[發明專利]關于材料的非侵入性鑒別的方法和設備

有效

• 申請號: 201280050794.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103874463B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: K·M·霍爾特
• 申請（專利權）人: 萬睿視影像有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

相關申請的交叉引用

本申請是2011年10月20日提交的美國專利申請號13/277,833的繼續申請(continuation)并且要求所述申請的權益，所述申請的內容以在此引用方式全部并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及材料的鑒別，并且更具體地說涉及通過使用非侵入性成像方法的材料鑒別。

背景技術

使用穿透能量(如X射線等)來捕獲給定物體的輻射檢測視圖在本領域中是熟知的。這種輻射檢測視圖經常包含具有隨著密度、路徑長度和/或構成正被成像的物體的構成材料的組成的變化而相對變暗或變亮(或另外相對彼此成對比)的區段的圖像。這進而可以用于提供另外目測檢測被遮蔽的物體的視圖。

輻射檢測視圖的使用存在無數應用。然而，在至少一些應用設置中，僅僅確定遮蔽物體的存在或形狀可能并不足以解決所有附帶需求。在安全應用設置中，例如，存在嚴重安全問題的物體可以與其它完全無害的物體共享一個相同的形狀。在此類物體的密度相似的情況下，可能無法從此類數據中辨別哪個構成威脅以及哪個不構成威脅。類似的問題會出現在一些模態下：在兩個物體的密度和路徑長度乘積大致相同，而它們由不同材料形成的情況下。作為在這方面的簡單說明，三英寸厚的鋼片使用射線照相術可能看起來與1.75英寸厚的鉛片大致相同，雖然這兩種材料具有顯著不同的密度。

現有技術建議不同的材料可以通過使用兩種不同的基函數(即，用于使一個類別的給定成員代表(精確地或近似地)作為其加權和的函數)來區分彼此。在這些方面的具體實例建議使用與軟組織和骨空間有關的信息作為二維方法來同樣代表其它材料。雖然可用于幫助區分一些材料與少量選擇性的其它材料，但是問題空間的度量會推翻這種方法。例如，假設95個(左右)潛在目標元素，那么應根據假設采用95個(左右)相應的基函數來得到真正強健的機制，用以明確地鑒別所有95個(左右)元素。然而，適應這種需求會要求過量的處理時間和/或處理資源。

發明內容

附圖說明

以上需求至少部分通過提供下文詳細描述中描述的與材料的非侵入性鑒別有關的方法和設備，尤其是在結合附圖進行研究時得到滿足，其中：

圖1包含一系列圖；

圖2包含一系列圖；

圖3包含一系列圖；

圖4包含一系列圖；以及

圖5包含根據本發明的不同實施方案配置的方塊圖。

附圖中的元件出于簡單和清楚起見而說明并且不必按比例繪制。例如，附圖中的一些元件的尺寸和/或相對位置相對于其它元件來說可能被夸大來幫助改進對本發明的不同實施方案的理解。而且，在商業可行實施方案中有用或必要的通用但容易理解的元件通常不進行描繪，以便于幫助減少對本發明的這些不同實施方案的視圖的阻擋。某些行為和/或步驟可以特定的發生順序來描述或描繪，而本領域技術人員將理解實際上并不要求相對于順序來說的這種特定性。本文使用的術語和表達具有普通的技術含義，就像上文闡述由本技術領域技術人員賦予此類術語和表達的含義一樣，除非本文另外闡述了不同的具體意義。

具體實施方式

一般來說，根據這些不同的實施方案，控制電路存取與用于不同材料的多個模型有關的信息以及可行性標準，所述控制電路通過以下方式來處理物體的成像信息(例如由非侵入性成像設備提供)以利于鑒別構成所述物體的材料：使用所述多個模型來根據成像信息的部分來鑒別候選材料并且然后使用可行性標準，通過避開至少一種不太可能的材料和/或材料組合來減少所述候選材料，從而產生有用的材料鑒別信息。

通過一種方法，上述非侵入性成像設備包括使用不同的成像模態(包括例如有源X射線成像和無源輻射監測兩者；或作為另一個實例，計算斷層照相術和磁共振成像兩者)來產生所述物體的重疊部分的多個圖像的多模態設備。通過另一種方法，上述非侵入性成像設備包括使用多個光譜波道的單模態設備(包括例如用多種能量的X射線成像)。通過又另一種方法，上述非侵入性成像設備包括其中一種或多種模態使用多個光譜波道的多模態設備(例如，無源輻射監測和多能量有源X射線成像兩者)。(如本文所使用，對“光譜波道”的這種參考將被理解成包括允許光源光譜、外部光譜修正(通過過濾等)以及檢測器響應特征的任何選擇或組合的有源成像模態。用于無源成像模態的光譜波道例如可以是外部光譜修正和檢測器響應特征的組合。)