專利名稱：具有控制輻射源的部件的用于安全和醫(yī)療掃描器的掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描系統(tǒng)。它在用于貨物的掃描系統(tǒng)中有具體的應(yīng)用，但也可以在用 于諸如安全和醫(yī)療掃描器之類的其他應(yīng)用的掃描器中使用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)貨物檢查系統(tǒng)包括利用X射線或伽瑪射線通過受檢查的物體輻射到傳感器 陣列的輻射源，所述傳感器陣列可以為弧形或被配置為“L”行陣列。對于技術(shù)人員來說，其 他形式的傳感器陣列將是明顯的。這樣的系統(tǒng)經(jīng)常使用線性加速器來產(chǎn)生X射線、或使用諸如137Cs或6tlCo之類的輻 射源來產(chǎn)生伽瑪射線。典型地利用2MV至9MV的波束能量來操作線性加速器，其中2MV波束是通過如下 方法生成的波束向靶發(fā)射2MeV電子束，產(chǎn)生高至最大值2MeV、但具有典型的峰值能量的 1/3的寬譜的X射線能量。該高能X射線波束可以穿透諸如滿載的集裝箱或完整的卡車之 類的大型物體。在具有較低輻射穿透需求的低成本設(shè)施中經(jīng)常使用放射源。例如，它們可用于審 查小轎車或較小的空運(yùn)貨物類的集裝箱。137Cs提供處于662keV的能量(大約等效于2MV 線性加速器源)的伽瑪射線，而6°Co產(chǎn)生處于大約1. 2MeV的能量(大約等效于4MV線性加 速器源)的伽瑪射線。先前，經(jīng)常使用低頻S波段微波能量源來制造線性加速器。在線性加速器中所使 用的波導(dǎo)限定完成的輻射源的整體尺寸。因此，這樣的源典型地龐大而且沉重，這是因?yàn)楸?須在整個(gè)加速結(jié)構(gòu)周圍安裝厚的輻射屏蔽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部 件，其被布置為檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射，并且改 變輻射的能量、或輻射的脈沖的頻率、或輻射的脈沖的持續(xù)時(shí)間。所述輻射源可以包括加速器，其被布置為向靶加速粒子以生成輻射。所述控制部 件可以被布置為通過改變加速粒子的能量來改變輻射的能量(例如平均能量或能量分布 (profile))。所述控制部件可以被布置為以預(yù)定樣式(pattern)改變輻射的能量。例如所述控 制部件可以被布置為處理來自所述檢測部件的、由處于不同能量的輻射生成的信號，并且 分析由不同的輻射能量產(chǎn)生的信號之間的關(guān)系，從而分析所述物體。所述控制部件可以被布置為定義檢驗(yàn)條件、處理來自所述檢測部件的信號以確定 它們是否滿足所述檢驗(yàn)條件、并且取決于所述信號是否滿足所述檢驗(yàn)條件來改變輻射的能 量。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種掃描系統(tǒng)，其包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體； 檢測部件，其被布置為檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的 脈沖、定義檢驗(yàn)條件、處理來自所述檢測部件的信號以確定它們是否滿足所述檢驗(yàn)條件、以 及取決于所述信號是否滿足所述檢驗(yàn)條件來改變所述脈沖。所述控制部件可以被布置為改變脈沖的頻率或能量。 所述處理部件可以被布置為產(chǎn)生處于第一能量和/或第一頻率的輻射脈沖以分 析由每個(gè)脈沖產(chǎn)生的信號，并且如果不滿足所述檢驗(yàn)條件則產(chǎn)生具有第二更高的能量和/ 或頻率的至少一個(gè)脈沖。所述檢驗(yàn)條件可以被布置為僅在充足的輻射到達(dá)所述檢測部件的情況下被滿足， 所述充足的輻射例如為至少預(yù)定量的輻射。所述控制部件可以被布置為使用所述檢驗(yàn)條件來從來自一組脈沖的信號預(yù)測后 繼脈沖的所需能量和/或頻率，并且相應(yīng)地選擇后繼的一個(gè)或多個(gè)脈沖的能量和/或頻率。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種掃描系統(tǒng)，其包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體； 檢測部件，其被布置為檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的 脈沖，并且改變所述脈沖的頻率。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括感測部件，其被布置為感測所述物體的移動，并且所述控制 部件可以被布置為響應(yīng)于所述物體的速度的變化而改變所述脈沖的頻率。所述控制部件可 以被布置為與物體的速度成正比地改變所述脈沖的頻率。然后，如果每個(gè)脈沖被布置為對 物體的層進(jìn)行成像或掃描，所述層將沿物體均勻隔開。所述檢測部件可以包括傳感器，其被布置為響應(yīng)于對輻射的檢測而產(chǎn)生傳感器 信號；以及獲取部件，其被布置為從所述傳感器信號產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號，其中所述獲取部件具有 可調(diào)節(jié)的靈敏度，所述靈敏度可以被調(diào)節(jié)以適應(yīng)由不同能量的脈沖生成的信號。所述獲取部件可以鏈接到所述輻射源，并且被布置為響應(yīng)于來自所述源的輻射脈 沖的能量的改變而調(diào)節(jié)其靈敏度。所述獲取部件可以包括積分器，其具有可以被改變以改 變所述靈敏度的電容。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種掃描系統(tǒng)，其包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體； 檢測部件，其被布置為檢測輻射，其中所述檢測部件包括被布置為響應(yīng)于對輻射的檢測而 產(chǎn)生檢測器信號的檢測器、和包括積分器并且被布置為從所述檢測器信號產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號的 獲取部件；控制部件，其被布置為控制所述源和所述獲取部件以改變所述積分器在其上對 所述檢測器信號進(jìn)行積分的脈沖數(shù)目，以由此改變系統(tǒng)的靈敏度。所述控制部件可以被布置為通過改變所述脈沖的頻率、或通過改變所述積分器在 其上對所述檢測器信號進(jìn)行積分的時(shí)間來改變所述脈沖數(shù)目。本發(fā)明部分針對用于對從小集裝箱到大型卡車的貨物物品進(jìn)行成像的小型成像 源的使用。放射源自然地是小型的，因此，如果輻射屏蔽(shield)必須位于輻射源的周 圍，則放射源具有最小的可能的重量。但是，不能打開和關(guān)閉輻射源，故需要手動擋板 (shutter)以用于這一目的。這樣的擋板可能被卡住，從而造成潛在的安全危險(xiǎn)。此外，這 樣的源的運(yùn)輸可能是有問題的，尤其是跨國境的運(yùn)輸。線性加速器是便利但復(fù)雜的輻射源，這是因?yàn)榭梢院唵蔚厥褂秒娮硬考泶蜷_和關(guān)閉它們。在電源斷開時(shí)，根本不能發(fā)射輻射。運(yùn)輸變得更簡單，并且它們在本質(zhì)上操作更安全。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在以高頻率操作的線性加速器周圍建造小型成像源。 高頻率導(dǎo)致低波長，從而結(jié)果是更小型的線性加速器設(shè)計(jì)。有利地，可以使用X波段線性加 速器，或者可替換地可以使用具有類似地高操作頻率的線性加速器。為了提供最佳的成像能力，小型輻射源可以能夠在數(shù)個(gè)模式中操作。


現(xiàn)在將參考附圖僅作為示例來描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述附圖中圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的掃描系統(tǒng)設(shè)置；圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的掃描系統(tǒng)；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的掃描物體的方法的流程圖；圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的掃描物體的方法的流程圖；圖5示意地示出了兩種典型的掃描系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)(geometry)；圖6用圖形表示了本發(fā)明的實(shí)施例中的來自輻射源的輻射的脈沖的定時(shí)；圖7用圖形表示了本發(fā)明的實(shí)施例中的脈沖頻率隨物體速度的變化；圖8用圖形表示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可變能量脈沖輻射；圖9用圖形表示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的不同的可變能量脈沖輻射；圖10示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理檢測器信號的開關(guān)增益積分 器(switching gain integrator)電路。圖11用圖形表示了在若干輻射脈沖上的檢測器數(shù)據(jù)的收集和積分。圖12示意地示出了根據(jù)另一實(shí)施例的掃描系統(tǒng)的部分；圖13示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例掃描系統(tǒng)的部分；以及圖14用圖形表示了在本發(fā)明的實(shí)施例內(nèi)的閾值檢驗(yàn)水平(level)的操作。
具體實(shí)施例方式參考圖1，掃描系統(tǒng)10包括輻射源12，其被布置為將輻射指向?qū)⒈粧呙璧奈矬w14。 系統(tǒng)10還包括檢測部件16，其被布置為檢測輻射。在該實(shí)施例中，輻射源包括前述類型的 線性加速器。在其他實(shí)施例中，輻射源可以是任何其他合適的源(例如，不同類型的前述輻 射源)。在該實(shí)施例中，檢測部件16包括L形傳感器陣列，所述L形傳感器陣列可以包括多 列(bank)檢測器——對于技術(shù)人員來說將顯而易見的是，其他實(shí)施例可以利用不同類型的 檢測器。在該實(shí)施例中，被掃描的物體14是運(yùn)貨車(lorry)。系統(tǒng)10還包括控制器18，其 被布置為控制輻射源12使得源12產(chǎn)生脈沖形式的輻射?？刂破?8還被布置為定義檢驗(yàn) 條件，并且處理來自檢測部件16的信號以確定它們是否滿足檢驗(yàn)條件?？刂破?8取決于 來自檢測部件的信號是否滿足檢驗(yàn)條件來改變輻射源12的脈沖。在一些實(shí)施例中，如果不滿足檢驗(yàn)條件，則控制部件18被布置為改變來自輻射源 12的脈沖的頻率。在一些實(shí)施例中，控制部件被布置為產(chǎn)生處于第一頻率的輻射脈沖，然后 分析由脈沖產(chǎn)生的信號，并且如果不滿足檢驗(yàn)條件，它可以產(chǎn)生處于第二更高頻率的脈沖。在其他實(shí)施例中，控制部件18被布置為改變脈沖的能量分布(profile)。在一些這樣的實(shí)施例中，控制部件18控制輻射源12以產(chǎn)生具有第一能量分布的輻射脈沖，分析由 該脈沖產(chǎn)生的信號，并且如果不滿足檢驗(yàn)條件則控制輻射源12產(chǎn)生具有第二更高能量分 布的至少一個(gè)脈沖在其他實(shí)施例中，控制部件18被布置為改變脈沖的持續(xù)時(shí)間。在一些這樣的實(shí)施 例中，控制部件18控制輻射源12以產(chǎn)生具有第一持續(xù)時(shí)間的輻射脈沖，分析由每個(gè)脈沖產(chǎn) 生的信號，并且如果不滿足檢驗(yàn)條件則控制源12產(chǎn)生具有第二更高持續(xù)時(shí)間的至少一個(gè) 脈沖。在一些實(shí)施例中，所述檢驗(yàn)條件被布置為僅在足夠的輻射到達(dá)了檢測器陣列時(shí)被滿 足，即，如果還未有足夠的輻射到達(dá)檢測器陣列16，則不滿足檢驗(yàn)條件，并且控制部件18改 變至少一些后繼脈沖?！白銐虻妮椛洹笨梢允侵辽兕A(yù)定量的輻射、或允許可靠測量的充足輻 射、或用于使從它產(chǎn)生的圖像具有使其適于分析的一個(gè)或更多特征的充足輻射?？梢栽趩?個(gè)脈沖或預(yù)定數(shù)目的脈沖上、或在預(yù)定時(shí)間上測量輻射量。如上所述，在一些實(shí)施例中，在 不滿足檢驗(yàn)條件時(shí)，更頻繁地、以更高強(qiáng)度(更高能量)或在更長時(shí)間(更長脈沖持續(xù)時(shí) 間)內(nèi)使輻射形成脈沖。在一些實(shí)施例中，可以使用這些技術(shù)的組合來改變脈沖。如果在 改變所述脈沖之后仍然不滿足檢驗(yàn)條件，則可以進(jìn)一步改變所述脈沖，直至滿足檢驗(yàn)條件。 如果通過在一個(gè)方面(即，通過改變脈沖的一個(gè)參數(shù)(例如通過改變脈沖頻率))改變脈沖 不滿足檢驗(yàn)條件，則控制部件18可以被布置為在另一方面(即，通過改變脈沖的另一參數(shù) (例如通過改變脈沖持續(xù)時(shí)間、或脈沖能量分布、或這兩者的組合))來改變脈沖。在另一實(shí)施例中，控制部件18被布置為使用檢驗(yàn)條件來預(yù)測后繼脈沖的所需屬 性。所需屬性可以是后繼的一組脈沖的所需能量分布、所需頻率或后繼脈沖的所需持續(xù)時(shí) 間或者這些的任何組合。控制部件18使用來自較早的一組脈沖的檢測信號來確定后繼脈 沖的所需屬性。然后控制部件18通過相應(yīng)地控制輻射源12來生成后繼脈沖。例如，控制 部件18可以預(yù)測必要的脈沖屬性以便提供可靠的測量。例如，可能確定來自第一組脈沖的信號在檢測器處產(chǎn)生不充足的信號(例如在信 號幅度方面)，并且因此控制部件18被布置為預(yù)測必須怎樣改變輻射源以便產(chǎn)生足以產(chǎn)生 足夠輻射的脈沖輻射，以產(chǎn)生用于可靠測量的充分強(qiáng)的檢測信號，例如以確保充足的輻射 到達(dá)檢測器。然后控制部件18改變源12以產(chǎn)生這樣的后繼脈沖。在另一實(shí)施例中，提供與圖1中所示的系統(tǒng)設(shè)置相同的系統(tǒng)設(shè)置。但是，在該實(shí)施 例中，控制部件18被布置為控制所述源使得它產(chǎn)生輻射的脈沖并且改變脈沖的頻率。在 該實(shí)施例的該例子中不存在檢驗(yàn)條件(盡管可以將它與之前的實(shí)施例的檢驗(yàn)條件組合使 用)。在一些這樣的實(shí)施例中，還提供感測部件，其被布置為感測物體的移動，使得控制部件 18被布置為響應(yīng)于物體的速度的變化而改變脈沖的頻率。例如，控制部件18被布置為隨著 物體14通過檢測區(qū)域(源12和檢測器陣列16在其中操作)的速度增加，控制源12產(chǎn)生 更高頻率的輻射脈沖。以此方式，無論物體14在相對塊還是相對慢地移動，都可以獲得物 體14的充足的采樣(sampling)。在一些實(shí)施例中，提供物體的基本恒定的采樣可以是本發(fā) 明的目的，并且相應(yīng)地可以由控制部件18控制脈沖輻射的頻率和物體速度之間的關(guān)系。在 一些實(shí)施例中，控制部件18被布置為與物體14的速度成正比地改變脈沖的頻率。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的掃描系統(tǒng)20包括輻射源22，其被布置為將 輻射指向物體24。系統(tǒng)20還包括采用檢測器形式的檢測部件26，其以與圖1的實(shí)施例相 似的方式響應(yīng)于輻射的檢測而產(chǎn)生檢測器信號。該實(shí)施例的系統(tǒng)20還包括獲取部件30，其包括積分器，所述積分器被布置為根據(jù)從檢測器接收的信號(檢測器信號)生成數(shù)據(jù)信 號。系統(tǒng)20還包括控制部件28，其與源22和獲取部件30通信?？刂撇考?8被布置為控 制源22和獲取部件30，以改變積分器在其上對檢測器信號積分的脈沖數(shù)目——從而允許 系統(tǒng)20的靈敏度的變化。有利地，如果控制器28認(rèn)為有必要，則積分器可以被用于生成包 括與多于一個(gè)的輻射脈沖相關(guān)的檢測器信號的數(shù)據(jù)信號。這在未從單個(gè)脈沖檢測到足夠的 輻射的情形中可能尤其有用。在一些實(shí)施例中，控制部件28 控制源22以改變脈沖的頻率，以便改變積分器在其 中對檢測器信號積分的脈沖數(shù)目。在其他實(shí)施例中，通過改變積分器在其上對檢測器信號 積分的時(shí)間，來改變積分器在其上對檢測器信號積分的脈沖數(shù)目。在一些實(shí)施例中，控制部件18被布置為從來自檢測部件的一些信號生成定義物 體14的圖像的圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)另一實(shí)施例的掃描系統(tǒng)包括與圖1中所示的系統(tǒng)設(shè)置相同的系統(tǒng)設(shè)置，除了 控制部件18被布置為控制源12使得它產(chǎn)生輻射脈沖，并且改變不同的輻射脈沖的能量。在 一些這樣的實(shí)施例中，控制部件18被布置為以預(yù)定樣式改變脈沖的能量。分析對應(yīng)于不同 的脈沖輻射能量的來自檢測器16的信號，以提供關(guān)于物體14的信息。以此方式分析物體 14是可能的，這是因?yàn)槲矬w的響應(yīng)特性取決于用來掃描它們的輻射的能量。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掃描物體的方法31包括將輻射指向32物體、檢 測34輻射并且控制產(chǎn)生輻射脈沖的輻射源、定義36檢驗(yàn)條件、通過處理來自檢測器的信號 來確定38該信號是否滿足檢驗(yàn)條件、以及取決于該信號是否滿足檢驗(yàn)條件來改變40脈沖。 在一些實(shí)施例中，可以在初始步驟定義檢驗(yàn)條件。不一定以圖3中所示的順序來執(zhí)行這些 方法步驟。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，掃描物體的方法41包括將輻射指向42物 體、使用輻射檢測部件檢測44輻射、響應(yīng)于輻射的檢測而產(chǎn)生46檢測器信號、從檢測器信 號生成48數(shù)據(jù)信號、以及控制50輻射源和獲取部件以改變積分器在其上對檢測器信號積 分的脈沖數(shù)目，以便改變該系統(tǒng)的靈敏度。圖5中示出了兩個(gè)典型的成像結(jié)構(gòu)。圖5(a)示出了被配置有“L”形傳感器陣列 52的系統(tǒng)51，其中小型(compact)輻射源53位于左邊，而圖5 (b)示出了弧形傳感器陣列 54，其中小型源53位于左邊。小型線性加速器源將典型地利用圖6中所示的脈沖配置來運(yùn)行。這里，每個(gè)脈沖 將典型地具有幾微秒(1-10 μ S是典型的)的脈沖寬度和常常在50至200Hz范圍內(nèi)的脈沖
重復(fù)頻率。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，小型輻射源能夠進(jìn)行脈沖頻率調(diào)制，使得對來自線性 加速器的每個(gè)脈沖的定時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，以便在受檢查的物體經(jīng)過片狀輻射波束時(shí)匹配它的速 度。圖7中示出了合適的脈沖頻率調(diào)制例子。圖7(a)表示物體速度，而圖(7b)示出脈沖 定時(shí)。隨著物體速度增大，脈沖頻率增大。在一些實(shí)施例中，成像系統(tǒng)的目標(biāo)是識別受檢查的物體內(nèi)的有威脅的材料。這可 以使用操作者(諸如人類操作者)在該圖像中查找物體來實(shí)現(xiàn)。但是，還可能通過使用可 變能量輻射波束來提供一些材料鑒別。如圖8中所示，在一些實(shí)施例中，可能使線性加速器 源的能量形成脈沖為交替的能量，例如6MV的高能量和2MV的低能量。在該情況中，對于高能量脈沖和低能量脈沖來說，物體透射的輻射能量將是不同的(這是因?yàn)椴ㄊ械拿糠N材 料具有隨特性和能量變化的輻射吸收率)。將這樣的脈沖能量的變化與脈沖頻率調(diào)制結(jié)合， 以提供對受檢查的物體的高質(zhì)量的掃描。 在一些實(shí)施例中，小型貨物檢查系統(tǒng)的目標(biāo)是最小化輻射源的尺寸和重量。輻射 源的操作能量越高，源變得越大和越重。因此以最低的可能的能量來操作輻射源可以是有 利的。但是，在一些情形中，輻射源的能量太低而不能提供透過受檢查的物體的有效穿透。 在該情況中，可以將貨物物品視作未被恰當(dāng)?shù)貦z查。因此，為了處理該問題，采用了圖9中 所示的脈沖序列。這里，大多數(shù)脈沖是以低能量(例如2MV)發(fā)射的。記錄和檢驗(yàn)檢測器信 號以判斷是否測量到了充足的物體穿透。如果否，則指示輻射源發(fā)射處于例如6MV的高能 量脈沖(在圖9中標(biāo)記為(a))以提供具有所需穿透的一組數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，可以解決大部分的 暗警報(bào)(dark alarm)(暗警報(bào)被定義為在通過低能量脈沖記錄了不充足的穿透的情況下發(fā) 生)而不在單元的外表面處提供過多的劑量。在一些情形中(在圖中標(biāo)記為(b))，可能有 必要提供若干連續(xù)的高能量脈沖以得到用于透射測量的充足信號。典型地，高能量脈沖將包含比低能量脈沖更多的X射線光子。這可以對前端讀出 電子裝置的動態(tài)范圍和噪聲提出嚴(yán)格的要求。如圖10中所示，在一些實(shí)施例中，提供開關(guān) 增益前端積分器電路，其操作關(guān)聯(lián)到線性加速器的脈沖生成器。在利用來自輻射源的低能 量脈沖的正常操作中，增益開關(guān)斷開并且Cl的值單獨(dú)確定增益。例如，如果Cl = 3pF，則對 于來自前端光電二極管的3pC輸入電荷，積分器的輸出將是IV。在高能量模式中，增益開 關(guān)閉合，并且現(xiàn)在總電容等于C1+C2。例如，如果C2 = 9pF，則對于來自前端光電二極管的 3pC輸入電荷，積分器的輸出將是0. 25V。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖11示出了可以怎樣將積分器在若干輻射脈沖上保 持在積分模式中。現(xiàn)在，可以獲取包含多個(gè)輻射脈沖的突發(fā)串(burst)，使得現(xiàn)在可以利 用可測量信號解決先前存在暗警報(bào)的區(qū)域。理想地，將在正常波束關(guān)閉時(shí)間內(nèi)(例如以 400Hz的脈沖重復(fù)頻率)發(fā)射附加脈沖的情況下，維持成像系統(tǒng)的基本脈沖頻率(處于例如 50Hz)。以此方式，正常成像質(zhì)量不被附加測量損害。圖11示出了在額外的脈沖測量時(shí)段 期間增益開關(guān)被轉(zhuǎn)換至低增益模式，盡管它也可以為了額外的靈敏度而在標(biāo)準(zhǔn)高增益模式 中操作。圖12示出了可以在不同的檢測器列或組(或在其他實(shí)施例中在相同的檢測器上 提供的不同的檢測器部分)上不同地操作增益開關(guān)以優(yōu)化X射線檢測器系統(tǒng)的動態(tài)范圍。 在該情況中，示出了標(biāo)記為1-6的六個(gè)檢測器列。圖13示出了提供用于通過對圖像數(shù)據(jù)自身的分析來生成最優(yōu)脈沖序列和增益選 擇的系統(tǒng)的實(shí)施例。這里，可編程增益積分放大器130與每個(gè)檢測器列連接。來自這些檢 測器的數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)據(jù)獲取單元131，所述數(shù)據(jù)獲取單元131向圖像處理單元132輸出數(shù) 據(jù)信號，所述圖像處理單元132向該圖像數(shù)據(jù)附加新的數(shù)據(jù)以在監(jiān)視器133上顯示為圖像。 決定處理單元檢查該新的圖像并且確定該新的數(shù)據(jù)是否在積分放大器的動態(tài)范圍之外。如 果是，決定處理單元134將使放大器繼續(xù)積分，并且將指示輻射源發(fā)射更多脈沖，直至已經(jīng) 達(dá)到了測量所需的動態(tài)范圍。決定處理單元可以使用一系列算法，但典型地，諸如圖14中所示的算法的簡單 的閾值算法足夠了。如果接收到閾值140以下的信號，決定處理器將指示源提供進(jìn)一步的脈沖。更復(fù)雜的算法將使用諸如圖像分段和連通部分標(biāo)記(connected component labelling)之類的方法來從一個(gè)或更多的2D圖像掃描(scan)中識別被投影至一個(gè)或更多 的后繼2D檢測圖像中的體(volume)的大小(extent)，并且自動預(yù)測何時(shí)將需要多個(gè)脈沖 流、或更高能量的脈沖、或更長持續(xù)時(shí)間的脈沖。作為克服對于形成合適的圖像來說不足的輻射達(dá)到檢測器的暗警報(bào)的另一方法， 可以響應(yīng)于對所檢測的圖像的分析來改變脈沖的持續(xù)時(shí)間而非它們的能量。在一些情況 中，一起改變能量、頻率和持續(xù)時(shí)間、或這些參數(shù)中的任何兩個(gè)是有利的。將理解，全部這 些選項(xiàng)是改變或增大輻射功率的、例如在包括多于一個(gè)脈沖的組的時(shí)間段上的平均值的方 式。
注意，可以圍繞低能量脈沖需求來設(shè)計(jì)輻射屏蔽，這是因?yàn)閷τ诜浅４蟮囊徊糠?時(shí)間所生成的是這種輻射波束。對于需要高能量波束的小部分時(shí)間，瞬時(shí)劑量將稍高。但 是，以時(shí)間平均的方式計(jì)算劑量，因此如果決定處理器在其可以發(fā)射的高能量脈沖的數(shù)目 上受到限制(例如不超過5%的時(shí)間)，則可以利用非常適度的輻射屏蔽需求來將輻射劑量 保持為可接受的水平?？梢詫Ρ景l(fā)明進(jìn)行多種修改，而不背離其范圍。技術(shù)人員將理解，在本發(fā)明從輻射 脈沖的頻率、持續(xù)時(shí)間或能量分布的方面提到輻射脈沖的改變的情況下，在實(shí)現(xiàn)相同目標(biāo) (例如提供更高的檢測信號)的嘗試中，將有可能改變這些屬性中的兩個(gè)、或可能改變?nèi)咳齻€(gè)。
權(quán)利要求
一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部件，其被布置為檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的脈沖、定義檢驗(yàn)條件、處理來自所述檢測部件的信號以確定它們是否滿足所述檢驗(yàn)條件、以及取決于所述信號是否滿足所述檢驗(yàn)條件來改變所述脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為改變所述脈沖的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為產(chǎn)生處于第一頻率的 輻射脈沖、分析由所述脈沖產(chǎn)生的信號、并且如果不滿足所述檢驗(yàn)條件則產(chǎn)生處于第二更 高頻率的一組脈沖。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為改變所 述脈沖的能量分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為產(chǎn)生具有第一能量分 布的輻射脈沖、分析由每個(gè)脈沖產(chǎn)生的信號、并且如果不滿足所述檢驗(yàn)條件則產(chǎn)生具有第 二更高能量分布的至少一個(gè)脈沖。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為改變所 述脈沖的持續(xù)時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為產(chǎn)生第一持續(xù)時(shí)間的 輻射脈沖、分析由每個(gè)脈沖產(chǎn)生的信號、并且如果不滿足所述檢驗(yàn)條件則產(chǎn)生第二更高持 續(xù)時(shí)間的至少一個(gè)脈沖。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述檢驗(yàn)條件被布置為僅在充 足的輻射到達(dá)了所述檢測器陣列的情況下被滿足。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為使用所 述檢驗(yàn)條件來從來自一組脈沖的信號預(yù)測后繼脈沖的所需能量分布，并且相應(yīng)地生成后繼 脈沖。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為使用 所述檢驗(yàn)條件來從來自一組脈沖的信號預(yù)測后繼的一組脈沖的所需頻率，并且相應(yīng)地選擇 后繼脈沖的頻率。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為使用 所述檢驗(yàn)條件來從來自一組脈沖的信號預(yù)測后繼脈沖的所需持續(xù)時(shí)間，并且相應(yīng)地生成后 繼脈沖。
12.一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部件，其被布置為 檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的脈沖，并且改變所述脈 沖的頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的掃描系統(tǒng)，還包括感測部件，其被布置為感測所述物體的 移動，其中所述控制部件被布置為響應(yīng)于所述物體的速度的變化而改變所述脈沖的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為與物體的速度成正 比地改變所述脈沖的頻率。
15.一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部件，其被布置為 檢測輻射，其中所述檢測部件包括被布置為響應(yīng)于對輻射的檢測而產(chǎn)生檢測器信號的檢測器、和包括積分器并且被布置為從所述檢測器信號生成數(shù)據(jù)信號的獲取部件；控制部件，其 被布置為控制所述源和所述獲取部件以改變所述積分器在其上對所述檢測器信號進(jìn)行積 分的脈沖數(shù)目，以由此改變系統(tǒng)的靈敏度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為通過改變所述脈沖的頻 率來改變所述脈沖數(shù)目。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為通過改變所述積分器在 其上對所述檢測器信號進(jìn)行積分的時(shí)間來改變所述脈沖數(shù)目。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述輻射源包括加速器，其被布置 為向靶加速粒子以生成輻射。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為從由所述 檢測部件生成的信號生成定義物體的圖像的圖像數(shù)據(jù)。
20.一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部件，其被布置為 檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的脈沖，并且改變所述脈 沖的能量。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為以預(yù)定樣式改變所 述脈沖的能量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的掃描系統(tǒng)，其中所述控制部件被布置為處理來自所述檢測 部件的、由所述脈沖生成的信號，并且分析由不同能量的脈沖產(chǎn)生的信號之間的關(guān)系，以由 此分析所述物體。
23.一種掃描物體的方法，包括將來自輻射源的輻射指向物體；使用檢測部件檢測輻 射；以及控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的脈沖，定義檢驗(yàn)條件，處理來自所述檢測部件的信號 以確定它們是否滿足所述檢驗(yàn)條件，以及取決于所述信號是否滿足所述檢驗(yàn)條件來改變所 述脈沖。
24.一種掃描物體的方法，包括將來自輻射源的輻射指向物體，使用輻射檢測部件檢 測輻射，響應(yīng)于對輻射的檢測而產(chǎn)生檢測器信號，以及從所述檢測器信號生成數(shù)據(jù)信號，控 制所述源和獲取部件以改變積分器在其上對所述檢測器信號進(jìn)行積分的脈沖數(shù)目，以由此 改變系統(tǒng)的靈敏度。
全文摘要
一種掃描系統(tǒng)，包括輻射源，其被布置為將輻射指向物體；檢測部件，其被布置為檢測輻射；以及控制部件，其被布置為控制所述源以使它產(chǎn)生輻射的脈沖，定義檢驗(yàn)條件，處理來自所述檢測部件的信號以確定它們是否滿足所述檢驗(yàn)條件，以及取決于所述信號是否滿足所述檢驗(yàn)條件來改變所述脈沖。
文檔編號G01V5/00GK101971055SQ200880114130
公開日2011年2月9日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者愛德華·J·莫頓 申請人:拉皮斯坎系統(tǒng)股份有限公司