повышена.
В варианте осуществления модуль регулирования может получать данные детектирования в режиме реального времени по мере того, как подлежащий досмотру объект перемещается относительно детектора, и регулировать рабочие условия для ускорителя устройства радиационного излучения в режиме реального времени. В другом варианте осуществления выборочное значение используется в качестве данных детектирования в режиме реального времени, если детектор обнаруживает повышенное выборочное значение, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет меньшую массовую толщину, соответственно модуль регулирования уменьшает выходную мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов; если выборочное значение становится больше, это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет более высокую массовую толщину, модуль регулирования увеличивает выходную мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов. В другом варианте осуществления информация о прозрачности подлежащего досмотру объекта используется в качестве данных детектирования в режиме реального времени, в случае информации о повышенной прозрачности это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет меньшую массовую толщину, модуль регулирования уменьшает выходную мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов; в случае информации об уменьшенной прозрачности это указывает, что подлежащий досмотру объект, входящий в зону детектирования, имеет более высокую массовую толщину, модуль регулирования увеличивает выходную мощность дозы излучения пучка или уровень выходной энергии пучка электронов.
Этот контроллер может регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов в режиме реального времени во время процесса сканирования, так что детектирование может быть завершено в одной операции, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации и снижение уровня дозы облучения окружающей среды, так что эффективность детектирования повышается.
В варианте осуществления после полного сканирования модуль регулирования анализирует все данные сканирования, чтобы определить основную зону сканирования подлежащего досмотру объекта, и затем детектирование выполняют снова для основной зоны сканирования. Конкретная выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, регулируемые контроллером, могут быть определены в соответствии с полученными данными сканирования.
Этот контроллер может получать основную зону сканирования на основе данных сканирования, и осуществляется детектирование только основной зоны сканирования с использованием более высокой выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или более высокого уровня выходной энергии пучка электронов, чтобы реализовать удовлетворительные технические показатели визуализации и сниженный уровень дозы облучения окружающей среды. По сравнению с детектированием в режиме реального времени и регулированием имеет место сниженное требование к скорости отклика системы и детектирование является более точным. Это также позволяет подлежащему досмотру объекту проходить через зону детектирования с более высокой скоростью.
В варианте осуществления, как показано на Фиг.11, модуль 1001 сбора данных способен получать данные детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора. Модуль 1102 регулирования содержит блок 1112 сравнения и блок 1122 регулирования излучения. Если данные детектирования являются выборочным значением, блок 1112 сравнения сравнивает выборочное значение с заранее заданным пороговым выборочным значением. Если выборочное значение выше заранее заданного верхнего порогового выборочного значения, блок 1122 регулирования излучения уменьшает выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов; если выборочное значение ниже заранее заданного нижнего порогового выборочного значения, блок 1122 регулирования излучения увеличивает выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов.
Этот контроллер может сравнивать полученное выборочное значение с заранее заданным пороговым значением, чтобы определять, необходимо ли регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов и как регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, что обладает преимуществами ясности по логике, краткости по вычислению, низких требований к устройству обработки и легкости распространения и применения. Между тем, регулирование требуется, только если было достигнуто определенное пороговое значение, так что число раз, когда выполняют регулирование, может быть снижено, а нагрузка устройства может быть уменьшена.
В варианте осуществления, если данными детектирования является информация о прозрачности, то блок 1112 сравнения сравнивает информацию о прозрачности с заранее заданным пороговым значением прозрачности. Если информация о прозрачности выше заранее заданного верхнего порогового значения прозрачности, блок 1122 регулирования излучения уменьшает выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов; если информация о прозрачности ниже заранее заданного нижнего порогового значения прозрачности, блок 1122 регулирования излучения увеличивает выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или уровень выходной энергии пучка электронов.
Этот контроллер может сравнивать полученную информацию о прозрачности с заранее заданным пороговым значением, чтобы определить, необходимо ли регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов и как регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, что обладает преимуществами ясности по логике, краткости по вычислению, низких требований к устройству обработки и легкости распространения и применения. Между тем, регулирование требуется, только если было достигнуто определенное пороговое значение, так что число раз, при котором выполняют регулирование, может быть снижено, а нагрузка устройства может быть уменьшена.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.11, блок 1112 способен определять идеальное рабочее условие ускорителя на основе данных детектирования согласно заранее заданному алгоритму; на основе полученных данных детектирования согласно заранее заданному алгоритму преобразования, такому как линейное соотношение или формула преобразования, могут быть определены идеальная выходная мощность дозы излучения пучка ускорителя или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов. Блок 1122 регулирования излучения регулирует рабочие условия источника излучения согласно идеальным значениям. Этот контроллер может регулировать рабочие условия источника излучения с более мелкой гранулярностью и более точно, так что точность детектирования может быть дополнительно повышена.
Фиг.12 иллюстрирует схематичный вид варианта осуществления системы сканирования согласно этому изобретению. При этом детектор 1201 способен получать данные детектирования и посылать на контроллер. Контроллер 1202 способен определять, необходимо ли регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов и каким образом регулировать выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя/уровень выходной энергии пучка электронов, генерируя управляющую информацию и посылая на источник излучения. Источник излучения 1203 способен облучать подлежащий досмотру объект и регулировать рабочие условия ускорителя в соответствии с управляющей информацией, полученной от контроллера 1202.
Эта система сканирования может регулировать рабочие условия ускорителя устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, зарегистрированными детектором, так что для зоны, имеющей более высокую массовую толщину, применяется более высокая выходная мощность дозы излучения пучка или более высокий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы гарантировать удовлетворительные технические показатели визуализации, для зоны, имеющей меньшую массовую толщину, применяется более низкая выходная мощность дозы излучения пучка или более низкий уровень выходной энергии пучка электронов, чтобы снизить уровень дозы облучения окружающей среды, гарантируя при этом удовлетворительные технические показатели визуализации.
В варианте осуществления, как показано на Фиг.13, источник излучения испускает рентгеновское излучение на подлежащий досмотру объект, рентгеновское излучение проникает в подлежащий досмотру объект и попадает на детектор. Детектор получает данные детектирования и пересылает на контроллер. Контроллер определяет, регулировать ли и каким образом рабочие условия источника излучения, на основании данных детектирования. Если требуется регулировать рабочие условия источника излучения, генерируют управляющую информацию и посылают на источник излучения для регулирования, чтобы управлять ускорителем источника излучения для увеличения или уменьшения его выходной мощности дозы излучения пучка/уровня выходной энергии пучка электронов.
Путем координации между источником излучения, детектором и контроллером рабочие условия источника излучения регулируются в соответствии с массовой толщиной подлежащего досмотру объекта и конкретными ситуациями, так что могут гарантироваться удовлетворительные технические показатели визуализации, при снижении уровня дозы облучения окружающей среды.
Следует отметить что: вышеупомянутые варианты осуществления являются только иллюстрацией технического решения по этому изобретению, но не являются его ограничением. Хотя это изобретение было описано подробно с помощью предпочтительных вариантов осуществления, средние специалисты в данной области техники поймут: варианты осуществления данного изобретения могут быть изменены, или некоторые его технические признаки могут быть заменены эквивалентно, без выхода за рамки идеи технического решения данного изобретения, все из которых попадут в рамки технического решения, как заявлено в данном изобретении.