WO2011035624A1 - 用于物体安全检查的辐射检查设备及其检查方法 - Google Patents

用于物体安全检查的辐射检查设备及其检查方法 Download PDF

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WO2011035624A1
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radiation
detector
inspection
collimator
ray generator
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李荐民
刘以农
王学武
赵自然
张岚
易裕民
陈明
张晋昱
王永明
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Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
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Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
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    • G01V5/222—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays measuring scattered radiation
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/06—Diaphragms
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/316—Accessories, mechanical or electrical features collimators

Definitions

  • the present invention relates to radiation imaging detection technology, and more particularly to a micro-dose radiation inspection apparatus for object safety inspection, which ensures that all penetration is performed throughout the imaging process. Check pedestrians
  • Metal detectors for human examination which are currently widely used, can only detect the presence of metal, and it is not possible to determine its position and shape on the human body.
  • dangerous goods such as plastic bombs and weapons, although they can be inspected and detected to some extent by various types of electronic noses, it seems that they can't do anything about plastic weapons and tightly packed bombs.
  • dangerous goods can only be inspected and identified by manual touch.
  • this type of human security screening method is not only inefficient, but also causes great inconvenience and slight criticism to all participants.
  • IMS ion mobility spectrometry
  • X-ray radiation imaging can better meet all of the above requirements.
  • the basic principle of X-ray radiation imaging technology is: X-rays emitted by X-ray source penetrate the inspected pedestrians, the absorption rate of X-rays by different substances is inconsistent, and the unabsorbed X-rays are collected by the detector and converted into strong Weakly different electrical signals, which are collected and processed, can be converted into digital signals for image display.
  • the solution is that the X-rays emitted from the ray source, such as an X-ray machine, pass through the human body, and the X-rays collimated by the collimator on the detector form an effective detection area of the detector. Thereby, the X-rays emitted from the source are illuminated to the effective detection area of the detector.
  • the ray source such as an X-ray machine
  • the X-ray portion can be collected and processed, while the X-ray portion that is not illuminated on the detector cannot be effectively detected.
  • One of the inventions 1; 1 is to provide a micro-dose radiation inspection apparatus for object safety inspection, which achieves the lowest possible single-inspection absorption dose under the premise of meeting the inspection requirements. Micro-dose checks to improve public radiation safety.
  • the object of the present invention is to provide a micro-dose radiation inspection apparatus for object security detection in which a xenon source and a detector are operated in synchronization, thereby improving the quality of radiation imaging.
  • Still another object of the present invention is to provide a micro-dose radiation inspection apparatus for object security inspection, wherein the invention adopts an electrical synchronization mode, and a split structure is adopted at both ends of the radiation generator and the detector, so that field recovery can be quickly realized. Installation increases the ease of use and scope of use of the device.
  • An apricot device comprising: a ray generator for emitting radiation; a collimator for aligning rays emitted by the ray generator; and a collimating ray for receiving collimation by the collimator a detector, wherein: the radiation area formed by the collimated ray on the detector is enveloped by the detection area of the detector.
  • the ray generator, the collimator and the detector are spaced apart by a predetermined distance in a horizontal direction; the radiation inspection apparatus further includes a driving device, the driving device is configured to drive the ray generator, The collimator and the detector are vertically raised and lowered simultaneously.
  • the driving device includes: a first driving unit, configured to drive the ray generator, and a vertical lifting of the collimator; and a second driving unit, configured to drive the detector to vertically move up, the first and the The two driving units realize synchronous vertical lifting of the ray generator, the collimator and the detector through a synchronization mechanism.
  • the first driving unit includes a first motor, a first transmission mechanism connected to the first motor, wherein the ray generator and the collimator are fixed to the first transmission mechanism; and the second driving unit includes a second a second transmission mechanism connected to the second motor, wherein the detector is coupled to the second transmission mechanism;
  • the synchronizing mechanism comprises: a phase coupled to one of the first and second motors And a phase follower coupled to the other of the first and second motors, wherein the phase relationship between the phase meter and the phase follower is adjusted to implement the first and second driving units Peer movement.
  • the first transmission mechanism includes a first lead screw coupled to the first motor, a first nut threadedly engaged with the first lead screw, and a first guide for guiding the first nut
  • a second guide mechanism includes a second lead screw coupled to the second motor, a second nut threadedly engaged with the second lead screw, and a second guide rail for guiding the second nut; The lead of the first and second lead screws is the same.
  • the detector when the ray generator, collimator, and detector are vertically raised and lowered by a predetermined height, the detector is triggered to acquire radiation for imaging.
  • the exit pupil of the ray generator, the collimating slit of the collimator, and the receiving window of the detector are always in the same plane during the vertical lifting process.
  • the above is formed with a predetermined angle of inclination between the horizontal plane and the horizontal plane.
  • the radiation inspection apparatus further includes an inspection channel for the pedestrian to enter and exit the radiation inspection device, the inspection channel being disposed along the horizontal direction H is between the ray generator, the collimator and the detector.
  • the bottom of the inspection passage is provided with a tilting table on which the pedestrian is inspected to stand.
  • the detector is a gas detector, and the thickness of the receiving detection region in the vertical direction is 3 mm.
  • a method of performing a security inspection of a human body using a radiation inspection apparatus wherein the radiation inspection apparatus includes a radiation generator for emitting radiation; a straight collimator; and a detector for receiving radiation, the method comprising: (a) driving the ray generator to generate a radiant ray; (b) driving the detector pair through a collimator Detecting directly through the transmitted ray after the pedestrian being inspected; and (c) processing the signal detected by the detector to obtain a radiation imaging unit for inspection, wherein the transmitted ray is formed on the detector The radiant area is enveloped by the effective detection area of the detector.
  • the method further comprises the steps of: (d) driving the ray generator, the collimator and the detector to synchronize vertical lifting with a driving device; and (e) performing step (d) In the process, steps (a) - (c) are repeatedly performed to obtain a plurality of consecutive radiation imaging units.
  • the steps (a) - (c) are repeatedly performed to obtain a plurality of consecutive spokes.
  • the radiation inspection apparatus or the inspected pedestrian is adjusted such that the radiation is incident on the inspected pedestrian in a direction other than the height of the inspected human body.
  • the non-normal incidence mode may include the steps of: providing a tilting table, the tilting table being at a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and being inspected by the pedestrian standing on the tilting table.
  • the non-normal incidence manner may include the steps of: adjusting the radiation inspection device such that the exit pupil of the ray generator, the collimating slit of the collimator, and the receiving window of the detector It is always in the same level, and a predetermined inclination angle is formed between the plane and the horizontal plane.
  • the non-specific aspects of the present invention have at least the following advantages and benefits: In the radiation inspection apparatus and inspection method provided by the wood invention, unlike the effective detection area of the radiation area envelope detector formed by the X-ray on the detector in the prior art, the radiation after the inspection of the pedestrian body is penetrated. The radiant area formed on the detector encloses an effective detection area of the detector. In other words, the rays that arrive at the face of the examinee are effectively collected and used for imaging, in addition to scattering, to achieve micro-dose examination.
  • the radiation source and the detector are operated in synchronization, and the inspected person does not move, thereby eliminating the possibility of artifacts in the captured image and improving the quality of the radiation imaging.
  • FIG. 1 is a view of a specific embodiment of the present invention. Schematic diagram of a microdose radiation inspection device for human safety inspection;
  • FIG. 2 is a forward schematic view of the structural relationship between the X-ray generator, the collimator and the detector in the micro-dose radiation inspection apparatus of Fig. 1.
  • a radiation inspection apparatus 100 for human body safety inspection includes: a radiation generator 6 for emitting radiation, such as X-rays; a collimator 8 for collimating the ray; and a detector 10 for receiving collimated rays collimated by the collimator, wherein: the radiant area A formed by the collimated ray on the detector 10 is The effective detection area B of the detector 10 is enveloped. In other words, the size of the radiation area A formed by the collimated ray on the detector 10 is smaller than or equal to that of the detector 10.
  • the ray generator 6 is not limited to the X-ray generator, but may be other ray sources. For example, an isotope generator or a gamma ray generator.
  • the detector 10 can employ a detector, a semiconductor detector, and a thermal detector; the gas detector can be, for example, an inert gas ionization chamber.
  • the effective detection area of the envelope detector 10 is formed by the radiation area formed on the detector 10 by the rays after the pedestrian body 9 is inspected! ⁇ .
  • the rays that reach the surface of the examinee are collected and used for imaging, in addition to scattering, thereby improving the effective utilization efficiency of the radiation, and thus the micro-dose inspection can be achieved.
  • the size of the effective detection area B of the flaw detector 10 of the present invention is greater than or equal to the size of the radiation area A formed by the collimated radiation on the detector 10.
  • the present invention employs a gas detector, such as an inert gas ionization chamber. More specifically, referring to Fig. 2, the detector is a gas detector in which the thickness of the receiving detection region in the vertical direction is 3 mm.
  • the absorbed dose of the single inspection as low as possible is realized, and the micro-dose inspection is realized to improve the public radiation safety.
  • the ray generator 6, the collimator 8 and the detector 10 are spaced apart by a predetermined distance in the horizontal direction.
  • the radiation inspection apparatus further includes an inspection channel 20 for a pedestrian to enter and exit the radiation inspection apparatus, the inspection channel being disposed in the radiation generator 6 along the horizontal direction, Between the collimator 8 and the detector 10.
  • the radiation generator 6 and the collimator 8 are fixedly coupled to each other by the X-ray shielding case 7.
  • the present invention is not limited thereto, and the radiation generator 6 and the collimator 8 may be directly combined into a single structure, and the X-ray shielding case 7 is omitted.
  • the radiation detecting apparatus 100 further includes a driving device, and the driving device flJ drives the radiation generator 6, the collimator 8 and the detector 10 to vertically move up and down.
  • the driving device includes: a first driving unit for driving the ray generator 6 and the collimator 8 to vertically move up; and a second driving unit for driving the detector 10 to vertically move up, the 1.
  • the second driving unit realizes synchronous vertical lifting of the ray generator 6, the collimator 8 and the detector 10 by a synchronization mechanism.
  • the radiation generator 6 and the detector 10 of the radiation inspection device 100 are always in synchronized motion, which can be synchronized by mechanically rigid connections or electrically synchronized. For example, the same two sets of leads and nuts are driven by the same motor for mechanically synchronized operation.
  • the first driving unit includes a first motor 1, a first transmission mechanism connected to the first motor 1, wherein the radiation generator 6, the collimator 8 is fixed to
  • the second drive unit includes a second motor 15 and a second transmission mechanism connected to the second motor 15 , wherein the detector 10 is fixed to the second transmission mechanism.
  • the synchronizing mechanism includes: a phase meter 2 coupled to the first motor 1; and a phase following meter 14 coupled to the second motor 15 wherein the phase meter 2 and the phase following meter 14 are adjusted Phase relationship between the second drive unit Synchronous movement.
  • the above-described phase meter 2 and phase following meter 14 are not limited thereto, for example, the phase meter 2 may be coupled to the second motor 15 and the phase following meter 14 may be coupled to the first building 1.
  • the radiation source 6 and the detector 10 are to be operated synchronously, and the inspected person does not move, thereby eliminating the prior art monk movement, the radiation source and the detector not moving.
  • the possibility of artifacts in the image acquired by the method improves the quality of the radiation imaging.
  • the first transmission mechanism includes a first lead screw 5 coupled to the first motor 1 and a first nut 4 threadedly engaged with the first lead screw; a first guide rail 3 for guiding the nut 4;
  • the second transmission mechanism includes a second lead screw 1 1 coupled to the second motor 15 and threadedly engaged with the second lead screw 1 1 a second nut 1 2 ; and a second guide rail 13 for guiding the second nut 12, wherein the first and second lead screws 5, 1 1 have the same lead.
  • the ray generator 6 and the detector 10 are required to operate along the guiding device.
  • the guide means are the guide rails 3 and 13, but the present invention is not limited thereto, and may be an optical axis or other means penetrating the nut 4 or 12.
  • Each end has a set of motors 1, 15 5, screw 5, 1 1 and nuts 4, 12 driven by a transmission mechanism, the first motor 1 and the second motor 15 through the phase feedback to achieve synchronous rotation, preferably, After decelerating, respectively, the first screw rod 5 and the second screw rod 1 are driven to rotate. Since the reduction ratio of the end of the ray generator 6 and the end of the detector 10 are the same, the lead of the lead screw is also the same, so that the ray generator 6 end and the detector 10 achieve the same movement. In other words, the present example belongs to electrical synchronization.
  • the detector 10 is triggered to acquire a signal for imaging.
  • the signal fed back by the phase meter 2 and/or the phase follower 14 can be used to control the detection mode of the detector by controlling the equal motion distance or the equal rotation angle of the motors 1, 15 , and the control mode can eliminate the motion. Image distortion caused by changes in speed or angular velocity.
  • the control method of collecting the letter by the contour height triggering detector can be adopted.
  • the ray generator 6 and the detector 10 of the present invention are transported in the same direction as the 3 ⁇ 4 straight direction. Moving, and in the full scanning area, the equal height triggering mode is adopted, and the longitudinal distortion of the scanned image caused by the acceleration and deceleration of the scanning motion mechanism is eliminated.
  • the beam exit of the ray generator 6, the collimating slit of the collimator 8, and the receiving window of the detector 10 are always in the same plane during the vertical lifting process. And on.
  • the X-rays emitted from the ray generator 6 are incident on the human body in a direction perpendicular to the standing direction of the inspected pedestrian.
  • the present invention is not limited to this, and the X-rays may be incident in a non-vertical manner to accommodate scanning requirements of different parts of the human body, such as the feet. Accordingly, in one embodiment, a predetermined angle of inclination may be formed between the plane and the horizontal plane.
  • the non-normal incidence of radiation can also be achieved by the following form. Specifically, referring to Fig. 1, a tilting table 17 is provided at the bottom of the inspection passage 20, and a pedestrian is inspected to stand on the inclined table 17. Thus, the X-rays emitted from the ray generator 6 can be incident on a part or all of the human body in a direction other than the standing direction of the inspected pedestrian.
  • the method for performing safety inspection on a human body by using a radiation inspection device will be described below with reference to FIG. 1 - 2:
  • a method for safely inspecting a human body using a radiation inspection apparatus 100 including a radiation generator 6 for emitting radiation; a collimator 8 for collimating; and a detector 10 for receiving radiation, the method comprising the steps of: (a) driving the ray generator 6 to generate radiation rays; (b) driving the detector 10 Detecting by collimator 8 collimation and transmitted rays passing through the inspected pedestrian 9; and (c) acquiring and processing signals detected by the detector 10 to obtain a radiation imaging unit for inspection, wherein Transmission envelope.
  • the ray generator, the collimator, and the detector are synchronously vertically lifted by a driving device; and in the above vertical lifting process, steps (a) - (c) are repeatedly performed to obtain a plurality of Continuous radiation imaging unit.
  • the above specific operation process is as follows: X-rays emitted by the X-ray generator 6 are collimated After the device 8 is turned into a fan-shaped flat ⁇ ⁇ , all of the receivers 9 are passed through the receiving window 1-1 of the detector 10.
  • the detector uses a gas detector in which an inert gas is filled between the high voltage 3 ⁇ 4 pole and the collecting electrode, and when the X-ray enters the receiving window, the inert gas can be ionized, and the high voltage electrode inside the detector collects the ionized charge, and generates X and X.
  • the Hi signal corresponding to the ray intensity which is periodically or equally highly acquired, and further converted into a digital signal, can generate a line of scan lines that can be used for display, that is, a radiation imaging unit for inspection.
  • a line of scan lines that can be used for display, that is, a radiation imaging unit for inspection.
  • the structure and operation of the driving device for driving the ray generator 6, the collimator 8 and the detector 10 in synchronization with the vertical lifting are as follows:
  • the first screw rod 5 is rotated by the first motor 1, and the first nut 4 moves up and down along the first rail 3 to drive the X-ray generator 6, the X-ray shielding box 7, and the surface 8 to move up and down.
  • the second The lead screw 1 1 is rotated by the second motor 15 , and the second nut 12 moves up and down along the second guide rail 13 to drive the detector 10 to perform the lifting movement.
  • the rotational angle signal of the second motor 15 is fed back to the phase counter 2 of the first motor 1 through the phase follower 14 in real time, thereby achieving synchronous rotation of the first motor and the second motor.
  • the steps (a) - (c) are repeatedly performed to obtain a plurality of consecutive radiation imaging units. Thereby, a scanned image of the object to be inspected is obtained.
  • the non-normal incidence mode may include the steps of: providing an inclined table 17, the inclined table 17 being at a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and the inspected pedestrian 9 standing on the inclined table.
  • the non-normal incidence mode may include the steps of: adjusting the radiation inspection device 100 to make a beam exit of the radiation generator 6, a collimating slit of the collimator 8, and the The receiving window 1:1 of the detector 10 is always on the same plane, and a predetermined inclination angle is formed between the plane and the horizontal plane.
  • the vertical direction and the horizontal direction of the present invention are merely illustrative.
  • the synchronous movement of the ray generator and the detector of the above-described roll inspection apparatus 100 ⁇ may be either a straight motion or a horizontal movement or a swing.
  • the application object of the present invention is not limited thereto, and for example, it may be an animal or other object.

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Description

用于物体安全检査的辐射检查设备及其检查方法 技术领域 本发明涉及辐射成像检测技术， 特别涉及一种物体安全检查的微 剂量辐射检查设备， 其确保在整个成像过程中， 所有穿透被检査行人
背景技术 近年来，国际恐怖主义与刑事犯罪活动的日益猖獗对现代安防设备 提出了更高的要求， 迫切需要检査范围包括人体体表和体内， 且检査 类型包括金属和非金属的安检设备。
目前广泛使用的用于人体检查的金属探测器只能发现金属的存 在， 还无法确定其在人体上的位置及形状。 对塑胶炸弹和武器等此类 危险品， 虽然可以通过各种类型的电子鼻进行一定程度的检查和探测， 似是其对那些塑胶武器和包装严密的炸弹也都无能为力。 相应地， 对 此类危险品-- ·般最终只能通过人工触摸的方法进行检查和识别。 但是， 此种人体安检方法不仅效率低， 而且给所有参与的人都带来很大的不 方便和轻微的不尊重。
近年来， 随着离子迁移谱（IMS )技术的发展， 对行人携带的毒品、 爆炸物等可疑微粒进行检测成为可能。 例如， 采用 IMS门式行人检査 技术可以一定程度上对行人随身携带的危险品和毒品进行检查和探 测。 但是， 上述传统方法仍然无法检査人体体内携带的危险品和毒品。
前只有辐射成像， 例如 X射线辐射成像一种技术手段可以较好 地满足上述全部要求。 X 射线辐射成像技术的基本原理是： X射线源 发射的 X射线穿透被检查行人时，不同物质对 X射线的吸收率不一致， 未被吸收的 X射线被探测器采集后， 会转换成强弱不同的电信号， 对 该电信号进行采集和处理， 可以转换成数字信号用于图像显示。
在传统的 X射线辐射成像人体安全检査系统屮， 有一部分技术解 决方案是从射线源例如 X光机发出的 X射线穿过人体后， 其经过准直 器准直后的 X射线在探测器上形成的辐射区域包络探测器的有效探测 区域。 由此， 从射线源发出的 X射线照射到探测器的有效探测区域的
X射线部分可以被采集处理， 而未照射在探测器上的 X射线部分则不 能被有效检测。
由于 X射线的相当一部分不能被有效地检测， 因此实际检测人体 时， 当需要获得相同精度或清晰度的成像结果时， 需加大单次检査的 吸收剂量， 这显然会损害公众辐射安全性。 另一方面， 如果降低单次 检¾的吸收剂量， 则不可避免地降低所获得的辐射成像的精度或清晰
Jji。
另外， 在现有的 X射线辐射成像人体安全检测过程屮， 现今基本 上都是人运动， 而射线发生器和探测器静止不动。 在受检者运动的情 况下， 采集到的图像可能出现伪影， 会严重影响包括清晰度在内的图 像质量。 发明内容 鉴于此， 本发明的目的旨在解决现有技术中存在的 - 1 -.述问题和缺 陷的至少一个方面。
木发明的 1;1的之一在于提供一种用于物体安全检査的微剂量辐射 检査设备， 其在满足检査要求的前提下， 实现尽可能低的单次检査吸 收剂量， 实现了微剂量检查， 以提高公众辐射安全性。
本发明的!^ 目的在于提供一种用于物体安全检 ¾的微剂量辐射 检査设备， 其屮射线源与探测器要同步运行， 由此可以提高辐射成像 的质量。
本发明的还一目的在于提供一种用于物体安全检查的微剂量辐射 检查设备， 其中本发明采用电同步方式， 同时射线发生器和探测器两 端采用分体结构， 可快速地实现现场恢复安装， 增加了设备的使用便 利性和适用范围。
根据本发明的 个方面， 其提供 种用于物体安全检査的辐射检 杏设备， 包括： 用于发出射线的射线发生器； 用子对射线发^器发出 的射线进行准 :的准直器； 以及用于接收经过所述准直器准直后的准 直射线的探测器， 其中： 所述准直射线在探测器上形成的辐射区域由 探测器的冇效探测区域包络。
在 种实施方式中， 所述射线发生器、 准直器与探测器在水平方 向上间隔预定距离； 所述辐射检査设备还包括驱动装置， 所述驱动装 置用于驱动所述射线发生器、 准直器和探测器同步垂直升降。
具体地， 所述驱动装置包括： 第一驱动单元， 用于驱动所述射线 发生器、 准直器垂直升降； 第二驱动单元， 用于驱动所述探测器垂直 升降， 所述第一、 第二驱动单元通过同步机构实现所述射线发生器、 准直器和探测器同步垂直升降。
进一步地， 第一驱动单元包括第一电机、 与第一电机相连的第一 传动机构， 其中所述射线发生器、 准直器固定到所述第一传动机构上； 第二驱动单元包括第二电机、 与第二电机相连的第二传动机构， 其中 所述探测器同定到所述第二传动机构上； 所述同歩机构包括： 与第- -、 第二电机中的一个相耦合的相位计； 和与第一、 第二电机中的另一个 相耦合的相位跟随计， 其中通过调整所述相位计和所述相位跟随计之 间的相位关系， 以实现第一、 第二驱动单元的同歩运动。
在一种具体实施方式中， 所述第一传动机构包括与第一电机相联 结的第一丝杠、 与第一丝杠螺纹配合的第一螺母； 以及用于对第一螺 母进行导向的第一导向轨； 所述第二传动机构包括与第二电机相联结 的第二丝杠、 与第二丝杠螺纹配合的第二螺母； 以及用于对第二螺母 进行导向的第二导向轨； 其屮所述第-一、 第二丝杠的导程相同。
在一种优选方式中， 当所述射线发生器、 准直器和探测器每同步 垂直升降预定高度时， 所述探测器被触发以采集射线进行成像。
具体地， 所述射线发生器的出朿口、 所述准直器的准直缝和所述 探测器的接收窗口在垂直升降过程中始终处于同 平面上。 在一种实 施方式屮， 上述平而与水平面之间形成有预定的倾斜角度。
在一种具体实施方式中， 所述辐射检査设备还包括供行人进入和 退出所述辐射检查设备的检查通道， 所述检査通道沿所述水平方向设 H在所述射线发生器、 准直器与探测器之间。 可替代地， 所述检査通 道的底部设置有倾斜台， 被检査行人站立于所述倾斜台上。
优选地， 所述探测器为气体探测器， 所述气体探测器中接收探测 区域沿竖直方向的厚度为 3mm。
根据本发明的另 -方面， 其提供一种利用辐射检査设备对人体进 行安全检査的方法， 其中所述辐射检杳设备包括用 Γ·发出射线的射线 发生器； 用于对射线进行准直的准直器； 以及用于接收射线的探测器， 所述方法包括歩骤： （a) 驱动所述射线发生器以产生辐射射线； （b ) 驱动所述探测器对经过准直器准直和经过被检查行人后的透射射线进 行探测； 以及 （c ) 对所述探测器探测到的信号进行处理以获得辐射成 像单元来进行检査， 其中所述透射射线在所述探测器上形成的辐射区 域由探测器的有效探测区域包络。
在一种具体实施方式中， 所述方法还包括步骤： （d )利用驱动装 置驱动所述射线发生器、 准直器和探测器同步垂直升降； 以及 （e ) 在 执行歩骤 （d ) 的过程中， 重复执行步骤 （a) - ( c ) 以获得多个连续的 辐射成像单元。
优选地， 驱动所述射线发生器、 准直器和探测器同步垂直每次升 降相等的预定高度时， 重复执行歩骤 （a) - ( c ) 以获得多个连续的辐
' ^一种具体实施方式中， 调节辐射检查设备或被检查行人以使所 述射线以非垂直于所述被检查人体的身高方向入射到被检査行人上。
具体地， 所述非垂直入射方式可包括步骤： 设置有倾斜台， 所述 倾斜台相对于水平方向成预定角度， 被检査行人站立于所述倾斜台上。
可替代地， 所述非垂直入射方式可包括步骤： 调节所述辐射检查 设备， 以使所述射线发生器的出朿口、 所述准直器的准直缝和所述探 测器的接收窗口始终处于同一平而上， 其屮所述平面与水平面之间形 成有预定的倾斜角度。 本发明中― K述技术方案屮的不特定 个方面至少具有下述优点和 有益效果： 在木发明提供的辐射检杳设备和检査方法中， 与现冇技术中 X射 线在探测器上形成的辐射区域包络探测器的有效探测区域不同， 穿透 被检査行人人体之后的射线在探测器上形成的辐射区域包络探测器的 有效探测区域。 换言之， 到达受检人衮面的射线， 除散射外， 都被有 效采集并用于成像， 实现了微剂量检査的 的。
这样， 与现有技术相比， 其在满足检查要求的前提下， 实现尽可 能低的单次检査吸收剂量， 实现/微剂量检查， 以提高公众辐射安全 性。
另外， 在本发明屮的实施方式屮， 射线源与探测器要同步运行， 被检查人不运动， 由此可以消除采集到的图像出现伪影的可能性， 提 高辐射成像的质量。
进 - 歩地， 本发明的射线发生器和探测器沿竖直方向同步运动， 并且在全扫描区域内， 采用等高度触发方式， 消除了扫描运动机构加、 此外， 在本发明中的用于物休安全检査的微剂量辐射检査设备中， 其 ¾j 电同歩方式， 同时射线发生器和探测器两端采用分体结构， 可 快速地实现现场恢复安装， 增加了设备的使用便利性和适用范围。 附图说明 下面参照附图对根据本发明实施方式的用于人体安全检査的微剂 量辐射检査设备和检杳方法进行说明， 其屮： 图 1 是根据本发明的具体实施方式的用于人体安全检査的微剂量 辐射检查设备的示意图； 以及
2是图 1中的微剂量辐射检査设备中的 X射线发生器、 准直器 和探测器之间的结构关系的前向示意图。
1一第一电机； 2—相位计； 3—第一导轨； 4一第一螺母； 5—第一 丝杆； 6— X 射线发生器； 7— X 射线屏蔽盒； 8—准直器； 9—被检査 行人； 10—探测器； 1 1一第二丝杆； 12—第二螺母； 1 3—第二导轨； 14一相位跟随计； 1 5—第二电机； 1 6—相位反馈线 具体实施方式
下面通过实施例， 并结合附图， 对本发明的技术方案作进一步具 体的说明。 在说明书中， 相同或相似的附图标号指示相同或相似的部 件。 下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明 构思进行解释， 而不应当理解为对本发明的一种限制。
参见图 1 -2，根据本发明的具体实施例的用于人体安全检查的辐射检 査设备 100， 包括： 用于发出射线， 例如 X射线的射线发生器 6; 用于对 射线发生器发出的射线进行准直的准直器 8 ; 以及用于接收经过所述准直 器准直后的准直射线的探测器 10， 其中： 所述准直射线在探测器 10上形 成的辐射区域 A由探测器 10的有效探测区域 B包络。 换言之， 所述准直 射线在探测器 1 0上形成的辐射区域 A的尺寸小于或者等于探测器 10的 在上述实施方式中， 射线发生器 6不仅限于 X射线发生器， 还可以 是其它射线源， 例如同位素发生器或 γ射线发生器。 探测器 10可以采用 测器、半导体探测器和热 光探测器； 气体探 ^¾器例如可以是惰性气体 电离室。
如图 2所示， 在本发明的上述实施方式中， 由于穿透被检査行人人 体 9之后的射线在探测器 10上形成的辐射区域 Α包络探测器 10的有效 探测区域！^。 换^之， 到达受检人表面的射线， 除散射外， 都被冇效采集 并用于成像， 从而提高了射线的有效利用效率， 进而可以实现微剂量检 査的 1」1的。
与现有技术不同， 本发明屮探测器 10的有效探测区域 B的尺寸 大于或者等于所述准直射线在探测器 10上形成的辐射区域 A的尺寸。 山此，需要增加探测器 1 0尺寸，当采用相同的探测器像素单元精度时， 则需要增加探测器像素单元的数目， 从而显著地辐射检查设备的成本。 rfu如果保持探测器像素单元的数 I 不变， 则需要降低探测器像素单元 的检测精度， 从而导致阁像质量的降低。 考虑到上述方面， 在一种优 选方式屮， 本发明采用气体探测器， 例如惰性气体电离室。 更具体地， 参见图 2， 所述探测器为气体探测器， 所述气体探测器中接收探测区域 沿竖直方向的厚度为 3mm。
这样， 与现有技术相比， 其在满足检査要求的前提下， 实现尽可 能低的单次检査的吸收剂量， 实现了微剂量检査， 以提高公众辐射安 全性。
如图 1所示， 所述射线发生器 6、 准直器 8与探测器 10在水平方 向上间隔预定距离。 在一种实施例中， 所述辐射检查设备还包括供行 人进入和退出所述辐射检査设备的检査通道 20， 所述检査通道沿所述 水平方向设置在所述射线发生器 6、 准直器 8与探测器 10之间。 在图 1所示的实施例屮， 射线发 ^器 6和准直器 8通过 X射线屏蔽盒 7固 定连接成一体结构。 但是， 本发明并不仅限于此， 射线发生器 6和准 直器 8也可以直接结合成一体结构， 而省略 X射线屏蔽盒 7。
参见图 1， 所述辐射检 S设备 100还包括驱动装置， 所述驱动装置 flJ于驱动所述射线发生器 6、 准直器 8和探测器 10同步垂直升降。 具 体地，所述驱动装置包括：第一驱动单元，用于驱动所述射线发生器 6、 准直器 8垂直升降；第二驱动单元，用于驱动所述探测器 10垂直升降， 所述第一、第二驱动单元通过同步机构实现所述射线发生器 6、准直器 8和探测器 10同步垂直升降。 在扫描过程中， 辐射检査设备 100的射 线发生器 6和探测器 10始终保持同步运动， 该同步可以通过机械刚性 连接同步， 也可以电气同步。 例如， 通过同一电机驱动相同的两组丝 杠和螺母以实现机械同步运行。
在本发明的 -种实施实施例中， 参见图 1， 第一驱动单元包括第一 电机 1、 与第 电机 1相连的第一传动机构， 其中所述射线发生器 6、 准直器 8固定到所述第一传动机构上；第二驱动单元包括第二电机 1 5、 与第二电机 1 5相连的第二传动机构， 其屮所述探测器 10固定到所述 第二传动机构上。所述同歩机构包括：与第- ·电机 1相耦合的相位计 2 ; 和与第二电机 1 5相耦合的相位跟随计 14， 其中通过调整所述相位计 2 和所述相位跟随计 14之间的相位关系， 以实现第 , 第二驱动单元的 同步运动。 然， 上述相位计 2和相位跟随计 14不仅限于此， 例如相 位计 2可以耦合到第二电机 1 5上， 而相位跟随计 14可以耦合到第一 幢 1上。
在本发明屮的」::述技术方案中，射线源 6与探测器 1 0要同步运行， 被检査人不运动， 由此可以消除现有技术屮人运动、 射线源与探测器 不运动方式采集到的图像出现伪影的可能性， 提高辐射成像的质量。
参见图 1， 在一种具体实施方式中， 所述第一传动机构包括与第 一电机 1相联结的第一丝杠 5、 与第一丝杠螺纹配合的第一螺母 4； 以 及川于对第 - .螺母 4进行导向的第一导向轨 3； ¾ 方而， 所述第二传 动机构包括与第二电机 1 5相联结的第二丝杠 1 1、 与第二丝杠 1 1螺纹 配合的第二螺母 1 2 ; 以及用于对第二螺母 12 进行导向的第二导向轨 1 3 , 其中所述第一、 第二丝杠 5、 1 1 的导程相同。 为保证运行的同步 性， 需要射线发生器 6、 探测器 10沿导向装置运行。 在上述实施例中， 导向装置为导向轨 3和 13， 但本发明并不仅限于此， 也可以为贯穿所 述螺母 4或 12的光轴或其他装置。 端各有一套电机 1、 1 5、 丝杆 5、 1 1和螺母 4、 12组成的传动机构进行 驱动，第一电机 1和第二电机 1 5通过相位反馈实现同步转动，优选地， 其可分別经过减速后， 分别驱动第- ·丝杆 5和第二丝杆 1 1转动。 由于 射线发生器 6端和探测器 10端减速比相同， 丝杆的导程也相同， 因此 射线发生器 6端和探测器 1 0实现了同歩运动， 换言之， 本实例属于电 气同步。
在一种优选方式中， 当所述射线发生器 6、 准直器 8和探测器 10 每次同歩垂直升降预定高度时， 所述探测器 10被触发以采集信号进行 成像。 具体地说， 可以利用相位计 2和 /或相位跟随计 14反馈的信号， 通过控制电机 1、 1 5 的等运动距离或等转动角度触发探测器采集信号 的控制方式， 此控制方式可以消除运动速度或角速度变化造成的图像 失真。 具体到本实例， 由于其采用了垂直升降扫描方式， 因此可采用 等高皮触发探测器采集信 的控制方式。
进一步地， 本发明的射线发生器 6和探测器 1 0沿¾直方向同歩运 动， 并且在全扫描区域内， 采用等高度触发方式， 消除了扫描运动机 构加、 减速造成的扫描图像纵向失真。
具体地， 参见图 1 和图 2， 所述射线发生器 6的出束口、 所述准 直器 8的准直缝和所述探测器 10的接收窗口在垂直升降过程中始终处 于同 -平而上。 通过采用上述方案， 从射线发生器 6发出的 X射线以 垂直于被检査行人的站立方向入射到人体上。 但本发明并不仅限于此， X 射线可以采用非垂直方式入射方式， 以适应人体不同部位， 例如脚 部等的扫描要求。 相应地， 在一种实施方式中， 上述平面与水平面之 间可形成有预定的倾斜角度。
作为一种替代方式， 也可以通过下述形式实现射线的非垂直入射 方式。具体地， 参见图 1， 在所述检査通道 20的底部设置有倾斜台 17， 被检查行人站立于所述倾斜台 1 7上。 这样， 可以使从射线发生器 6发 出的 X射线以非垂直于被检杳行人的站立方向入射到人体的部分或全 部上。 下面结合附图 1 -2对利用辐射检查设备对人体进行安全检查的方 法进行说明：
如图 1 -2所示， 根据木发明的利用辐射检査设备 100对人体进行 安全检杳的方法屮， 其中所述辐射检查设备 100包括用于发出射线的 射线发生器 6 ; 用于对射线进行准直的准直器 8 ; 以及用于接收射线的 探测器 10， 所述方法包括步骤： （a ) 驱动所述射线发生器 6以产生辐 射射线； （b ) 驱动所述探测器 10对经过准直器 8准直和经过被检查 行人 9后的透射射线进行探测； 以及 （c ) 对所述探测器 10探测到的 信号进行采集和处理以获得辐射成像单元来进行检查， 其中所述透射 包络。
在一种具体实施方式中， 利用驱动装置驱动所述射线发生器、 准 直器和探测器同步垂直升降； 以及在上述垂直升降过程中， 重复执行 步骤 （a) - ( c ) 以获得多个连续的辐射成像单元。
上述具体操作过程如下： X射线发生器 6发出的 X射线经过准直 器 8后变成扇形平 ΐίΐΓ , 穿过被检 行人 9后全部进入探测器 1 0的接 收窗 1-1。 例如， 探测器采用气体探测器， 其中的高压 ¾极和收集电极 之间充填惰性气体， 当 X射线进入接收窗口后， 能够电离惰性气体， 探测器内部的高压电极收集电离电荷后， 产生与 X射线强度对应的 Hi 信号， 周期性或等高度地采集该电信号， 并进一步转换成数字信号， 就可以生成一行可用于显示的扫描线， 即辐射成像单元以进行检査。 在同步垂直升降的过程中重复上述过程， 则可以获得若干行扫描线， 从而生成一幅扫描图像， 即多个连续的辐射成像单元。
如图 1所 ， 用子驱动所述射线发生器 6、 准直器 8和探测器 10 同步垂直升降的驱动装置的结构和操作如下：
第一丝杆 5 由第一电机 1带动转动， 第一螺母 4沿第 ·导轨 3升 降运动， 带动 X射线发生器 6、 X射线屏蔽盒 7、 准麵 8进行升降运 动， 同理， 第二丝杆 1 1 由第二电机 1 5带动转动， 第二螺母 12沿第二 导轨 13升降运动， 带动探测器 10进行升降运动。 第二电机 15的转动 角度信兮通过相位跟随器 14实时反馈给第一电机 1的相位计器 2， 从 而实现第 电机和第二电机的同步转动。 从而， 实现 X射线发生器 6、 X射线屏蔽盒 7、 准直器 8和探测器 10的同步升降运动。
优选地， 驱动所述射线发生器 6、 准直器 8和探测器 10同步垂直 每次升降相等的预定高度时， 重复执行步骤 （a ) - ( c ) 以获得多个连 续的辐射成像单元， 从而获得冇关被检查对象的一幅扫描图像。
如上述所述， 可以通过调节辐射检査设备 100或被检査行人 9以 使所述射线以非垂直于所述被检査人体 9 的身高方向入射到被检査行 人上。 具体地， 如图 1， 所述非垂直入射方式可包括步骤： 设置有倾斜 台 17， 所述倾斜台 1 7相对于水平方向成预定角度， 被检查行人 9站立 于所述倾斜台上。 可替代地， 所述非垂直入射方式可包括步骤： 调节 所述辐射检杳设备 1 00 , 以使所述射线发生器 6的出束口、所述准直器 8的准直缝和所述探测器 10的接收窗 1:1始终处于同一平面上， 其屮所 述平面与水平面之间形成有预定的倾斜角度。
S然本发明中结合附图 1 -2示出的竖直方向和水平方向对本发明 的丄作原理进行了说明， 但是本发明屮竖直方向和水平方向仅仅是示 例性的， 不应当作为 限制。 上述辊射检査设备 100 屮的射线发^ 器和探测器的同步运动既可以是雄直运动， 也可以是水平移动或者摆 动等形式。
虽然在上述实施方式中以人体作为实施例进行了说明， 但显然本 发明的应用对象不仅限于此， 例如其还可以是动物或者其它物体。
然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术 人员将理解， 在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下， 可对这些 实施例做出改变， 本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims

权 利 要 求
1 . 一种用于物体安全检査的辐射检査设备， 包括：
W于发出射线的射线发生器；
用于对射线发生器发出的射线进行准直的准直器； 以及
用于接收经过所述准直器准直后的准直射线的探测器， 其屮： 所述准直射线在探测器上形成的辐射区域由探测器的有效探测区 域包络。
2. 根据权利要求 1所述的用于物体安全检査的辐射检査设备， 其 特征在于：
所述射线发生器、 准直器与探测器在水平方向上间隔预定距离； 所述辐射检查设备还包括驱动装置， 所述驱动装置用于驱动所述 射线发生器、 准直器和探测器同步垂 升降。
3. 根据权利要求 2所述的用于物体安全检査的辐射检査设备， 其 特征在于所述驱动装置包括：
第一驱动单元， 用于驱动所述射线发生器、 准直器垂直升降； 第二驱动单元， 用于驱动所述探测器垂直升降，
所述第一、 第二驱动单元通过同步机构实现所述射线发生器、 准 直器和探测器同步垂直升降。
4. 根据权利要求 3所述的用于物体安全检査的辐射检査设备， 其 特征在于：
第一驱动 元包括第一电机、 与第一电机相连的第一传动机构， 其中所述射线发生器、 准直器固定到所述第一传动机构上；
第二驱动单元包括第二电机、 与第二电机相连的第二传动机构， 其中所述探测器固定到所述第二传动机构上；
所述同步机构包括： 与第-一、 第二电机中的一个相耦合的相位计; 和与第一、 第二电 D L中的另一个相耦合的相位跟随计， 其中通过调整 所述相位计和所述相位跟随计之间的相位关系， 以实现第一、 第二驱 动单元的同步运动。
5. 根据权利耍求 4所述的用于物体安全检査的辐射检查设备， n 所述第一传动机构包括与第一电机相联结的第 ·丝杠、 与第一丝 杠螺纹配合的第一螺母； 以及用于对第一螺母进行导向的第一导向轨； 所述第二传动机构包括与第二电机相联结的第二丝杠、 与第二丝 杠螺纹配合的第二螺母； 以及用于对第二螺母进行导向的第二导向轨； 其中所述第 ·、 第二丝杠的导程相同。
6. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于物体安全检査的辐射检查设 当所述射线发生器、准直器和探测器每同步垂直升降预定高度时， 所述探测器被触发以釆集射线进行成像。
7.根据权利要求 2所述的用于物体安全检査的辐射检査设备， 其 特征在于：
所述射线发^器的出束口、 所述准直器的准直缝和所述探测器的 接收窗口在垂直升降过程中始终处于同一平面上。
8. 根据权利要求 7所述的用于物体安全检査的辐射检查设备， 其 特征在于：
所述平面与水平面之间形成有预定的倾斜角度。
9. 根据权利要求 1 -5 中任何一项所述的用于物体安全检査的辐 射检査设备， 其特征在于还包括：
供行人进入和退出所述辐射检查设备的检查通道， 所述检査通道 沿所述水平方向设置在所述射线发生器、 准直器与探测器之间。
1 0. 根据权利要求 9所述的用于物体安全检查的辐射检查设备， 所述检 S通道的底部设置有倾斜台， 被检査行人站立于所述倾斜 厶、
Γ-Ί —！ -。
1 1 . 根据权利要求 1 -5 中任何一项所述的用于物体安全检査的辐 射检查设备， 其特征在于：
所述探测器为气体探测器， 所述气体探测器中接收探测区域沿竖 直方向的厚度为 3mm。
12. 一种利用辐射检査设备对人体进行安全检查的方法， 其中所 述辐射检査设备包括用于发出射线的射线发^器； ffl于对射线进行准 直的准直器； 以及用于接收射线的探测器， 所述方法包括步骤：
( a) 驱动所述射线发生器以产生辐射射线；
( b )驱动所述探测器对经过准直器准直和经过被检杳行人后的透 射射线进行探测； 以及
( c )对所述探测器探测到的信号进行处理以获得辐射成像单元来 进行检查，
其中所述透射射线在所述探测器上形成的辐射区域由探测器的有 效探测区域包络。
13. 根据权利要求 12所述的利用辐射检 S设备对人体进行安全检 杳的方法， 其特征在于还包括步骤：
( d )利用驱动装置驱动所述射线发生器、准直器和探测器同步垂 直升降； 以及
( e ) 在执行步骤 （d ) 的过程中， 重复执行歩骤 （a) - ( c ) 以获 得多个连续的辐射成像单元。
14. 根据权利要求 13所述的利用辐射检查设备对人体进行安全检 査的方法， 其特征在于：
驱动所述射线发生器、 准直器和探测器同步垂直升降， 每次升降 相等的预定高度时， 重复执行步骤 （a) - ( c ) 以获得多个连续的辐射 成像单元。
15. 根据权利要求 13或 14所述的利用辐射检查设备对人体进行 安全检查的方法， 其特征在于还包括步骤：
( f)调节辐射检査设备或被检査行人以使所述射线以非垂直于所 述被检査人体的身高方向入射到被检査行人上。
16. 根据权利要求 15所述的利用辐射检查设各对人体进行安全检 査的方法， 其特征在于所述步骤 （f) 包括：
设置有倾斜台， 所述倾斜台相对于水平方向成预定免度， 被检査 行人站立于所述倾斜台上。
17. 根据权利要求 15所述的利用辐射检査设备对人体进行安全检 査的方法， 其特征在于所述步骤 （f) 包括： 调节所述辐射检査设备， 以使所述射线发生器的出束口、 所述准 直器的准直缝和所述探测器的接收窗口始终处于同 ·平面上， 其中所 述平面与水平面之间形成有预定的倾斜角度。
1 8. 根据权利要求 12- 14和 16- 17中任何一项所述的利用辐射检査 设备对人体进行安全检査的方法， 其特征在于：
所述探须 IJ器为气体探测器， 所述气体探测器中接收探湖 IJ区域沿竖
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