多层螺旋CT物品安全检查系统研究.pdf

中国体视学学会cT理论与应用分会、中国工程物理研究院 2000年7月 应用电于学研究所、‘cT理论与应用研究》编辑部论文集 Jul，2008 多层螺旋CT物品安全检查系统 李元景1，吴万龙2，李玉兰1，郑志敏2，涂超 1．清华大学工程物理系，北京100084 2同方威视技术股份有限公司，北京100084 摘要；研制了一种基于多层螺旋cT技术的物品安全检查系统。样机采用24层螺旋凹成像，选 用丁G0s陶瓷闪烁体探测器件-通过高集成度高速数据获取与传输模块，重建算法和三维图形 显示的显卡加速技术，可实现对行李物品的在线检查，提供被检查行李物品的cT断层图和三维 图．井可提供人机交互功能。样机鳗太行李尺寸为650衄x400枷x1000m．行李通过率为000 件／d时．空间分辨率为33衄，密度分辨卑为05％(4×4个像索)。 美键词：安全检查：多层螺旋CT：600陶瓷闪烁体；高速数据获取与传输：三维图形最示 引言 CT(Computer 面有着巨大的优势，在医疗、工业、军事、地质等行业得到了r泛的应用。近年来．随着x 射线源、x射线探测、电子学和计算机等相关技术的发展，在国际公共安全形势日益严峻的 情况下，cT技术在安检领域的研究和应用成为热点”11，国外的cT安检产品己开始或准备 3DX 进入中国市场，如：Reveal公司的CT80EDS安检设备“’和L一3的eXaminer6000多层 CT EDS安捡设备“_；国内这方面的研究则需要加大力度，迅速深入地开展。 cT技术经历了从单层螺旋cT到多层螺旋cT的发展，这个发展是该技术领域的一项重 大突破。在安检应用领域，多层螺旋cT技术是提高物品检查通过率和实现物品三维图形显 示的有效途径”’。本文详细描述了基于多层螺旋cT技术的物品安全检查系统的组成与原理， 物理计算和关键部件蹬计与实现方法，介绍了系统样机功能与性能测试。 1组成与原理 系统由x射线源、探测器、准直器、数据获取与 ．d 传输模块、重建算法与软件、机械与辐射防护和电气 控制等分系统组成。机械分系统的核心部件是滑环和 皮带输送机，两部件按照一定速度比运动，实现螺旋 cT扫描(图1)。系统运行时，滑环带动x射线源、探 测器、准直器和数据获取与传输模块做连续旋转运动， 同时，皮带输送机带动被检物品移动穿过射线区域。 图像投影在探测器上，数据获取与传输模块将投影数 圈l螺旋cT扫描原理酗 据传送到处理计算机上，进行重建并输出相应的图形。 李元景等：多层螺旋CT物品安全检查系统 87 多层螺旋CT扫描系统中在行李运行方向安装多排探测器，系统可输出CT断层图和三 维体图。CT断层图和三维体图均为灰度图，灰度值为被检查物质的CT数(式1)： Cr”甜m6P，：．丝监×1000 (1) 一 Hm埘 式中：C丁一number即cT数，∥为被检查物质的线性衰减系数，以一为水的线性衰减 原子序数类物质的cT数靠近1000Hu。 基于CT技术的物品安全检查系统区别于工业CT和医疗cT的特点是： 1)物品安全检查设备追求高通过率，则要求系统扫描装置高速连续旋转，同时要求其 上安装的部件有一定的离心负载能力： 2)物品安全检查设备的剂量有限制，则需根据被检查物质特性适当选择X射线能量， 并做好设备的辐射安全防护； 3)由于物品安全检查是在线检查，要求重建和显示算法速度快。 基于多层螺旋cT技术的物品安全检查系统区别于单层螺旋CT物品安全检查系统的特 点是：探测器路数多，投影数据量大，采样频率高，重建