X射线CT技术介绍及其安检应用.docxVIP

X射线CT技术介绍及其安检应用

文/陈志强彭华金鑫张金宇

摘要：伴随着目前严峻的公共安全形势，随着新建机场、高铁车站的不断增加，基于X射线计算机断层扫描（CT）技术的安检设备正逐渐迎来巨大的市场需求。国内安防企业在X射线计算机断层扫描（CT）技术方面有多年的积累，在安检CT的产品研发及市场应用上取得了显著的成绩。但受制于国内外安检CT行业发展所面临的问题，已经达到并超过世界技术水平的国内同类产品仍然无法打破国际市场设置的各种壁垒，以致国内厂商海外发展艰难。

关键词：X射线安检CT技术国内外现状

前言

“9.11”事件以来，各国不断受到恐怖主义的威胁，针对公共场所的恐怖极端事件频发给公共安全带来了前所未有的挑战。国内的安全形势也日益严峻，2012年6月29日发生的新疆和田恐怖劫机事件、2014年3月1日发生的昆明火车站暴恐事件以及连续多起新疆暴力恐怖事件，对我国的社会稳定、公共安全、反恐手段等提出了严峻的挑战。面对国际与国内恐怖主义威胁，通过高科技手段遏制恐怖活动，从而保障公共安全和社会稳定，是当前中国乃至世界各国都在研究的重要课题，需要不断研究和开发满足需求的高水平反恐安检设备。

在这种背景下，如果能够将先进的X射线计算机断层扫描（CT）技术运用到安检领域，无疑是对现有安检手段的显著提升。安防行业经过多年发展，在X射线计算机断层扫描（CT）技术方面有多年的积累，在安检CT的产品研发及市场应用上取得了显著的成绩。

一、CT技术介绍及其优势

X射线成像一直是行李物品检查必不可缺少的重要手段。传统的X射线安检设备利用X射线穿透物体发生衰减、通过投影透视的方式进行危险品识别（称为“X射线DR技术”）。DR图像存在物品影像重叠问题，在一定程度上影响了对危险品的准确识别、增加了识别的难度。近年来伴随着恐怖威胁的不断演变，安检关注重点也由以往的金属刀具、枪支等逐渐扩展到爆炸物、液体等有机危险品的检查，这类具有密度低、形状不固定等特点的特异物质，在X射线透视图像上很难辨识，传统的DR技术已经不能完全适应安检的发展需要。

X射线计算机断层扫描（CT）技术是一种先进的非损坏性探测评估技术，它通过对目标物体进行多角度的投影透视扫描，利用三维重建算法，能够获取被检查物体的尺寸、形状、内部结构及密度信息，因此在医疗、工业及新兴的爆炸物检测等领域有着广泛应用。CT扫描将射线源和探测器固定在滑环两端，通过滑环旋转实现对滑环中心目标物体不同角度的透视扫描，早期CT技术受制于较为落后的CT重建算法，必须保持物体不动的情况下完成一周的扫描，重建出当前断层的结构信息之后再将物体移动到新的位置，进行下一次扫描，这种逐层扫描并重建的方式正是“断层扫描”命名的由来。然而它存在扫描时间过长、扫描效率低下的弊端，难以满足快速安检应用。在X射线计算机断层扫描（CT）技术不断变革更新的当代，20世纪末诞生了螺旋CT扫描技术，先进的螺旋CT重建理论允许滑环旋转扫描的同时物体可以同步前进，重建出连续的三维结构信息，极大提高了扫描效率，标志着X射线检查技术的又一次革命。近年来，随着能谱CT技术的发展，双能X射线源、双能CT探测器的应用，使得CT扫描可以进一步得到被检物质原子序数和电子密度在三维空间的分布信息，从而实现更准确的物质成分识别（见图1）。

图1双能CT技术重建示意图

如上所述，采用CT技术的爆炸物检测装置具有很强的密度分辨能力和空间分辨能力，由于大部分的爆炸物的密度是确定的（表1），结合其空间形状信息，CT可以准确地发现并定位行李中隐藏的爆炸物。CT装置将测量所得的可疑物的

海关、城市轨道交通、铁路、公路、港口和重点安防机构等行业，得到世界各国用户的广泛认可，在全球市场上占据重要地位。这些企业作为安检解决方案和产品的主要供应商，参与了2008年北京奥运会、2011年上海世博会、2010年广州亚运会等多项重要大型活动的安全保障工作，为主要场馆、新闻中心和物流仓储等提供千余套多种型号安检产品和技术服务。在2014年的巴西世界杯期间，还为12个球场中的9个球场提供了近600套安检设备，为赛事的顺利进行保驾护航。

（二）安检CT技术

安防业界一些企业与清华大学建立了优势互补的长期战略合作关系，在CT设备领域共同申请了多项发明专利，掌握了包括双能成像、大螺距扫描、违禁品识别在内的多项核心技术。CT型行李安全检查系统是业界自主研发制造的国内首个具有自主知识产权的新一代双能安检CT系统。该系统采用独特的双能螺旋CT技术，自动识别藏匿在行李物品中的各类爆炸物和毒品并精确指出其在行李中的位置，同时提供独立的双能DR（透视）系统，生成高分辨率的双能透视图像，方便检查人员进行DR人工判图。对比国外主要安检厂商的CT系统，国内CT具有如下主要技术特点：

1.采用独创的双能大螺