专利名称：降低x射线人体透射检查的辐射剂量的方法及装置的制作方法X射线透射成像检查是以X射线源发射的X射线束扫描被检体(人体或物体)然后照射到射线接收装置最后通过计算机转换为可视图像，常用于医疗、安全检查和无损探伤等领域。现有的X射线束扫描方式有面扫描和线扫描两种。面扫描式的X射线从X射线源以锥体束形式发射出来，通过被检体照射到整个面阵列探测器或感光胶片，辐射剂量大，一次胸透的辐射剂量可高达400 μ Sv (微希沃特)，一个人一年之内检查3次既超过安全剂量，对人体伤害很大。这种检查方式不能用于对广大公众的安检，只能用于医疗检查。而且面阵列探测器制造成本和感光胶片的使用成本都很高。线扫描式的X射线从X射线源以锥体束形式发射出来以后，通过限束窄缝限制成扇面束形式，再通过被检体照射到线阵列探测器，通过图像处理装置转换为一行像素，X射线束与被检物的不断的相对移动，产生大量的行像素形成二维图像的相素阵列。这种扫描成像方式不仅降低了探测器的成本，而且大大地降低了辐射剂量，扫描速度现已高达到每秒9000行、每行3万多个相素(如兰州三磊电子有限公司的SL-XRD-H系列X射线扫描成像器)，这种扫描成像方式现已成为世界发达国家人体安检设备技术发展的一个重要方向。但到目前，除了个别产品外，还未见有辐射剂量低于5μ Sv的实用装置，以至世界上安检技术最先进、恐怖袭击危害最严重的美国也未能使用X光透射检查人体，而不得不使用只能显示体表图像的被公众称为“裸检”的背散射和毫米波安检装置，这种安检方法不可避免的侵犯被检人的隐私权，在国际上产生强烈的反感，在多国的压力下，终于在2010年4月被迫停止仅试行4个月的所谓“裸检”。此外，这种“裸检”方法不能显示藏匿于人体内部的危禁物品，对侦查“人弹”恐怖袭击无能为力。至今，面对人体藏匿毒品和爆炸品的严峻的恐怖和贩毒形势，整个世界仍束手无策，无计可施。
本发明的目的是克服现有X射线人体安检设备的上述缺点，大幅度降低X射线人体透射检查的辐射剂量，提供一种能实际应用的对公众绝对安全的X射线人体透射检查设备。为实现上述目的，本发明提供了一种降低X射线人体透射检查的辐射剂量的方法用X射线束扫描被检查的人体，所述X射线通过限束窄缝形成扇面型射线束，用线型探测器接收X射线信号，用被检人体与所述扇面的相对移动完成整个人体的扫描，产生一族行像素图像信号阵列，通过计算机处理得到完整的人体透视图像，其特征在于χ射线束的扫描方式是点扫描，用线束转筒将扇面型X射线束转变为线型X射线束，并使它在扇面内连续改变张角然后对被检人体逐行扫描，线型探测器接收连续的点扫描信号将其转换为一行图像信号送到计算机中处理和储存。产生在扇面内连续改变张角的线型X射线束的方法是在限束窄缝与被检人体之间设置线束转筒，线束转筒的旋转轴线置于所述扇面内，转筒筒壁包括一层高密度材料如铅或铅橡胶等制成的外套，外套上开有至少一对通透的螺旋沟槽，这对螺旋沟槽包括两条关于转筒轴线呈中心对称的螺旋沟槽，它们与扇面型X射线束的相交面形成X射线可穿透的小孔型通道，少量X射线从该通道通过形成线型射线束射向被检人体，扇面型X射线束的其它大部分射线则被线束转筒的高密度材料外套所阻挡；线束转筒不断旋转，螺旋沟槽与扇面相交的部位即小孔型通道不断上升或下降，从其中通过的线型射线束的张角也随之不断改变。所述转筒的内层用强度与刚度较高的低密度材料如铝合金、工程塑料等制成，以便在高速旋转时保持固定的形状与尺寸。所述螺旋沟槽各处的轴向宽度随该处线型射线束的张角的增减而增减，其数值按以下方法设计设定某X射线束与垂直于线束转筒旋转轴线的X射线之间的夹角为该X射线束的张角，设定一条X射线进入线束转筒的点为入射点，射出线束转筒的点为射出点；同一条X射线的入射点和射出点之间在线束转筒旋转轴线方向上的距离为该处螺旋沟槽的理论最小轴向宽度，实际轴向宽度设定为较理论最小轴向宽度大O. 2至3毫米,从而使该条X射线能从两螺旋沟槽的沟内同时穿过；随着张角的增大，沟槽的轴向宽度也相应增大。产生在扇面内连续改变张角的线型X射线束也可用另一种方法在限束窄缝与被检人体之间设置线束转筒，转筒外周包括一层高密度材料制成的外套，在高密度材料外套上开有至少一条螺旋沟槽，包络螺旋沟槽的中心螺旋线的柱面与所述扇面相切。从限束窄缝射出的扇面型X射线束大部分被转筒外套的高密度材料所阻挡，只有少量射线从螺旋沟槽中通过形成线型射线束射向被检人体，线束转筒不断旋转，螺旋沟槽与扇面相切的部位不断上升或下降，从其中通过的线型射线束的张角也随之不断改变。转筒的内部用高强度材料如钢材制成，以便在高速旋转时保持固定的形状与尺寸。本发明还提供一种利用上述方法设计的降低X射线人体透射检查的辐射剂量的装置，它包括产生发射X射线的X射线源10、将X射线约束为扇面型X射线束的限束窄缝20、接收X射线并将它们转换为电信号的线型阵列式X射线探测器30、置于限束窄缝与X射线探测器之间的供被检人体通过的检查通道40、将X射线探测器输出的电信号转换为图像的成像系统50和对设备进行控制的控制系统60，本发明的特征在于这一装置还包括将扇面型X射线束转变为线型X射线束并使它在扇面内连续改变张角的线束转筒70，它置于限束窄缝20与检查通道40之间；线束转筒70包括筒体71、支承筒体的两轴承72和驱动筒体71旋转的旋转驱动机73。筒体71为实心或空心圆柱体，圆柱体外表面上开有螺旋沟槽。所述线束转筒70的旋转轴线置于所述扇面内，筒体71用低密度金属或非金属材料制成，其外周嵌套一层高密度材料铅或铅橡胶制成的外套711，外套711上开有至少一对通透的螺旋沟槽7111，这对螺旋沟槽包括两条关于转筒轴线呈中心对称的螺旋沟槽7111a和7111b，其沟槽的轴向宽度是连续变化的。所述螺旋沟槽各处的轴向宽度随该处线型射线束的张角的增减而增减，其数值按以下方法设计、Bmin = D*TAN θ +0. 2 (mm)Bmax = D*TAN Θ +3. 0 (mm)式中Bmin——螺旋沟槽在某处的轴向宽度的最小值Bmax——螺旋沟槽在该处的轴向宽度的最大值D——线束转筒筒体71的外直径Θ——穿过螺旋沟槽该处的X射线束与垂直于线束转筒旋转轴线的X射线之间夹角，简称该X射线束的张角TAN θ——Θ角的正切值。 所述线束转筒70的筒体71另一种结构是实心圆柱体，外层为高密度材料铅或铅橡胶制成的外套712，外套712上开有至少一条螺旋沟槽7121，包络螺旋沟槽的中心螺旋线的柱面7122与所述扇面相切；实心圆柱体的内部用高强度材料如钢材制成，以便在高速旋转时保持固定的形状与尺寸。支承筒体的两轴承72为滚珠轴承或流体静压轴承，流体静压轴承可以是液体静压轴承或气体静压轴承；所述旋转驱动机73为电动机或液压马达、气动马达。本发明的有益效果是大大降低现有各种X射线人体透射检查设备的辐射剂量，使之不损害被检人的健康，从而这种设备可以普及到任何需要对人体进行安全检查的场所，包括每天都要对同一人群进行检查的重要场所，特别是可实现对人体藏匿毒品和爆炸品的普遍检查，最终解决当今面临的反恐和辑毒设施的世界难题。
下面结合附图和
对本发明进一步说明。图I是实施例I的原理示意图，图2是实施例I的线束转筒70原理图，图3是实施例I的线束转筒筒体的外形示意图，图4是实施例2的原理示意图，图5是实施例3的正视原理图，图6是实施例3的俯视原理图。

设定某X射线束与垂直于线束转筒旋转轴线的X射线之间的夹角为该X射线束的张角Θ，设定一条X射线oel进入线束转筒的点为入射点al，射出线束转筒的点为射出点a2 ;同一条X射线的入射点和射出点之间在线束转筒旋转轴线方向上的距离为该处螺旋沟槽的理论最小轴向宽度B,实际轴向宽度设定为较理论最小轴向宽度大O. 2至3毫米,从而使该条X射线能从两螺旋沟槽的沟内同时穿过；随着张角的增大，沟槽的轴向宽度也相应增大。螺旋沟槽各处的轴向宽度与张角关系按下式设计B = D*TAN Θ (mm)Bmin = D*TAN θ +0. 2 (mm)Bmax = D*TAN θ +2. 0 (mm)式中B——螺旋沟槽在某处的轴向宽度的最小理论值Bmin——螺旋沟槽在某处的轴向宽度的最小实际值Bmax——螺旋沟槽在该处的轴向宽度的最大实际值D——线束转筒筒体71的外直径Θ——穿过螺旋沟槽该处的X射线束与垂直于线束转筒旋转轴线的X射线之间夹角，简称该X射线束的张角TAN θ——Θ角的正切值。所述两轴承72为滚珠轴承，也可用液体静压轴承或气体静压轴承；所述旋转驱动机73为电动机或液压马达、气动马达。在对人体进行全身扫描安检时，X射线源10发射的X射线通过限束窄缝20形成扇面形射线束，线束转筒70的一对螺旋沟槽与扇面相交的地方有部分射线射入入射侧的沟槽，透过转筒内的低密度材料从转筒射出面的另一根螺旋沟槽中射出，但因扇束内绝大多数射线均射在线束转筒上沟槽外的高密度材料上而被吸收阻挡，只有极少量的能同时穿过入射侧和射出侧的两个螺旋沟槽而到达被检人体和探测器，形成线型射线，如图2中射线οθ1、οθ2、οθ3所示。随着线束转筒的不断旋转，所述线型射线不断改变张角，形成自上而下或自下而上连续偏转的点扫描运动，穿透人体的一个层面，激发探测器的各个接收单元，产生出一行电信号，得到该层面的一行透视像素。依靠人体与射线扫描面的相对移动，完成对整个人体的扫描，得到整个人体的二维透视像素。
由于用线型射线束取代现有技术的扇面型射线束，所以辐射剂量大大减小。若现有限束窄缝的长度为300mm，线型射线束的截面高度为I. 5mm，线束转筒上的螺旋沟槽的平均螺距为150mm，即一条线型射线完成150mm长的窄缝的扫描，则辐射剂量减少到I. 5/150即1/100。若线束转筒具有一对螺旋沟槽，每转可完成一行扫描。一个人体若能扫描2000行，其分辨率将超过当前世界先进水平。若线束转筒达到每分40000转的转速，则完成一个高分辨的人体扫描仅需3秒，而每分数万转的转子，对现代机电技术来说已不是难题，现有精密滚珠轴承、高速直流伺服电机、高精度动平衡机的结合就能满足高速转子的制造需要，如果应用早已成熟的空气轴承、风动马达还可大幅度提高转子的转速。实施例2实施例2如图4所示，它与实施例I基本相同，但实施例I适于安装在地面上，射线最大张角较大,对应较大张角的螺旋沟槽的轴向宽度也大,实施例2把X射线源10提高到人体的腰部，X射线的扫描张角Θ以水平线oe3为对称轴上下对称分布，最大张角就可减少近一半，螺旋沟槽的轴向宽度B也大大减小。实施例3本发明实施例3如图5、6所示，与实施例2基本相同，不同之处仅在于所述线束转筒70的筒体71是实心结构，其外层有一层高密度材料铅或铅橡胶制成的外套712，外套712上开有少一条螺旋沟槽7121，包络螺旋沟槽的中心螺旋线的柱面7122与限束窄缝20形成的扇面型X射线束21相切，扇面型X射线束21被外套712与防护挡板72阻挡，只有一根或几根线型射线束oe通过螺旋沟槽7121与防护挡板72之间的空隙，从与外套712相切的方向穿透被检人体41照射到探测器30上。本例螺旋沟槽的设计与制造较为简单一些，但螺旋沟槽的螺旋升角不能太大，线束转筒70的转速要求较高。以上各列仅为较好的实施方式，根据本发明提供的方法，用现有公知技术不难设 计出更多的
，如把线束转筒的圆柱体设计为鼓形、鞍形、双曲线形或抛物线形母线等其它形状，都可实现本发明的方法。


一种降低X射线人体透射检查的辐射剂量的方法及装置，其特征在于X射线束的扫描方式是点扫描，用线束转筒将现有技术的扇面型X射线束转变为线型X射线束，并使它在扇面内连续改变张角然后对被检人体逐行扫描。所述装置包括X射线源、将X射线约束为扇面型X射线束的限束窄缝、接收X射线的线型阵列式X射线探测器、供被检人体通过的检查通道、成像系统、控制系统和线束转筒，线束转筒为外表面上开有螺旋沟槽的圆柱体，用于将扇面型X射线束转变为线型X射线束，从而大大降低X射线人体透射检查装置的辐射剂量，使之绝对不损害被检查人的健康，从而实现对人体藏匿毒品和爆炸品的普遍检查，最终解决当今面临的反恐设施的世界难题。