Aparato y método para visionar un objeto.

Un aparato para generar y presentar una imagen de un objeto, que comprende:

una fuente de radiación

(1) y una serie de al menos dos detectores lineales (3a, 3b, 3c) capaces de detectar la radiación incidente, separados entre sí para definir una zona de escaneo entre los mismos;

medios para hacer que un objeto (9) se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo, en uso, en sucesivas pasadas a lo largo de al menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí;

un aparato de generación de imágenes (21) para generar, para cada sucesiva pasada, al menos una primera imagen a partir de la salida de un primer detector lineal, y una segunda imagen a partir de la salida de un segundo detector lineal;

un generador de imágenes intermedias configurado para generar al menos una tercera imagen a partir de un par adyacente de detectores lineales, procesar la salida de dicho par de detectores y generar una imagen representativa de una salida intermedia entre dichas dos salidas detectadas;

un aparato de procesamiento de imágenes (21) adaptado para procesar los datos de imagen recogidos a partir de una salida de los detectores lineales, de tal manera que se reduce la distorsión atribuible al rayo que se dispersa en una dirección perpendicular a la dirección de escaneo;

una presentación de imágenes (25) adaptada para presentar sucesivamente al menos dichas primera, segunda y tercera imágenes y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2010/050108.

Solicitante: Kromek Limited .

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: NetPark, Thomas Wright Way Sedgefield, Durham TS21 3FD REINO UNIDO.

Inventor/es: ROBINSON, MAX.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE RADIACIONES NUCLEARES O DE RAYOS X (análisis... > Medida de los rayos X, rayos gamma, radiaciones corpusculares... > G01T1/29 (Medida efectuada sobre haces de radiaciones, p. ej. sobre la posición o la sección del haz; Medida de la distribución espacial de radiaciones)

PDF original: ES-2546467_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Aparato y método para visionar un objeto Esta invención se refriere a un aparato y a un método para realizar una imagen de un objeto en un espacio de tres dimensiones utilizando escaneo de radiación de elevada energía, por ejemplo, rayos x.

La invención se refiere en particular a un aparato y método que funcionan según el principio de escaneo de línea, en el que se hace que objetos en tres dimensiones se muevan a través de una zona de escaneo y se realiza la imagen de la información recogida. Este principio se utiliza ampliamente, por ejemplo sin limitación, en la industria de la seguridad, para escanear objetos de los que es deseable obtener información acerca de sus contenidos internos, y en la generación de imágenes médicas, generación de imágenes para fines de control de calidad o con el fin de determinar la integridad de la estructura o similares.

El aparato de generación de imágenes que emplea el principio de escaneo en línea es bien conocido. Típicamente, tales aparados constarán de una fuente de rayos x, cuyo rayo puede estar colimado en una cortina, normalmente denominada "rayo de cortina" y después es detectado por un detector de disposición lineal por ejemplo que comprende una disposición de fotodiodo lineal. La información de imagen es obtenida haciendo que el objeto de interés se mueva linealmente, por ejemplo en ángulo recto con respecto al rayo y almacenando los sucesivos escaneos de la información de transmisión de rayos x enviados desde la disposición lineal a partir de la cual se puede compilar un fotograma de imagen completo.

Si el objeto que está siendo escaneado es transmisor de radiación de rayos x de forma heterogénea y por ejemplo consta o contiene múltiples objetos y/o componentes más pequeños de materiales no similares, puede ser posible construir una imagen del objeto, y en un caso particular de los contenidos o componentes. La imagen puede ser entonces presentada en una pantalla de visionado. Esta imagen puede ser útil, por ejemplo, con relación a las posibles aplicaciones resumidas anteriormente. En particular, puede ser útil en la determinación de los contenidos de un recipiente o estructura interna de un objeto o cuerpo.

Incluso así, la imagen generada por tal aparato de rayos x es limitada. En el mejor de los casos constituye una radiografía del objeto del que se está formando la imagen. Esto puede hacer que sea muy difícil la interpretación.

La Patente Europea Nº 0610084 describe un método para crear una fotografía de modelo sólido en "2, 5 D" para su visionado. Una par estereoscópico de imágenes de rayos x se obtiene utilizando dos rayos de cortina divergentes provenientes de una fuente de rayos x. Estos son separados en rebanadas conjugadas y la imagen en 2, 5D es construida a partir de la información de las rebanadas resultantes.

La imagen resultante no es estrictamente una imagen en tres dimensiones (aunque a menudo se le denomine así) dado que está presentada en una pantalla de dos dimensiones en lugar de por medio de un aparato totalmente estereoscópico. Dicha representación en 2, 5D de hecho contiene apuntes psicológicos para profundizar, tales como perspectiva lineal, interposición, sombreado en lugar de los apuntes de profundidad psicológicos conocidos como paralaje binocular o estereoscopía que se requiere para una imagen en tres dimensiones completas.

Las patentes del Reino Unido Nº 2329817 y 2360685 son ejemplos de métodos y sistemas que se pueden utilizar para producir pares de imágenes totalmente estereoscópicos. Provienen en última instancia de los principios establecidos en la patente Europea Nº 0261984. En particular, están sometidos a la condición establecida en la columna 4, líneas 31 a 48 en la misma, que impone considerables restricciones sobre el detector y la geometría del rayo fuente. Aunque la generación de imágenes estereoscópicas puede ser una técnica relativamente potente, el aprovechamiento de los apuntes psicológicos completos con relación a la información de profundidad, y de este modo el ofrecimiento del potencial para un usuario de un aparato de rayos x para identificar objetos o componentes de manera mucho más fiable y clara, puede ser complejo en el funcionamiento práctico. Para aprovechar el efecto estereoscópico, es necesario que el observador reciba diferentes imágenes en cada ojo de manera simultánea. Esto requerirá el uso de un aparato especial. Además, una técnica estereoscópica total requiere el control preciso del proceso de recogida de imagen con referencia a las condiciones identificadas anteriormente. Si el par estereoscópico va a ser efectivo, las imágenes respectivas deben ser recogidas con un paralaje muy próximo al que sería tolerado por los ojos del observador. Por estas razones, la generación de imágenes estereoscópicas no ha obtenido amplia aceptación para las máquinas de escaneo de este tipo.

Algunos de estos problemas son mitigados por la publicación PCT WO2008/119967 en la que se utiliza el principio de escaneo lineal para generar sucesivas imágenes cuando el movimiento relativo es efectuado a lo largo de un único eje lineal entre un objeto y una disposición de fuente/detector, de manera que se presenta el paralaje de movimiento monocular entre tales imágenes sucesivas y se ofrecen algunos apuntes adicionales en tres dimensiones.

La técnica de rayos x de escaneo de línea podría encontrar aplicación con relación a la generación de imágenes para fines médicos u otros fines de examen de investigación, control de calidad, etc., en donde es deseable visionar un objeto de múltiples componentes. Una mejor resolución de la forma exacta y la localización de los componentes de objetos en el espacio tridimensional sería una mejora considerable en las presentes técnicas, especialmente si la

composición pudiera también ser caracterizada mejor.

Es un objeto de la presente invención mitigar algunas o todas las desventajas anteriormente mencionadas de los sistemas de escaneo de línea de la técnica anterior.

Por lo tanto, de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, se proporciona un aparato para generar y presentar una imagen de un objeto que comprende:

una fuente de radiación, y una serie de al menos dos, pero preferiblemente tres o más, detectores lineales capaces de detectar la radiación incidente, separados entre sí para definir una zona de escaneo entre los mismos;

medios para hacer que un objeto se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo, en uso, en sucesivas pasadas a lo largo de al menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí;

un aparato de generación de imágenes para generar, para cada pasada sucesiva, al menos una primera imagen procedente de la salida de un primer detector lineal, una segunda imagen procedente de la salida de un segundo detector lineal, y una tercera imagen;

un aparato de procesamiento de imágenes adaptado para procesar los datos de imágenes recogidos desde la salida de los detectores lineales de manera que se reduzca la distorsión atribuible al rayo que se dispersa en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo;

una presentación de imágenes adaptada para presentar sucesivamente al menos la primera, segunda y tercera imágenes y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes.

Mediante analogía, de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, se proporciona un método para obtener una imagen de un conjunto que comprende las etapas de:

proporcionar una fuente de radiación y una serie de al menos dos, pero preferiblemente tres o más, detectores lineales capaces de detectar radiación incidente, separados entre sí, para definir una zona... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato para generar y presentar una imagen de un objeto, que comprende:

una fuente de radiación (1) y una serie de al menos dos detectores lineales (3a, 3b, 3c) capaces de detectar la radiación incidente, separados entre sí para definir una zona de escaneo entre los mismos;

medios para hacer que un objeto (9) se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo, en uso, en sucesivas pasadas a lo largo de al menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí;

un aparato de generación de imágenes (21) para generar, para cada sucesiva pasada, al menos una primera imagen a partir de la salida de un primer detector lineal, y una segunda imagen a partir de la salida de un segundo detector lineal;

un generador de imágenes intermedias configurado para generar al menos una tercera imagen a partir de un par adyacente de detectores lineales, procesar la salida de dicho par de detectores y generar una imagen representativa de una salida intermedia entre dichas dos salidas detectadas;

un aparato de procesamiento de imágenes (21) adaptado para procesar los datos de imagen recogidos a partir de una salida de los detectores lineales, de tal manera que se reduce la distorsión atribuible al rayo que se dispersa en una dirección perpendicular a la dirección de escaneo;

una presentación de imágenes (25) adaptada para presentar sucesivamente al menos dichas primera, segunda y tercera imágenes y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes.

2. Un aparato para generar y presentar una imagen de un objeto que comprende:

una fuente de radiación (1) y una serie de al menos tres detectores (3a, 3b, 3c) capaces de detectar la radiación incidente, separados entre sí para definir una zona de escaneo entre los mismos;

medios para hacer que un objeto (9) se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo, en uso, en sucesivas pasadas a lo largo de al menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí;

un aparato de generación de imágenes (21) para generar, para cada sucesiva pasada, al menos una primera imagen a partir de la salida de un primer detector lineal, una segunda imagen a partir de la salida de un segundo detector lineal, y una terca imagen a partir de la salida de un tercer detector lineal;

un aparato de procesamiento de imágenes (21) adaptado para procesar los datos de imagen recogidos de la salida de los detectores lineales de manera que se reduce la distorsión atribuible al rayo que se dispersa en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo;

una presentación de imágenes (25) adaptada para presentar sucesivamente el menos la primera, segunda y tercera de dichas imágenes y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además un generador de imágenes intermedias configurado para generar al menos una imagen intermedia a partir de al menos un par adyacente de detectores lineales, procesar la salida de dicho par de detectores y generar una imagen representativa de una salida intermedia entre las dos salidas detectadas.

4. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aparato de procesamiento de imágenes incluye un módulo de correlación para aplicar un análisis de imagen numérico a los datos recogidos para compensar la distorsión atribuible a la dispersión del rayo en una dirección perpendicular a la dirección de escaneo.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el aparato de procesamiento de imágenes incluye un módulo de corrección (32) para aplicar un factor de escalado numérico a la posición de los datos recogidos en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo.

6. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende medios de movimiento para efectuar el movimiento relativo del objeto y la zona de escaneo, cuyos medios de movimiento comprenden un brazo de escaneo que porta una fuente y detectores en relación espacial fija para trasladar el detector y la fuente con relación a un objeto estático para crear una zona de escaneo móvil.

7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los detectores lineales que forman las series separadas lateralmente (3a, 3b, 3c) son generalmente paralelos.

8. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos algunos de los detectores lineales comprenden detectores que pueden generar información espectroscópica acerca de la radiación transmitida, el detector presenta una respuesta espectroscópicamente variable directamente a través de al menos una parte sustancial del espectro de fuente, está fabricado a partir de un material semiconductor seleccionado para presentar de forma inherente como propiedad de material directa una respuesta fotoeléctrica variable a las diferentes partes del espectro de fuente, permitiendo que la información espectroscópica sea recuperada.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el material semiconductor comprende Cd110 (a+b) MnaZnbTe en donde a + b < 1 y a y/o b pueden ser cero.

10. Un método para obtener una imagen de un objeto que comprende las etapas de:

proporcionar una fuente de radiación (1) y una serie de al menos dos detectores lineales (3a, 3b, 3c) capaces de 15 detectar la radiación incidente separados entre sí para definir una zona de escaneo entre los mismos;

hacer que un objeto (9) se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo en sucesivas pasadas en al menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí; y con ello generar para dada pasada sucesiva al menos una primera imagen a partir de la salida de un primer detector, al menos una segunda imagen a partir de la salida de un segundo detector; y generar al menos una tercera imagen como imagen intermedia a partir de al menos un par adyacente de detectores lineales, procesando la salida de dichos pares de detectores y generando una imagen representativa de una salida 25 intermedia entre las dos salidas detectadas;

procesar los datos de imágenes recogidos para cada imagen para reducir la distorsión atribuible a la dispersión del rayo en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo;

presentar al menos dicha primera, segunda y tercera imágenes sucesivamente y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes.

11. Un método para obtener una imagen de un objeto, que comprende las etapas de:

proporcionar una fuente de radiación (1) y una serie de al menos tres detectores lineales (3a, 3b, 3c) capaces de detectar la radiación incidente, separados entre sí, para definir una zona de escaneo entre los mismos;

hacer que un objeto (9) se mueva con relación a, y a través de, la zona de escaneo en sucesivas pasadas en el menos dos direcciones lineales que forman un ángulo entre sí; y con ello generar para cada pasada sucesiva al menos una primera imagen a partir de la salida de un primer detector lineal, al menos una segunda imagen a partir de la salida de un segundo detector lineal, y al menos una tercera imagen a partir de la salida de un tercer detector lineal 45 procesar los datos de imagen recogidos para cada imagen para reducir la distorsión atribuible a la dispersión del rayo en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo;

presentar al menos dicha primera, segunda y tercera imágenes sucesivamente y de este modo presentar el paralaje de movimiento monocular entre las imágenes. 50

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, que adicionalmente comprende generar al menos una imagen intermedia a partir de al menos un par de posiciones de imagen respectivamente generadas en una primera y segunda direcciones de pasada, procesar la salida detectada para cada una de tales 55 posiciones de imagen y generar una imagen representativa de una salida intermedia entre las dos dichas salidas detectadas.

13. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la etapa de procesar los datos de imagen recogidos para cada imagen comprende aplicar un análisis de imagen numérico a los datos recogidos para 60 compensar la distorsión atribuible a la dispersión del rayo en una dirección perpendicular a una dirección de escaneo.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el análisis de imagen numérico comprende aplicar un factor de escalado numérico a la posición teórica de los datos recogidos en una dirección perpendicular a 65 una dirección de escaneo.

15. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 14, en el que las imágenes múltiples procedentes de las múltiples pasadas son combinadas y presentadas sucesivamente de manera que se permite la manipulación del eje del objeto alrededor del cual un objeto está siendo visionado en tres dimensiones.