人体安检设备以及滤波装置的制作方法

本实用新型主要涉及X射线源人体安检领域，尤其涉及一种滤波装置以及一种包括该滤波装置的人体安检设备。此外，本实用新型还可以用于人体医学辐射诊疗领域。

背景技术：

目前利用X射线设备进行人体安检的技术基于不同原理主要分两种：透射成像技术和背散射成像技术。X射线透射成像技术是指利用X射线穿过被检查人体，由计算机分析处理穿过人体之后的X射线信号，形成人体透视图像，这是目前检查人体体内、体表藏匿物品的主要技术手段。X射线背散射技术则是使用微量X射线源扫描被检人，通过接收人体表面散射回的射线信号，获取人体表面及物体的轮廓图像，这一技术能够有效的检测人体随身携带的危险品。

事实上，人体在接受X射线照射时会产生一定的电离辐射损伤，因此不同的放射防护体系下均有一套严格的剂量限值规定。为减少不必要的人体辐射损伤，同时实现人体安检目的，现有的人体X射线安检设备一般均设置多个剂量输出档位，并且是通过调节X光机的电压电流参数等实现几个剂量输出档位之间的调节，在普检或常规安检时采用低剂量、微剂量对人群进行安全检查；对怀疑对象或重点地点、重点时段等非常规情况下，采用较高剂量进行安检，便于安检图像更清晰、辨识更快捷可靠。但是，在实践中，不同剂量档位间的输出剂量差距有限。而且，现有的X射线人体安检设备在执行人体扫描时，一般只对整个人体进行整体扫描或对人体固定躯位进行局部扫描；不易灵活实现人体任意躯位扫描安检，并且在进行局部扫描时也不能对不必要检查或重要器官进行防护以减少辐照损伤。

然而，安检的目的、对象的不同，对人体不同躯段的安检关注度和要求也有所不同，因此，在实践中，如何能够实现人体安检设备根据不同需求及时调整扫描区间以及适合的剂量输出档位，以对人体任意躯段进行安检，同时减少不必要的辐射损伤，是当前业界面临的主要课题之一。

技术实现要素：

基于上述，本实用新型旨在克服或者减轻上述现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

因此，本实用新型的至少一个目的在于提供一种人体安检设备，其能够实现出射的射线束在宽量程的高剂量和超低剂量之间的灵活转换。

本实用新型的另一个目的在于提供一种人体安检设备，其能够在方便地实现对人体任意躯段的安全检查的同时减少不必要的辐射损伤。

本实用新型的又一个目的在于提供一种用于人体安检设备的滤波装置，其能够辅助该人体安检设备实现出射的射线束在宽量程的高剂量和超低剂量之间的灵活转换。

本实用新型的另一个目的在于提供一种用于人体安检设备的滤波装置，其能够辅助该人体安检设备在方便地实现对人体任意躯段的安全检查的同时减少不必要的辐射损伤。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种人体安检设备，包括：射线源，具有射线束出口并且用于出射射线束；以及导束盒，用于对射线源出射的射线束进行导束；该人体安检设备还包括：设置在射线源的射线束出口和导束盒之间的滤波装置，滤波装置包括：

外壳；和

滤波笼，滤波笼设置在外壳内，并且通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片围绕而成；其中，滤波笼能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片中的至少一对能够对来自射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。

在一些实施例中，该人体安检设备还可以包括：一对滤波区域限定杆，一对滤波区域限定杆分别设置在滤波笼的沿其中心轴线相反的两个端部，并且一对滤波区域限定杆被构造成能够沿滤波笼的中心轴线所在的方向移动，以限定两对以上滤波片中的至少一对在一对滤波区域限定杆之间的滤波区域，从而限定射线束的扫描范围。这里，该对滤波区域限定杆的移动例如可以由步进电机驱动。

在一些实施例中，一对滤波区域限定杆的材料和直径可以被设计成足以屏蔽和阻挡由射线源出射的射线束。

在一些实施例中，该人体安检设备还可以包括：输入单元，输入单元被配置成以操纵代表一对滤波区域限定杆的杆标识的方式发送关于移动一对滤波区域限定杆的指令；以及控制单元，控制单元被配置成基于来自输入单元的指令控制一对滤波区域限定杆的移动。在一些进一步实施例中，输入单元还可以进一步被配置成在人体全身光学摄像图上或人体全身安检扫描图上操纵代表一对滤波区域限定杆的杆标识，从而通过杆标识的移动限定被检人体的任意扫描躯段。

在一些实施例中，在滤波笼中，两对以上滤波片的不同材料和/或不同厚度是基于对射线束的不同射线滤波性能而被确定的。

在一些实施例中，在滤波笼中，两对以上滤波片中的至少一对包括围绕滤波笼的中心轴线相对设置的一对滤波片。具体地，例如，两对以上滤波片可以包括三对滤波片，每对滤波片围绕滤波笼的中心轴线相对设置。

在一些实施例中，滤波笼被构造成鼠笼状，并且相邻两个滤波片之间具有空隙。

在一些实施例中，滤波笼的转动由电机驱动。例如滤波笼的转动可以由步进电机驱动。

优选地，上述人体安检设备是透视成像安检设备或背散射成像安检设备。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于人体安检设备的滤波装置，该滤波装置包括：外壳和滤波笼，滤波笼设置在外壳内，并且通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片围绕而成；其中，滤波笼能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片中的至少一对能够对来自人体安检设备射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。

在一些实施例中，两对以上滤波片的不同材料和/或不同厚度是基于对射线束的不同射线滤波性能而被确定的。

在一些实施例中，两对以上滤波片中的至少一对包括围绕滤波笼的中心轴线相对设置的一对滤波片。具体地，例如，两对以上滤波片可以包括三对滤波片，每对滤波片围绕滤波笼的中心轴线相对设置。

在一些实施例中，滤波笼被构造成鼠笼状，并且相邻两个滤波片之间具有空隙。

在一些实施例中，滤波笼的转动由电机驱动。例如滤波笼的转动可以由步进电机驱动。

在一些实施例中，该滤波装置还可以包括一对滤波区域限定杆，一对滤波区域限定杆的材料和直径被设计成足以屏蔽和阻挡由射线源出射的射线束，一对滤波区域限定杆分别设置在滤波笼的沿其中心轴线相反的两个端部，并且一对滤波区域限定杆被构造成能够沿滤波笼的中心轴线所在的方向移动。这里，该对滤波区域限定杆的移动例如可以由步进电机驱动。

本实用新型至少取得了如下技术效果：

本实用新型提供的人体安检设备以及用于人体安检设备的滤波装置，通过采用可转动滤波笼中的由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片，能够实现人体安检设备中出射的射线束在宽量程的高剂量和超低剂量之间的灵活转换。而且，通过在滤波笼的两端设置可移动的一对滤波区域限定杆来限定滤波区域，以限定射线束的扫描范围，从而能够在方便地实现对人体任意躯段的安全检查的同时减少对人体其它躯段不必要的辐射损伤。

本实用新型能够实现的其它发明目的以及可以取得的其它技术效果将在下述的具体实施方式中结合对具体实施例的描述和附图的示意进行阐述。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1是根据本实用新型实施例所述的人体安检设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例所述的人体安检设备的剖面结构示意图；

图3是采用根据本实用新型的一个实施例所述的人体安检设备操作方法在低剂量人体全身安检扫描图上选取待高剂量扫描的任意人体躯段的示意图；

图4是采用根据本实用新型的一个实施例所述的人体安检设备操作方法在人体全身光学摄像图上选取待高剂量扫描的任意人体躯段的示意图；以及

图5是采用根据本实用新型的一个实施例所述的人体安检设备操作方法在已选取的待高剂量扫描的任意人体躯段上执行高剂量躯段扫描操作后获得的人体安检扫描图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型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。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

根据本实用新型总体上的发明构思，提供一种人体安检设备，包括：具有射线束出口并且用于出射射线束的射线源，以及用于对射线源出射的射线束进行导束的导束盒，还包括设置在射线源的射线束出口和导束盒之间的滤波装置；该滤波装置包括：外壳和滤波笼。滤波笼设置在外壳内，并且通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片围绕而成；其中，滤波笼能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片中的至少一对能够对来自射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。还提供一种操作如前的人体安检设备的方法，该方法包括：采用第一扫描模式执行对被检人体的扫描，其中，第一扫描模式是指将两对以上滤波片转动到以将射线束输出剂量调节至低剂量扫描的模式，并且在第一扫描模式下采用人体全身扫描。此外，还提供一种滤波装置，包括：外壳和滤波笼。滤波笼设置在外壳内，并且通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片围绕而成；其中，滤波笼能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片中的至少一对能够对来自射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

参见图1和2，本实用新型提供了一种人体安检设备100，主要包括射线源10，导束盒20以及设置在射线源10的射线束出口11和导束盒20之间的滤波装置30。此外，该人体安检设备还包括准直器、探测器等必要部件，也可以包括例如防辐射板的外围部件，因为本实用新型主要内容并未涉及这些部件，故在本文中不会加以描述，如有需要，可参照申请人之前的专利文献/专利申请文献或业界关于现有人体安检设备的技术内容。根据本实用新型，射线源10可以包括X射线源、γ射线源和中子源等。在图示的实施例中，该人体安检设备是X射线辐射人体安检设备，此时，射线源10为产生X射线的X光机或加速器，用于产生X射线束。导束盒20用于扼制和吸收准直器和/或狭缝仪上的散射射线，减轻设备外壳的辐射防护负担。在图示的实施例中，导束盒20呈扇形或三角形结构。根据本实用新型，滤波装置30用于来自射线源10的射线束出口11的射线束(未图示)进行滤波衰减，从而调节人体安检设备100的射线束输出剂量。在图示的实施例中，射线源10及其射线束出口11、滤波装置30和导束盒20(以及文中未提及的探测器和准直器)构成同一平面，以实现X射线束的出束。此外，本实用新型提供的人体安检设备可以是透视成像安检设备或背散射成像安检设备。

根据本实用新型，如图1和2所示，滤波装置30主要包括外壳31和滤波笼32，滤波笼32设置在外壳31内，并且滤波笼32能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片中的至少一对能够对来自射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。。滤波笼32通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片321围绕而成，并且，两对以上滤波片321中的至少一对包括围绕滤波笼32的中心轴线相对设置的一对滤波片321。在滤波笼32中，两对以上滤波片321的不同材料和/或不同厚度是基于对射线束的不同射线滤波性能而被确定的。也就是说，每对滤波片321的选取均是基于对射线束的不同射线滤波性能而被确定的，例如，一对滤波片321被选取用于将来自射线源10的射线束出口11的射线束进行滤波衰减，以获得高剂量射线束输出；另一对滤波片321被选取用于将来自射线源10的射线束出口11的射线束进行滤波衰减，以获得低剂量射线束输出；而再一对滤波片321被选取用于将来自射线源10的射线束出口11的射线束进行滤波衰减，以获得超低剂量射线束输出，等等。此外，滤波笼32的转动由电机驱动。例如，滤波笼32的转动可以由步进电机驱动。这样，通过转动滤波笼32，以使得滤波笼32中的具体一对滤波片321被采用以对来自射线源10的射线束出口11的射线束进行滤波衰减，从而取得符合需求的人体安检设备的射线束输出剂量档位，例如高剂量射线束输出或超低剂量射线束输出。在图示的实施例中，滤波笼32被构造成鼠笼状，并且相邻两个滤波片321之间具有空隙。两对以上滤波片321包括三对滤波片321，每对滤波片321围绕滤波笼32的中心轴线相对设置。这样，本实用新型提供的人体安检设备，通过设置上述可转动的滤波笼32，使得由不同材料制成和/或具有不同厚度的滤波片321对来自射线源10的射线束出口11的射线束进行不同程度的滤波衰减，从而取得符合需求的人体安检设备的不同射线束输出剂量档位，因而能够实现在相同X光机参数下不同输出剂量档位的输出，并且非常容易地实现出射的射线束在宽量程的高剂量和超低剂量之间的灵活转换。

根据本实用新型，如图1和2所示，人体安检设备100还包括一对滤波区域限定杆33，该对滤波区域限定杆33分别设置在滤波笼32的沿其中心轴线相反的两个端部，并且该对滤波区域限定杆33被构造成能够沿滤波笼32的中心轴线所在的方向移动，以限定两对以上滤波片321中的至少一对在该对滤波区域限定杆33之间的滤波区域，从而限定射线束的扫描范围。该对滤波区域限定杆33的材料和直径被设计成足以屏蔽和阻挡由射线源10出射的大部分射线束，这样，只有通过该对滤波区域限定杆33之间的滤波区域的射线束才能照射到人体，从而实现对人体任意躯段的安全扫描。因此，本实用新型提供的人体安检设备100，通过设置可移动的滤波区域限定杆的方式，方便地实现人体任意躯段的安全检查。

为了实现人体安检设备100的人体安检操作，本实用新型提供的人体安检设备100同时配备相应的操作系统，包括用于执行人体安检操作的各种软件和硬件，例如，处理程序、扫描软件等和微处理器、控制单元等。需要注意的是，在本文中仅描述和介绍与本实用新型主要内容相关的软件和单元，而不会描述其它软件和单元，如有需要，可参照申请人之前的专利文献/专利申请文献或业界关于现有人体安检设备操作系统的技术内容。

根据本实用新型，人体安检设备100还包括输入单元和控制单元。输入单元被配置成以操纵代表该对滤波区域限定杆的杆标识的方式发送关于移动该对滤波区域限定杆的指令；而控制单元被配置成基于来自输入单元的指令控制该对滤波区域限定杆的移动。另外，该对滤波区域限定杆的移动例如可以由步进电机驱动。

如图3和4所示，在人体安检设备100中，输入单元可以被配置成在人体全身安检扫描图S(如图3)上或人体全身光学摄像图P(如图4)上操纵代表一对滤波区域限定杆的杆标识330，从而通过杆标识300的移动限定被检人体的任意扫描躯段。例如，图3显示了利用本实用新型提供的人体安检设备在低剂量人体全身安检扫描图S上选取待高剂量扫描的任意人体躯段的示意图，而图4显示了本实用新型提供的人体安检设备在人体全身光学摄像图P上选取待高剂量扫描的任意人体躯段的示意图。相应地，控制单元被配置成基于来自输入单元的指令控制该对滤波区域限定杆的移动，以限定滤波片在该对滤波区域限定杆之间的滤波区域，从而限定射线束的扫描范围。例如，图5显示了利用本实用新型提供的人体安检设备在已选取的待高剂量扫描的任意人体躯段上执行高剂量躯段扫描操作后获得的人体安检扫描图。

可见，本实用新型提供的人体安检设备，通过将该对滤波区域限定杆的物理位置与设备扫描软件进行关联。在执行人体安检操作时，先对被检人员进行超微剂量全身扫描或定点位置光学摄像，并将低剂量人体全身安检扫描图或人体全身光学摄像图显示在软件界面上，通过点击、拖动软件界面上的代表滤波区域限定杆位置的杆标识，调节电动滤波区域限定杆的实际物理位置，再对被检人员进行扫描检查，即可实现对可疑人员的任意可疑躯段、部位的重点精确扫描检查。从而，灵活地实现对人体任意躯段的扫描安检。

相应地，本实用新型还提供了一种用于操作前述人体安检设备的方法。该方法包括：采用第一扫描模式执行对被检人体的扫描，其中，所述第一扫描模式是指将所述两对以上滤波片转动到以将射线束输出剂量调节至高剂量扫描的模式，并且在所述第一扫描模式下，通过操纵代表所述一对滤波区域限定杆的杆标识的方式限定被检人体的任意扫描躯段。该方法还包括：采用第二扫描模式执行对被检人体的扫描，其中，所述第二扫描模式是指将所述两对以上滤波片转动到以将射线束输出剂量调节至低剂量扫描的模式，并且在所述第二扫描模式下采用人体全身扫描。

因此，本实用新型提供的人体安检设备及其操作方法可以采用如下软件设计流程。

a).在被检人体准备进入扫描通道时，首先依据相关信息，确定需要采用何种射线束输出剂量档位执行安检扫描。

b).基于确定的射线束输出剂量档位，启动控制滤波装置的步进电机，转动滤波笼以选取相应的一对滤波片用于滤波衰减，使来自射线源的射线束通过该对滤波片滤波衰减后的输出剂量达到所需要的输出剂量档位。

c).利用所需要的输出剂量档位对被检人体执行全身普通安检扫描。

d).如果需要对被检人体执行局部躯段执行安检扫描，或者，通过被检人体全身普通扫描检查后，对被检人体局部躯段产生疑虑、图像不够清晰等原因，需要对指定局部躯段进行重扫或加重剂量再扫，在选取相应的滤波片后，可以通过在软件界面上点击、拖动代表滤波区域限定杆的杆标记，移动滤波区域限定杆以限定局部扫描区域，从而实现被检人体任意躯段的局部安检扫描。

e).如需要对被检人体特定躯段的精确部位执行安检扫描，在选取相应的滤波片后，可以在软件界面上以参考普通低剂量被检人体全身安检扫描图或定点位置的人体全身光学摄像照片为基准，点击、拖动代表滤波区域限定杆的杆标记，移动滤波区域限定杆以限定局部扫描区域，从而实现被检人体任意躯段的局部精确安检扫描。

可见，本实用新型提供的人体安检设备及其操作方法，通过在射线源与导束盒结合处设置滤波装置，使射线束可以选择性地通过具有不同滤波性能的滤波片，使得人体安检设备的射线束输出剂量实现大范围的变化，适应了不同情况、地点、时间、人群的安检需求。而且，本实用新型提供的人体安检设备及其操作方法，通过在滤波笼中心两端设置可移动的滤波区域限定杆，并且通过移动滤波区域限定杆的物理位置，可以实现了对被检人体任意躯段的安检扫描。此外，本实用新型提供的人体安检设备及其操作方法，通过将该对滤波区域限定杆的物理位置与设备扫描软件进行关联，在软件界面上显示代表滤波区域限定杆的杆标记，并且通过在软件界面上鼠标点击、拖动杆标记的方式来调节滤波区域限定杆的实际物理位置，以限定局部扫描区域，从而实现灵活、快速、方便调节被检人体任意躯段的安检扫描。而且，前述的滤波区域限定杆移动方式可以在定点位置的光学摄像图或普通低剂量安检扫描图(图像显示在软件界面上)拖动杆标记来调节滤波区域限定杆的实际物理位置，以实现人体任意躯段的局部精确扫描检查。

此外，本实用新型还提供一种用于人体安检设备的滤波装置。如图1和2所示，该滤波装置30包括：外壳31和滤波笼32，滤波笼32设置在外壳31内，并且通过由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片321围绕而成；其中，滤波笼32能够沿其中心轴线转动，以使得两对以上滤波片321中的至少一对能够对来自人体安检设备的射线源的射线束出口的射线束进行滤波衰减，从而调节人体安检设备的射线束输出剂量。两对以上滤波片321的不同材料和/或不同厚度是基于对射线束的不同射线滤波性能而被确定的。两对以上滤波片321中的至少一对包括围绕滤波笼32的中心轴线相对设置的一对滤波片321。例如，两对以上滤波片321可以包括三对滤波片321，每对滤波片321围绕滤波笼32的中心轴线相对设置。滤波笼32被构造成鼠笼状，并且相邻两个滤波片321之间具有空隙。滤波笼32的转动由电机驱动。例如滤波笼的转动可以由步进电机驱动。该滤波装置30还可以包括一对滤波区域限定杆33，该对滤波区域限定杆33的材料和直径被设计成足以屏蔽和阻挡由射线源出射的射线束，该对滤波区域限定杆33分别设置在滤波笼的沿其中心轴线相反的两个端部，并且该对滤波区域限定杆33被构造成能够沿滤波笼的中心轴线所在的方向移动。这里，该对滤波区域限定杆33的移动例如可以由步进电机驱动。关于上述用于人体安检设备的滤波装置的详细描述和说明，可以参见前面关于人体安检设备的描述和说明，在此不再累述。

由上可知，本实用新型提供的人体安检设备及其操作方法以及用于人体安检设备的滤波装置，通过采用可转动滤波笼中的由不同材料制成和/或具有不同厚度的两对以上滤波片，能够实现人体安检设备中出射的射线束在宽量程的高剂量和超低剂量之间的灵活转换。而且，通过在滤波笼的两端设置可移动的一对滤波区域限定杆来限定滤波区域，以限定射线束的扫描范围，从而能够在方便地实现对人体任意躯段的安全检查的同时减少对人体其它躯段不必要的辐射损伤。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。