Interpretación de datos radiográficos.

Un método para la recogida e interpretación de datos radiográficos a partir de un objeto,

que comprende lasetapas de:

proporcionar una fuente de radiación y un sistema detector de radiación distanciado de aquella, para definirentre éste y ésta una zona de exploración, de una manera tal que se definen por lo menos unas posicionesde exploración primera y segunda, distanciadas lateralmente, siendo el sistema detector capaz de detectary recoger una información resoluble espectroscópicamente acerca de la radiación incidente sobre él;

dar lugar a que un objeto se mueva con relación a, y a través de, la zona de exploración a lo largo de lasposiciones de exploración distanciadas lateralmente; y de esta manera generar por lo menos un primerconjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector enla primera posición de exploración;

generar por lo menos un segundo conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidada partir de la salida del detector en la segunda posición de exploración;

resolver cada uno de los conjuntos de datos sobre perspectivas para dar por lo menos tres bandas deenergía espectroscópica;

para cada una de dichas bandas de energía espectroscópica resueltas:

realizar un análisis numérico de imágenes de datos procedentes de cada conjunto de datos sobreperspectivas con el fin de identificar unos correspondientes puntos en diferentes conjuntos de datos sobreperspectivas;

obteniéndose de esta manera unos datos numéricos concernientes a la disparidad entre cada conjunto dedatos sobre perspectivas;

obteniéndose de esta manera una información sobre la coordenada z usando una triangulación y usando lainformación sobre la coordenada z para dividir cada conjunto de datos sobre perspectivas en cada bandade energía para dar una pluralidad de rodajas de profundidad;

y producir de esta manera una serie de conjuntos de datos de salida, cada uno de los cuales corresponde aun conjunto de datos en 2-D de información sobre la intensidad, resuelto para una banda de energía y unarodaja de profundidad individuales.

Interpretación de datos radiográficos El invento se refiere a un método y a un aparato para la recogida e interpretación de datos radiográficos, y especialmente de datos de interacción con rayos X, usando una información espacial y sobre energía resuelta. Por lo tanto, el invento se refiere a un método y a un aparato para la inspección y la caracterización de objetos en un espacio tridimensional, por ejemplo cuando es deseable obtener información acerca de un contenido interno y/o de una composición. El invento puede referirse además a un método y a un aparato que funcionan por, o en conjunción con, la generación de una imagen del material, pero no está limitado a dicha generación de imágenes.

El principio de explorar objetos con una radiación de alta energía, tal como la de los rayos X o los rayos gamma, se emplea ampliamente en unas circunstancias en las que puede ser deseable obtener información acerca del contenido interno y/o de la composición de un objeto, incluyendo por ejemplo explorar con finalidades de identificación, con finalidades de control de existencias, para vigilar cambios y especialmente la degradación en el transcurso del tiempo, en una situación de seguridad o similar para la detección de materiales peligrosos o prohibidos, por ejemplo para explorar personas o equipajes para su entrada en, o su salida de, una zona restringida, para finalidades de control de calidad o para finalidades de determinación de la integridad de la estructura, o similares.

La mayor parte de los objetos que son sometidos a la acción de rayos X consisten en una diversidad de materiales, tejidos compuestos, etc. Ellos, usualmente, son también de naturaleza tridimensional pero, a pesar de esto, las radiografías ordinarias son simplemente imágenes de sombras radiográficas planas que contienen solamente una información monocroma sobre la intensidad. Las fuentes de rayos X son casi siempre emisoras de radiación de amplio espectro. Sin embargo, la mayor parte de los tipos de detectores son incapaces de resolver esta información sobre energía. Las radiografías producidas de esta manera tienen por lo tanto toda la información espacial y toda la información de energía colapsada dentro de un único plano en 2-D (bidimensional) . Esto significa que si alguien está interesado en ver solamente una información en el interior de un objeto a una profundidad particular y que se compone de un cierto tipo de material, ésta siempre será ajustada frente a un telón de fondo en desorden en la imagen, causado por objetos en la misma región de x, y, y que se compone de otros tipos de materiales.

El reciente desarrollo de unos detectores que pueden resolver una información espectroscópica acerca de los rayos X transmitidos de una manera más eficaz, ha conducido al desarrollo de un aparato que discrimina a lo largo de una pluralidad de bandas de energía para generar una pluralidad de imágenes diferenciadas según la energía. Por ejemplo, el documento de patente de los EE.UU. US5943388 describe un sistema que hace uso de unos detectores de telururo de cadmio para generar una imagen a lo largo de por lo menos tres bandas de energía y generar por lo menos tres imágenes. Las radiografías producidas de esta manera tienen alguna diferenciación de la información sobre energía pero toda la información espacial permanece colapsada en único plano en 2-D.

Se han propuesto un método y un aparato en la solicitud de patente nº PCT/GB 2008/001103 para la producción de imágenes de rayos X con paralaje de movimiento monocular. La arquitectura del sistema debe ser tal que la serie de imágenes producidas de esta manera contenga solamente información sobre disparidades en la dirección horizontal (es decir en la dirección de la separación de los ojos humanos) . El hecho de presentar esta secuencia de imágenes a un observador humano proporcionará el mismo efecto que hacer girar al objeto. Esta serie de imágenes en perspectiva tiene contenidos dentro de éstas unos datos de coordenadas tridimensionales. De un modo muy similar a como la fotogrametría puede ser aplicada a pares de imágenes estereoscópicas por medición de la disparidad entre unas vistas en perspectiva, esto puede ser aplicado también a la serie de imágenes con paralaje de movimiento monocular. Una gran ventaja de hacerlo de esta manera reside en que cuántas más imágenes haya y mayores sean las disparidades implicadas, entonces tanto mayor será la exactitud con que se puede calcular la profundidad o coordenada z. Una limitación del hecho de usar pares estéreos consiste en que hay un límite controlado muy estrechamente sobre la disparidad que se puede usar, el cual limita de una manera efectiva la resolución de la profundidad que se puede obtener.

No obstante, sigue siendo deseable desarrollar un método y un aparato para la recogida e interpretación de datos radiográficos que haga un uso efectivo tanto de la información espacial como de la información sobre energía recogida por medios radiográficos mediante unos detectores de energía selectivos de una manera coordinada y resuelta. Dicho sistema ha sido presentado por J.P.O. Evans y colaboradores en la Conferencia Europea sobre Seguridad y Detección de 1997 (Publicación de la Conferencia de IEE nº 437) .

De acuerdo con el invento, en un primer aspecto, se proporciona un método para la recogida e interpretación de datos radiográficos a partir de un objeto, que comprende las etapas de:

proporcionar una fuente de radiación y un sistema detector de radiación distanciado de aquella, para definir entre éste y ésta una zona de exploración, de una manera tal que se definen por lo menos unas posiciones de exploración primera y segunda, distanciadas lateralmente, siendo el sistema detector capaz de detectar y recoger una información resoluble espectroscópicamente acerca de la radiación incidente sobre él;

dar lugar a que un objeto se mueva con relación a, y a través de, la zona de exploración a lo largo de las posiciones de exploración distanciadas lateralmente; y de esta manera generar por lo menos un primer conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la primera posición de exploración;

generar por lo menos un segundo conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la segunda posición de exploración;

resolver cada uno de los conjuntos de datos sobre perspectivas para dar por lo menos tres bandas de energía espectroscópica;

para cada una de dichas bandas de energía espectroscópica resueltas:

realizar un análisis numérico de imágenes de datos procedentes de cada conjunto de datos sobre perspectivas con el fin de identificar unos correspondientes puntos en diferentes conjuntos de datos sobre perspectivas;

obteniéndose de esta manera unos datos numéricos concernientes a la disparidad entre cada conjunto de datos sobre perspectivas;

obteniéndose de esta manera una información sobre la coordenada z usando una triangulación y usando la información sobre la coordenada z para dividir cada conjunto de datos sobre perspectivas en cada banda de energía para dar una pluralidad de rodajas de profundidad;

y producir de esta manera una serie de conjuntos de datos de salida, cada uno de los cuales corresponde a un conjunto de datos en 2-D de información sobre la intensidad, resuelto para una banda de energía y una rodaja de profundidad individuales.

Por analogía, de acuerdo con otro aspecto del invento, se proporciona un aparato para la recogida y el tratamiento de datos radiográficos a partir de un objeto, que comprende:

una fuente de radiación y un sistema detector de radiación distanciado de ella con el fin de definir entre éste y ésta una zona de exploración configurada de una manera tal que se definen por lo menos unas posiciones de exploración primera y segunda, distanciadas lateralmente, siendo el sistema detector capaz de detectar y recoger una información resoluble espectroscópicamente acerca de una radiación incidente sobre él;

un módulo de recogida de datos con el fin de recoger durante el uso por lo menos un primer conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la primera posición de exploración y por lo menos un segundo conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la segunda posición de exploración;

un módulo de resolución de energía para tratar y resolver cada conjunto de datos sobre perspectivas para dar por lo menos tres bandas de energía espectroscópica dentro del espectro de la fuente;

unos... [Seguir leyendo]

1. Un método para la recogida e interpretación de datos radiográficos a partir de un objeto, que comprende las etapas de:

proporcionar una fuente de radiación y un sistema detector de radiación distanciado de aquella, para definir entre éste y ésta una zona de exploración, de una manera tal que se definen por lo menos unas posiciones de exploración primera y segunda, distanciadas lateralmente, siendo el sistema detector capaz de detectar y recoger una información resoluble espectroscópicamente acerca de la radiación incidente sobre él;

dar lugar a que un objeto se mueva con relación a, y a través de, la zona de exploración a lo largo de las posiciones de exploración distanciadas lateralmente; y de esta manera generar por lo menos un primer conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la primera posición de exploración;

generar por lo menos un segundo conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la segunda posición de exploración;

resolver cada uno de los conjuntos de datos sobre perspectivas para dar por lo menos tres bandas de energía espectroscópica;

para cada una de dichas bandas de energía espectroscópica resueltas:

realizar un análisis numérico de imágenes de datos procedentes de cada conjunto de datos sobre perspectivas con el fin de identificar unos correspondientes puntos en diferentes conjuntos de datos sobre perspectivas;

obteniéndose de esta manera unos datos numéricos concernientes a la disparidad entre cada conjunto de datos sobre perspectivas;

obteniéndose de esta manera una información sobre la coordenada z usando una triangulación y usando la información sobre la coordenada z para dividir cada conjunto de datos sobre perspectivas en cada banda de energía para dar una pluralidad de rodajas de profundidad;

y producir de esta manera una serie de conjuntos de datos de salida, cada uno de los cuales corresponde a un conjunto de datos en 2-D de información sobre la intensidad, resuelto para una banda de energía y una rodaja de profundidad individuales.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la radiación de la fuente se selecciona entre una radiación electromagnética de alta energía tal como la de rayos X y/o de rayos gamma, o una radiación de partículas subatómicas; y el sistema de detección está adaptado de manera correspondiente para detectar una radiación en el espectro.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la etapa de identificar numéricamente una disparidad en los datos recogidos a partir de diferentes perspectivas hace uso de la restricción a la línea epipolar.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de resolución en profundidad se lleva a cabo para cada banda de energía usando los datos procedentes de múltiples vistas en perspectiva separadas en bandas de energía equivalentes para producir un conjunto de datos de salida que incluye unos mapas separados de información sobre la intensidad en 2-D para cada banda de energía en cada rodaja de profundidad teórica.

5. El método de la reivindicación 4, en el que los mapas de información sobre la intensidad en 2-D se combinan para producir un conjunto de datos de salida que tiene información sobre la intensidad en 3-D para cada banda de energía.

6. El método de la reivindicación 4 ó 5, que comprende además la etapa de generación de un conjunto de datos sobre imágenes a partir de por lo menos algunos y preferiblemente todos los conjuntos de datos de salida que tienen resolución espacial en x, y, de energía y de rodajas de profundidad.

7. El método de la reivindicación 6, que comprende además la etapa de presentar visualmente imágenes a partir de dichos conjuntos de datos sobre imágenes en forma de imágenes separadas presentadas visualmente de una manera simultánea o secuencial y/o en forma de imágenes compuestas en unos apropiados medios de presentación visual.

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se genera un conjunto de datos sobre perspectivas mediante el principio de exploración de líneas por el hecho de que el sistema detector comprende una pluralidad de detectores lineales distanciados capaces de generar una información resoluble espectroscópicamente acerca de una radiación incidente;

con lo que se genera un conjunto de datos sobre perspectivas haciendo que un objeto se mueva con relación a, y a través de, la zona de exploración para recoger de esta manera unos datos a partir de cada uno de la pluralidad de detectores lineales distanciados con el fin de generar una correspondiente pluralidad de conjuntos de datos sobre perspectivas en 2-D, en la que los datos sobre la intensidad son resueltos a lo largo de coordenadas x, y.

9. Un aparato para la recogida y el tratamiento de datos radiográficos a partir de un objeto, que comprende:

una fuente de radiación y un sistema detector de radiación distanciado de ella con el fin de definir entre éste y ésta una zona de exploración configurada de una manera tal que se definen por lo menos unas posiciones de exploración primera y segunda, distanciadas lateralmente, siendo el sistema detector capaz de detectar y recoger una información resoluble espectroscópicamente acerca de una radiación incidente sobre él;

un módulo de recogida de datos con el fin de recoger durante el uso por lo menos un primer conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la primera exposición de exploración y por lo menos un segundo conjunto de datos sobre perspectivas de información sobre la intensidad a partir de la salida del detector en la segunda posición de exploración;

un módulo de resolución de energía para tratar y resolver cada conjunto de datos sobre perspectivas para dar por lo menos tres bandas de energía espectroscópica dentro del espectro de la fuente;

unos medios de resolución espacial, que incluyen: un módulo analizador de imágenes para analizar numéricamente, para cada una de dichas bandas de energía espectroscópica resueltas, unos datos procedentes de cada conjunto de datos sobre perspectivas con el fin de identificar unos correspondientes puntos en ésta, un módulo de disparidad para obtener a partir de él unos datos numéricos que conciernen a la disparidad entre cada conjunto de datos sobre perspectivas, y un método de dividir en rodajas de profundidad para resolver una información sobre la coordenada z a partir de él usando una triangulación para dividir a cada conjunto de datos sobre perspectivas en cada banda de energía para dar una pluralidad de rodajas de profundidad;

un registro de datos de salida para almacenar los datos de salida generados por el módulo de resolución espacial como una serie de conjuntos de datos de salida, cada uno de los cuales comprende un conjunto de datos en 2-D de información sobre la intensidad, resuelto para una banda de energía y una rodaja de profundidad individuales.

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la fuente de radiación comprende una fuente para suministrar una radiación de alta energía seleccionada entre una radiación electromagnética de alta energía, tal como la de los rayos X y/o los rayos gamma y una radiación de partículas subatómicas, y el sistema de detección está adaptado de manera correspondiente para detectar una radiación en el espectro.

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que el módulo de resolución de energía comprende un módulo de tratamiento de datos para distinguir unos datos sobre la intensidad resueltos espectroscópicamente y un módulo de almacenamiento de datos para almacenar estos datos sobre la intensidad en una apropiada pluralidad de depósitos de energía.

12. Un aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 11, en el que el módulo de división en rodajas de profundidad está adaptado, para cada banda de energía, para tratar los datos procedentes de múltiples vistas en perspectiva separadas en bandas de energía equivalentes para producir un conjunto de datos de salida, que incluye unos mapas separados de información sobre la intensidad en 2-D para cada banda de energía en cada rodaja de profundidad teórica y opcionalmente para combinar los mapas de información sobre la intensidad en 2-D para producir un conjunto de datos de salida que tiene información sobre la intensidad en 3-D para cada banda de energía.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además un módulo de generación de imágenes para generar un conjunto de datos sobre imágenes a partir de por lo menos algunos y preferiblemente de todos los conjuntos de datos de salida que tienen resolución espacial en x, y, de energía y de rodajas de profundidad.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende además un registro de datos para el almacenamiento de dichos conjuntos de datos sobre imágenes y/o dichos medios de presentación visual de imágenes en los cuales se pueden presentar visualmente las imágenes procedentes de dichos conjuntos de datos sobre imágenes.

15. Un aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 14, en el que un detector está adaptado para producir una resolución espectroscópica por el hecho de que está fabricado a base de un material seleccionado para exhibir inherentemente, como una propiedad directa del material, una respuesta eléctrica variable directa a diferentes partes del espectro de la fuente.

16. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el detector comprende un material o varios materiales semiconductores formados como un material semiconductor de cristales voluminosos, seleccionado entre telururo de cadmio, telururo de cadmio y zinc (CZT) , telururo de cadmio y manganeso (CMT) y aleaciones de los mismos.

17. Un aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 16, que funciona según el principio de exploración de

líneas, por el hecho de que el sistema detector comprende una pluralidad de detectores lineales capaces de generar una información resoluble espectroscópicamente acerca de una radiación incidente en una agrupación en serie espaciada lateralmente con una apropiada separación angular de manera tal que se pueden recoger durante el uso datos sobre la intensidad a partir de las múltiples trayectorias de rayos entre una fuente y una agrupación de detectores lineales.