[发明专利]目标-关联的辐射成像系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求保护于2010年4月13日提交的美国临时申请No.61/323,574的权益，并通过参考将其整体结合在此。

关于联邦政府赞助研究&开发的声明

本发明是根据由国内核探测办公室(DNDO)组织签署的合同HSHQDC-08-C-00137，在美国政府支持下完成的。美国政府可以具有本发明中的某些权利。

技术领域

这里描述的实施例通常涉及违禁品成像系统，并且更特别地，涉及跟踪与违禁品关联的对象的违禁品成像系统。

背景技术

至少一些已知的辐射成像系统探测违禁品。如这里使用的那样，术语“违禁品”指的是违法的物质，爆炸物，毒品，武器，特殊的核材料，脏弹，核威胁材料，威胁物品，和/或在受限的区域(例如边境通道)内不允许个人持有的任何其它的材料。一种已知的辐射成像系统可以在辐射源处于静止时确定从探测器到辐射源的方向。然而，当辐射源是运动的时，来自该源的伽玛射线从多个随着时间变化的角度到达探测器。该源相对于探测器的运动导致从探测器数据生成的辐射图像的拖尾效应(smearing)。而且，与当该源更远离探测器定位时相比，由于当该源更接近于探测器时更多的事件(event)被探测到，所以所生成的辐射图像是有偏差的。当辐射图像具有距离-偏差时，看起来该源处于对应于最接近于探测器的距离的角度，而不是在其真实位置。

至少另一种已知的系统试图使用编码-孔径伽玛摄影机对运动的辐射源成像。编码-孔径摄影机包括编码掩模以及位置敏感探测器。编码掩模包括透明材料和不透明材料的图案，其能在目标能量范围内衰减X-射线。位置敏感探测器具有充分匹配编码掩模的图案的网格尺寸的空间图案。光子从特定方向将编码掩模投影到位置敏感探测器上。光子投影具有与掩模相同的编码图案，但是在探测器平面上是移位的。该移位与入射的X-射线的方向相关。由于探测器可以探测在观测空间内的任何X-射线，所以为了使编码-孔径伽玛摄影机有效，需要相对大量积累的X-射线。

发明内容

一方面，提供了一种成像探测系统。该成像探测系统包括：至少一个位置探测设备，其配置成用于确定目标的坐标；至少一个探测器，其配置成探测来自与所述目标相关联的源的事件；以及处理器，其与所述至少一个位置探测设备和至少一个探测器通信地耦合。该处理器配置成从所述至少一个位置探测设备接收坐标和从所述至少一个探测器接收事件，使用从所述至少一个位置探测设备获得的坐标平移(translate)事件以补偿源和所述至少一个探测器之间的相对运动，并输出经处理的具有基于所述坐标平移的事件的数据集。

另一方面，提供了一种成像探测系统。该成像探测系统包括具有位置探测设备的跟踪系统。该跟踪系统配置成基于从位置探测设备获得的数据确定目标的坐标。成像系统还包括具有探测器的探测系统。探测系统配置成基于从探测器获得的数据来探测来自与所述目标关联的源的事件。处理器与跟踪系统和探测系统通信地耦合。处理器配置成从跟踪系统接收坐标，并且从探测系统接收事件，使用来自于跟踪系统的坐标来平移事件以补偿源和探测器之间的相对运动，并输出经处理的具有基于所述坐标平移的事件的数据集。

又一方面，提供了一种用于生成源相对于探测器运动的图像的方法。该方法包括使用位置探测设备获得与源关联的目标的实物坐标(real-world coordinate)，使用探测器探测来自源的事件，使用实物坐标平移事件以补偿源和探测器之间的相对运动，并且生成使所平移的事件通常在图像的视场的中心处相交的图像。

附图说明

图1-9示出了本文描述的系统和方法的示例性实施例。

图1是康普顿成像的几何关系的示意图。

图2是表示来自静止的源的多条伽玛射线的反向投影的图。

图3是相对于探测器运动的辐射源的示意图。

图4是表示来自于图3中示出的运动的源的多条伽玛射线的反向投影的图。

图5是表示来自于图4中示出的运动的源的多条伽马射线的反向投影的图，其中具有对源的运动的补偿。

图6是示例性运动补偿辐射成像的示意图。

图7是示例性目标-关联的辐射成像系统的示意图。

图8是可以与图7中示出的目标-关联的辐射成像系统一起使用的跟踪系统的示意图。

图9是表示非补偿的辐射图像和补偿的辐射图像的图。

具体实施方式