[发明专利]双源双能量直线式安检CT装置及其检测方法

权利要求书

1.一种利用双源双能量直线式安检CT装置进行安全检测的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.启动射线发生装置、数据采集装置、控制及图像处理系统和被检物输送装置；所述射线发生装置和数据采集装置与控制及图像处理系统(5)相连，所述射线发生装置包括高能射线发生装置(1)和低能射线发生装置(2)，与高能射线发生装置(1)对应设置高能数据采集装置(3)，与低能射线发生装置(2)对应设置低能数据采集装置(4)，所述高能射线发生装置(1)的射线束与低能射线发生装置(2)的射线束之间以横向互呈90°角的方式设置；

b.高能射线发生装置和低能射线发生装置的射线束透射被检物输送装置上的待检测物体，高能数据采集装置和低能数据采集装置采集数据并输送至控制及图像处理系统，对透视图像分析，判断图像中是否存在嫌疑区域；进行透射投影数据的降噪和一致性校正预处理，求解有效原子序数和确定待检物体几何参数，判断是否存在嫌疑区域，如果否，则结束检查；对透视图像内的嫌疑区域进行跟踪，跟踪采用有限线积分的方法；

高能数据采集装置和低能数据采集装置采集数据同时或不同时进行；

同时进行时，低能射线发生装置射线束S₁P的投影记作p₁₁(l，u₁，v₁)，待检测物体的重建公式如下，

g11(r11,φ11,z)=∫-θ1mθ1mdθ1∫-t1mt1mp11%(t′,θ1,v)h(t-t′)dt′]]>

其中，

p11%(t′,θ1,v)=p11′(RS1x(RS1+y)2+x2,tan-1(xRS1+y),v)]]>

p11′(l,u,v)=RS12+u2RS12+u2+v2p11(l,u,v)]]>

u=RS1xRS1+y,]]>v=RS1zRS1+y]]>

x＝l+r₁₁cosφ₁₁，y＝r₁₁sinφ₁₁

高能射线发生装置射线束S₂P的投影记作p₁₂(l，u₂，v₂)，待检测物体的重建公式如下，

g12(r12,φ12,y)=∫-θ2mθ2mdθ2∫-t2mt2mp12%(t′,θ2,v)h(t-t′)dt′]]>

其中，p12%(t′,θ2,v)=p12′(RS2x(RS2-z)2+x2,tan-1(xRS2-z),v)]]>

p12′(l,u,v)=RS22+u2RS22+u2+v2p12(l,u,v)]]>

u=RS2xRS2-z,]]>v=RS1yRS1-z]]>

x＝l+r₁₂cosφ₁₂，z＝r₁₂sinφ₁₂

不同时进行时，低能射线发生装置射线束S₁P′的投影记作p₂₁(l，u₁，v₁)，控制及图像处理系统中低能中心虚拟探测器中心O′₁的坐标为(x₀₁，0，z)，待检测物体的重建公式如下，

g21(r21,φ21,z)=∫-θ1mθ1mdθ1′∫-t1mt1mp21%(t′,θ1′,v)h(t-t′)dt′]]>

其中，

p21%(t′,θ1′,v)=p21′(RS1′x-x01(RS1′+y)2+(x-x01)2,tan-1(x-x01RS1′+y),v)]]>

p21′(l,u,v)=RS1′2+u2RS1′2+u2+v2p21(l,u,v)]]>

u=RS1′(x-x01)RS1′+y,]]>v=RS1′zRS1′+y]]>

x＝l+r₂₁cosφ₂₁，y＝r₂₁sinφ₂₁

高能射线发生装置射线束S₂P′的投影记作p₂₂(l，u₂，v₂)，控制及图像处理系统中高能中心虚拟探测器中心O′₂的坐标为(x₀₂，y，₀)，待检测物体的重建公式如下，

g22(r22,φ22,y)=∫-θ2mθ2mdθ2′∫-t2mt2mp22%(t′,θ2′,v)h(t-t′)dt′]]>

其中，p22%(t′,θ2′,v)=p22′(RS2′x-x02(RS2′-z)2+(x-x02)2,tan-1(x-x02RS2′-z),v)]]>

p22′(l,u,v)=RS2′2+u2RS2′2+u2+v2p22(l,u,v)]]>

u=RS2′(x-x02)RS2′-z,]]>v=RS2′yRS2′-z]]>

x＝l+r₂₂cosφ₂₂，z＝r₂₂sinφ₂₂

公式中：x轴待检物体运动方向，y轴为横向，z轴为高度方向；P、P′代表重建物体点，S₁代表低能射线源，S₂代表高能射线源，O₁代表低能面阵探测器中心，O₂代表高能面阵探测器中心，O为S₁O₁和S₂O₂连线的交点，O′为S₁O₁和S₂O₂垂线的中点，S₁到O的距离记作R_S1，S₁到O′的距离记作R_S1′，S₂到O的距离记作R_S2，S₂到O′的距离记作R_S2′，待检测物体中心坐标为(l，0，0)，高能、低能探测器坐标系分别为u₁-v₁和u₂-v₂，u₁、u₂平行于x轴，v₁平行于z轴，v₂平行于y轴，θ_1，m＝tan^-1(u_1，m/R_S1)，u_1，m为低能探测器在x方向的半宽度，t_1，m为低能射线束重排后低能探测器在x方向坐标的最大值，θ_2.m＝tan^-1(u_2，m/R_S2)，u_2，m为高能探测器在x方向的半宽度，t_2，m为高能射线束重排后高能探测器在x方向坐标的最大值，h(t)为斜坡滤波器，S₁P的长度为r₁₁，S₂P的长度为r₁₂，S₁P′的长度为r₂₁，S₂P′的长度为r₂₂，S₁P与x方向的夹角为φ₁₁，S₂P与x方向的夹角为φ₁₂，S₁P′与x方向的夹角为φ₂₁，S₂P′与x方向的夹角为φ₂₂，g₁₁(r₁₁，φ₁₁，z)、g₂₁(r₂₁，φ₂₁，z)为S₁所在中心平面以物体中心坐标为极坐标原点建立的物体重建坐标，g₁₂(r₁₂，φ₁₂，y)、g₂₂(r₂₂，φ₂₂，y)为S₂所在中心平面以物体中心坐标为极坐标原点建立的物体重建坐标；

c.步骤b中判断图像中如果存在嫌疑区域，从高能数据采集装置和低能数据采集装置两组透射投影数据中重建出待检测物体中嫌疑区域的断层图像和三维立体图像，利用重建图像判断出其中是否存在危险品。