人体透视复合检查系统的制作方法

本发明总体上涉及人体透视复合检查系统，更具体地涉及采用x射线透射成像技术的人体透视复合检查系统。

背景技术

x射线透视成像技术穿透性好，空间分辨率高，根据x射线穿过不同物质后衰减程度的不同，对被检目标反应灵敏，成像清晰，辩识效果好，在行李物品等安全检查领域中应用广泛。

近年来，恐怖和犯罪行为的花样不断翻新，引起全球安全形势的日益恶化。于是，x射线透视成像技术也被引入到人体安全检查领域，用于对特殊场所的可疑人员进行非接触式全身透视抽查。人体透视检查系统可以全面有效地查验出被检人体内、体表或者衣物内的枪支、炸弹、毒品和首饰等嫌疑物品，适用于监狱、缉毒、边防、海关、机场、公安和矿场等场合的特检。

现有的人体透视检查系统的结构及其使用方法如图8所示。这种人体透视检查系统主要包括相对固定的x射线源1、准直器1a、探测器3、以及供被检人5站立的传动机构6。

为了降低对x射线扇形束的张角的要求，通常将x射线源1布置在距离探测器3有一定横向距离的底部。由x射线源1发射的x射线扇形束在水平方向上直射被检人5的脚底，并且向上沿x射线出射方向形成对人体仰视的角度。

为了降低设备的高度，探测器3总体上呈γ形，上部横向部分用于被检人5的头部的检查。另外，为了降低漏检率，针对被检人5的腹部和隐私部位等更易藏匿违禁品的部位，又增加一套辅助x射线源2、辅助准直器2a和辅助探测器4。x射线源2距离被检人5更近一些，并且x射线的张角更小，透射方向也更为平直，因而可以对特定部位实现更清晰的局部检查。被检人5随着传动机构6做平移运动，以便逐列地完成被检人5的全身或者局部的透视扫描与成像。

上述现有的人体透视检查系统存在如下缺点：

这种人体透视检查系统将两套x射线源布置在两个不同的位置，分别辅以对应的准直器和探测器，从而可以进行人体全身透射扫描，也可以进行人体局部透射扫描。这样固然可以降低漏检率，却也存在部件分散、自身体积和重量较大等不足，并且还会带来整机设备制作复杂、辐射防护难度加大、成本提高和占地增加等问题。

此外，现有的人体透视检查系统通常将一个x射线源布置在设备的底部，该x射线源平视被检人的脚底，仰视被检人的头顶。结果，在x射线源靶点到探测器的垂直距离相同的条件下，与x射线源居中地布置的方式相比，虽然对x射线束张角的要求变小，但x射线束对人体的入射角和需要穿透的人体的厚度增大，导致透视成像的空间分辨率降低。另外，很难发现在被检人的脚部处以特殊角度摆放的违禁品。

技术实现要素：

【技术目的】

为了解决上述技术问题以及后文中提及的其它技术问题而做出了本发明。

【技术方案】

根据本发明的一个方面，提供一种人体透视复合检查系统，所述人体透视复合检查系统包括：单只双扇束x射线源，所述单只双扇束x射线源构造成产生两个彼此独立的x射线扇形束；以及双缝准直器，所述双缝准直器包括两个准直缝，分别用于对所述两个x射线扇形束进行准直，其中，经过准直的两个x射线扇形束分时或同时对被检人进行透视扫描。

可选地，所述两个x射线扇形束中的一个x射线扇形束适于覆盖被检人的全身，另一个x射线扇形束适于覆盖被检人的局部。

可选地，所述两个x射线扇形束都适于覆盖被检人的全身。

可选地，所述两个x射线扇形束都适于覆盖被检人的局部。

优选地，所述单只双扇束x射线源布置在所述人体透视复合检查系统的高度上的中部，以便与站立的被检人的腹部对齐。

优选地，用于对适于覆盖被检人的局部的x射线扇形束进行准直的准直缝的宽度比用于对适于覆盖被检人的全身的x射线扇形束进行准直的准直缝的宽度小。

可选地，所述人体透视复合检查系统包括探测器，用以感测透射穿过被检人的x射线。所述探测器的总体结构呈c形。

优选地，所述探测器包括局部探测器和全身探测器。所述局部探测器的成像分辨率高于所述全身探测器的成像分辨率。适于覆盖被检人的局部的x射线扇形束的能量比适于覆盖被检人的全身的x射线扇形束的能量高。

可选地，所述人体透视复合检查系统包括开放式检查通道或封闭式检查通道。

可选地，所述单只双扇束x射线源采用一只x射线管，所述x射线管包括管体、第一扇束光源和第二扇束光源、以及阳极柄。所述第一扇束光源和第二扇束光源分别设置在所述管体内部的两端部，分别用于发射第一x射线扇形束和第二x射线扇形束。所述阳极柄设置在所述第一扇束光源和第二扇束光源之间，用于为所述第一扇束光源和第二扇束光源提供阳极电位。

可选地，所述第一扇束光源包括：第一阴极，包括第一灯丝，所述第一阴极连接到第一负高压电位及第一灯丝电源；以及第一阳极，所述第一阳极与所述阳极柄相连并且包括第一靶点，所述第一靶点与所述第一灯丝相对。所述第二扇束光源包括：第二阴极，包括第二灯丝，所述第二阴极连接到第二负高压电位及第二灯丝电源；以及第二阳极，所述第二阳极与所述阳极柄相连并且包括第二靶点，所述第二靶点与所述第二灯丝相对。所述第一靶点和第二靶点适于在被激发之后分别产生第一初始x射线扇形束和第二初始x射线扇形束。

所述第一扇束光源还包括第一限角准直器，所述第一限角准直器包括第一限角准直狭缝，以允许所述第一初始x射线扇形束的至少一部分通过，由此生成所述第一初始x射线扇形束。所述第二扇束光源还包括第二限角准直器，所述第二限角准直器包括第二限角准直狭缝，以允许所述第二初始x射线扇形束的至少一部分通过，由此生成所述第二初始x射线扇形束。

优选地，所述第一灯丝、所述第一靶点、所述第二灯丝和所述第二靶点的中心位于同一直线上，所述直线垂直于所述第一初始x射线扇形束和所述第二初始x射线扇形束的扇面。

优选地，所述两个x射线扇形束的张角相同，所述两个x射线扇形束的扇面平行，但所述两个x射线扇形束的能量不同。

【技术效果】

本发明利用在人体透视检查系统的高度上大致居中地布置的单只双扇束x射线源产生两个独立的x射线扇形束，其中一个x射线扇形束覆盖被检人的全身，另一个x射线扇形束覆盖被检人的局部，由此可以分时或同时完成对被检人的全身和局部透视扫描，并且这两种扫描操作互无串扰。

本发明采用了双缝准直器，并且从x射线源头进行初级辐射防护。与常规用法相比，大幅减少了外围辅助和辐射防护装置，成像效果更好。

本发明不仅可以简化系统设计，降低应用难度并且减少成本，还可以大幅缩减x射线源自身和整个设备的占地空间，使得设备的拆装运输更加便捷，有利于满足人体透视检查设备的小型化需求，具有很好的应用前景和经济效益。

此外，本发明能够实现人体双能透视检查，提高图像品质，降低漏检率。

附图说明

为了便于理解本发明，在下文中基于示例性实施例并且结合附图来更详细地描述本发明。在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。应该理解的是，附图仅是示意性的，附图中的构件的尺寸和比例不一定精确。

图1是根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统的总体构造及其使用方法的示意图。

图2是根据本发明的第一实施例的双扇束x射线源的结构的剖视图。

图3是沿着图2中的剖切面a-a截取的准直器的剖视图。

图4是根据本发明的第一实施例的两个x射线扇形束之间的关系的示意图。

图5中的(a)部分是沿着图1中的箭头a所示的方向观察到的根据本发明的第一实施例的准直器的示意图，图5中的(b)部分是沿着图1中的箭头b所示的方向观察到的根据本发明的第一实施例的探测器模块的示意图。

图6中的(a)部分是沿着图1中的箭头a所示的方向观察到的根据本发明的第二实施例的准直器的示意图，图6中的(b)部分是沿着图1中的箭头b所示的方向观察到的根据本发明的第二实施例的探测器模块的示意图。

图7中的(a)部分是沿着图1中的箭头a所示的方向观察到的根据本发明的第三实施例的准直器的示意图，图7中的(b)部分是沿着图1中的箭头b所示的方向观察到的根据本发明的第三实施例的探测器模块的示意图。

图8是现有技术中的人体透视检查系统的总体结构和使用方法的示意图。

具体实施方式

总体而言，根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统利用单只双扇束x射线源产生两个独立的x射线扇形束，其中一个x射线扇形束覆盖被检人的全身，另一个x射线扇形束覆盖被检人的局部，由此可以分时或同时对被检人全身和局部进行透视扫描。另外，通过适当地变换准直器和探测器，还可以实现对人体的双能扫描，具体的情况将在本发明的第二实施例和第三实施例中进行描述。

图1是根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统的总体构造及其使用方法的示意图。

如图1所示，根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统主要包括：单只双扇束x射线源11、双缝准直器12、探测器模块13、传送装置15和电控显示模块16等。传送装置15设置在设备的底部、双缝准直器12与探测器模块13之间，以供被检人14站立。

双扇束x射线源11能够产生两个x射线扇形束，其中一个x射线扇形束适于覆盖被检人14的全身，另一个x射线扇形束适于覆盖被检人14的局部。这两个x射线扇形束在经过双缝准直器12调制后投射到被检人14，穿过被检人14而衰减后的x射线分别被探测器模块13感测到并转化成数字信号。然后，通过传送装置15的平移运动而逐列地完成被检人14的全身和局部透视检查，再通过电控显示模块16与用户交互信息。

根据本实施例，作为核心部件的双扇束x射线源11设置在设备的高度的中间位置，大致位于被检人14的腹部高度处。

图2是根据本发明的第一实施例的双扇束x射线源的结构的剖视图。图3是沿着图2中的剖切面a-a截取的准直器的剖视图。

如图2和图3所示，双扇束x射线源11的内部设置有初级准直器101，由此可以产生两个x射线扇形束，这两个x射线扇形束的张角和能量是相互独立的。

本实施例中的双扇束x射线源11的核心结构如图3所示。具体地说，在单只x射线管上集成有第一扇束光源100和第二扇束光源200。通过对两个扇束光源100、200施加不同的高压电，第一扇束光源100的第一靶点102和第二扇束光源200的第二靶点202产生张角和能量各自独立的x射线。所述x射线分别通过第一准直器101上的第一准直缝103和第二准直器201上的第二准直缝203而被调制成两个扇形束。

图4是根据本发明的第一实施例的两个x射线扇形束之间的关系的示意图。如图4所示，双扇束x射线源11的两个靶点102、202和两个灯丝的中心四点一线(即，同轴)。由第一扇束光源100和第二扇束光源200产生的两个x射线束所在扇面彼此平行，并且两个靶点102和202的连线垂直于上述扇面。

第一扇束光源100产生用于透射全身的x射线扇形束，该x射线扇形束张角较大，因而能够覆盖从被检人14的头顶到脚底的范围；第二扇束光源200产生用于透射被检人14的局部的x射线扇形束，该x射线扇形束张角较小，仅能覆盖被检人14的腹部及隐私部位，如图4和图1所示。

在本实施例中，第二准直器201的结构与第一准直器101的结构相似，二者之间的区别主要在于准直而成的两个扇形束的张角不同。构成第一准直器101和第二准直器201的材料优选地是钨或钨合金，其它金属材料优选地是紫铜或铜合金，这样，从x射线源头就完成了辐射防护，从而减轻了整个设备的辐射防护压力。

图5中的(a)部分是沿着图1中的箭头a所示的方向观察到的根据本发明的第一实施例的双缝准直器12的示意图，图5中的(b)部分是沿着图1中的箭头b所示的方向观察到的根据本发明的第一实施例的探测器模块的示意图。

如图5中的(a)部分所示，双缝准直器12开设有全身准直缝12a和局部准直缝12b，用以分别将上述两个x射线扇形束调制为张角较大的一个x射线扇形束(宽束)和张角较小的一个x射线扇形束(窄束)。上述两个x射线扇形束透射穿过被检人14，衰减后的x射线分别被全身探测器13a和局部探测器13b感测到并且转换为数字信号。被检人14站立在传送装置15的载人滑板15a上，并且借助滚珠丝杠和电机驱动装置15b沿着滑轨15c做平移运动，以便逐列地完成对被检人14的全身透视扫描，并且通过电控显示模块16生成人体透视图像。

这样，全身准直缝12a和局部准直缝12b将经过第一准直器101和第二准直器201准直的两个x射线扇形束进一步约束为满足宽度要求的x射线扇形束。在这两个准直缝12a、12b之间以及四周设置辐射防护材料，以避免所形成的x射线扇形束相互干扰。

如图1以及图5中的(b)部分所示，全身探测器13a的构造总体上呈c形，全身探测器13a的上端接收被检人14的头部的信息，全身探测器13a的下端接收被检人14的脚部信息。这样，既可以有效地降低设备的高度，又可以兼顾被检人14的脚部检查。另外，局部探测器13b的构造总体上呈i形。全身探测器13a和局部探测器13b优选地是线阵探测器，二者根据前述两个x射线扇形窄束的几何特性保持相应的距离并且并排地布置。

进一步地，局部探测器13b的成像分辨率高于全身探测器13a，并且局部准直缝12b的宽度小于全身准直缝12a的宽度(参见图5中的(a)部分)，以减小伪影面积。这样，局部透视x射线束可以具有较高的能量密度，以便提高系统成像的空间分辨率。

进一步地，双扇束x射线源11布置在设备的高度的大致中间位置，使得第一靶点102沿着水平方向与被检人14的头部和脚部的夹角近似相等。这样，x射线穿过人体的厚度和投射到全身探测器13a上的有效面积均相差不大，有利于提高图像分辨率，并且减少被检人14的头部和脚部的图像的失真。

在本实施例中，将由第二靶点202发射的x射线扇形束用作进行局部检测的x射线扇形束。因此，与由第一靶点102发射的x射线扇形束相比，由第二靶点202发射的x射线扇形束张角更小，成像效果更好。

进一步地，可以使用一个双扇束x射线源11来代替两个常规x射线源。结果，设备的体积和重量都大幅减少，使用更为便捷，检测系统的设计和应用变得更加简单。

另外，如前文所述，由于根据本实施例的人体透视复合检查系统在双扇束x射线源11的内部已经利用第一准直器101和第二准直器201进行了初级准直和辐射防护，以便尽量减少x射线的泄漏，所以简化了系统辐射防护设计，更好地保证了操作人员、被检人员和公众的安全。

进一步地，用于透射被检人的全身的x射线源采用相对较低的电压(该电压的绝对值仍然足够高，以便激发出x射线)，由此可以减少人体吸收剂量；同时，用于透射被检人的局部的x射线源采用相对较高的电压，并且配备较窄的准直缝(例如准直缝12b)，由此能够提升成像效果。这可以通过同一个高压电路分时输出不同的高压参数来实现，也可以通过采用两个不同的高压电路来实现，但这两个高压电路仍然集成在同一个模块内。

另外，全身透视检查和局部透视检查可以同时进行，也可以根据需要而分别独立地进行。特别地，上述高压电路的高压参数是可调的，以便根据现场的需求来灵活地进行调节。

进一步地，如图1所示，电控显示模块16包括：电气模块16a、数据采集模块16b、服务器16c、对外接口16d和客户终端16e。具体地说，服务器16c用于对检测信号进行数据分析和处理并且成像，通过有线接口或者无线传输(例如wifi)等传输方式实时地传送给客户终端16e。然后，既可以使用两个显示器来分别显示被检人的全身图像和局部图像，也可以在同一个显示器上同时显示被检人的全身图像和局部图像两者。这样，能够直观且准确地查看出违禁品的形状及其藏匿的位置。

进一步地，载人滑板15a上设置有扶手，以供被检人14抓握，从而消除了平移运动带来的跌倒等安全隐患。

特别地，滚珠丝杠及电机驱动装置15b可以往复运动。这样，当被检人14完成一次检查后，载人滑板15a能够及时地返回到起始位置以便准备执行下一次检查操作。特别地，也可以采用皮带传送或者其它的传动方式。

进一步地，可以通过对两个常规x射线管分别外加前端准直器来实现/获得双扇束x射线源11。

进一步地，本发明的人体透视复合检查系统采用模块化设计，主要分为x射线源模块、探测器模块、传送模块和电控显示模块。这样，结构精巧，占地小，并且更有利于拆装运输和安调维修。

进一步地，本发明的人体透视复合检查系统采用开放式通道，被检人14只需站稳扶好扶手，而无需脱衣脱鞋，就可以快速地完成体内以及体表的非接触式查验。使用便捷，安全可靠。应该理解的是，本发明的人体透视复合检查系统也可以采用封闭式通道或者其它样式，不受有无机壳、背板或者顶盖等辅助装置的限制。

前述人体透视复合检查系统对于被检人14的全身和局部的扫描各自采用单一能量的x射线，虽然它对于原子序数较高的金属类违禁品有较好的凸显效果，但对于与人体组组织的原子序数相差不大的毒品、炸药之类有机物仅从图像灰度和轮廓方面进行辨识有时效果不够明显。如果能对全身或局部采用双能x射线进行透射扫描，则对有机物、无机物和混合物的区分更为清晰，图像的颜色更丰富、层次感更强，更易于辨识出嫌疑物，大大降低漏检率。

为此，本发明的第二实施例提供了一种全身双能透视复合检查系统。

具体地说，根据本发明的第二实施例的全身双能透视复合检查系统总体上与根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统的构造相同，不同之处在于将图2中的第二准直器201替换为第一准直器101，并且将图5所示双缝准直器12和探测器模块13分别替换为图6所示的全身双能准直器12′和全身双能探测器模块13′。

如图6所示，全身双能准直器12′包括高能准直缝12a′和低能准直缝12b′，二者的尺寸(例如长度和宽度)与图5所示的全身准直缝12a的尺寸相同，也就是都能满足覆盖被检人14的全身的要求。此外，全身双能探测器模块13′包括高能探测器13a′和低能探测器13b′。高能探测器13a′和低能探测器13b′的尺寸及参数均和全身探测器13a的尺寸及参数相同。

双扇束x射线源11通过采用同一个高压电路分时施加不同的高压参数，或者通过采用两个不同参数的高压电路，能够发射出两个扇面平行、张角相同并且覆盖被检人14的全身的两个x射线扇形束，其中一个x射线扇形束是高能x射线扇形束，另一个x射线扇形束是低能x射线扇形束。这样，能够实现全身双能透视扫描。

另外，本发明的第三实施例提供了一种局部双能透视复合检查系统。

具体地说，根据本发明的第三实施例的局部双能透视复合检查系统总体上与根据本发明的第一实施例的人体透视复合检查系统的构造相同，不同之处在于将图2中的第一准直器101替换为第二准直器201，并且将图5所示的双缝准直器12和探测器模块13分别替换为图7所示的局部双能准直器12″和局部双能探测器模块13″。

如图7所示，局部双能准直器12″包括高能准直缝12a″和低能准直缝12b″，二者的尺寸(例如长度和宽度)与图5所示的局部准直缝12b的尺寸相同，也就是仅供满足覆盖被检人14的腹部的要求。此外，局部双能探测器模块13″包括高能探测器13a″和低能探测器13b″。高能探测器13a″和低能探测器13b″的尺寸及参数均和局部探测器13b的尺寸及参数相同。

双扇束x射线源11通过采用同一个高压电路分时施加不同的高压参数，或者通过采用两个不同参数的高压电路，能够发射出两个扇面平行、张角相同并且覆盖被检人14的腹部的两个x射线扇形束，其中一个x射线扇形束是高能x射线扇形束，另一个x射线扇形束是低能x射线扇形束。这样，能够实现局部双能透视扫描。

以上参考具体的实施例对本发明的技术目的、技术方案和技术效果进行了详细的说明。应该理解的是，上述实施例仅是示例性的，而不是限制性的。在本发明的精神和原则之内，本领域的技术人员做出的任何修改、等同替换、改进等均被包含在本发明的保护范围之内。