Scaner cu raze X

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 august 2022; verificarea necesită 1 editare .

Scanerele cu raze X  sunt dispozitive folosite pentru a obține imagini fluoroscopice. Aceste scanere sunt utilizate în diverse domenii: securitate, detectarea defectelor etc. Uneori , aparatele medicale cu raze X sunt denumite scanere cu raze X.

Istorie

În 1895, Wilhelm Roentgen , în timp ce efectua experimente cu un tub cu raze catodice în vid, a descoperit mai întâi radiația penetrantă, numită mai târziu raze X sau raze X.

Prima imagine cu raze X a fost luată din mâna soției lui V. Roentgen . Imaginea îi arăta verigheta pe deget, precum și oasele mâinii. 18 ianuarie 1896 „Mașina cu raze X” a fost prezentată oficial de H. Smith, noul aparat a fost prezentat publicului ca un miracol tehnic. În mai 1896 , Thomas Edison a asamblat un aparat demonstrativ la îndemână și a demonstrat publicului minunile cu raze X. După ce asistentul său a murit din cauza arsurilor cauzate de radiații rezultate din demonstrarea frecventă a imaginilor cu mâinile sale, Edison a încetat să mai cânte [1] . Mulți au fost fascinați de descoperirea unor astfel de dispozitive, iar unii oameni au fost îngrijorați de posibilitatea de a folosi astfel de dispozitive pentru a privi prin uși și a încălca intimitatea.

Aproape în același timp, în 1896, a fost găsită o variantă de utilizare a razelor în scopuri medicale și s-a făcut prima radiografie în scop medical - o mână ruptă a lui Eddie McCarthy, pacient al prof. Edwin Frost , pentru 20 de minute de expunere. [2]

În anii 1940 și 1950, scanerele cu raze X au fost folosite în diverse domenii ale activității umane, de exemplu, în magazine pentru a ajuta la vânzarea pantofilor (imaginea arăta cum se potriveau pantofii cumpărătorului). Cu toate acestea, în 1957, un astfel de scaner a fost interzis în Pennsylvania datorită faptului că atragea copii. În viitor, o astfel de utilizare a scanerelor cu raze X a încetat. [3]

Prezentare generală a tehnologiei

Un scanner cu raze X constă de obicei dintr-o sursă de raze X (tub de raze X sau accelerator) și un sistem de detectare. Detectoarele pot fi împărțite în:

• analog (film special)
• digital (bară de detectoare, matrice (detector cu ecran plat)

Echipamente de inspecție cu raze X

Scanere de bagaje (introscoape)

Scanerele cu raze X sunt utilizate pentru verificarea fără contact a încărcăturii și a bagajelor pentru eventuala prezență a armelor, drogurilor și explozivilor . Radiațiile cu raze X sunt localizate în interiorul corpului scanerelor și, prin urmare, sunt sigure pentru alții. Partea principală a unor astfel de scanere este un generator de raze X, o linie de detectie pentru detectarea razelor care trec prin bagajele de cală, o unitate de procesare a datelor pentru convertirea semnalelor primite de la linia detectorului într-o imagine și un transportor care este utilizat pentru a ghida bagajele prin scaner. Imaginile rezultate sunt afișate pe un terminal de computer, situat de obicei lângă scaner. Există mai multe tipuri de scanere pentru bagaje:

• Sisteme de proiecție unică - un generator de raze X este instalat în sistem
• Două proiecții și mai mult - sistemul are mai multe generatoare, respectiv, plasate în unghiuri diferite, ceea ce vă permite să inspectați mai eficient bagajele, deoarece puteți vizualiza obiectul din diferite unghiuri
• Scanere CT - bazate pe tehnologia tomografiei computerizate . Ele vă permit să obțineți o imagine tridimensională a bagajului și să o manipulați liber pentru analiză. Deveniți popular după 2010 în sistemul de securitate al aeroportului. [patru]

În prezent, tehnologiile sunt dezvoltate în întreaga lume folosind învățarea automată profundă (rețele neuronale) pentru a automatiza procesul de screening și a reduce influența factorului uman asupra procedurii de screening.

Scanere de screening personal

Astăzi, există trei direcții principale pentru dezvoltarea scanerelor personale de screening:

• Scanere cu microunde care utilizează un semnal de undă milimetrică reflectată.
• Scanere bazate pe tehnologia backscatter , folosind efectul de reflexie a razelor X . În astfel de scanere, puterea radiației cu raze X este redusă semnificativ (doza primită în timpul scanării nu este mai mare de 0,05 μSv sau 0,0005 mrem ), deoarece razele nu trebuie să treacă prin corpul uman. Receptoarele sensibile detectează fasciculele reflectate de corp, afișând obiecte dense sub îmbrăcăminte. Scanerele cu raze X arată ca două dulapuri înalte, între care trebuie să stai. [5]

• Scanere de screening corporal bazate pe tehnologia cu raze X penetrante . [6] În aceste scanere, razele X trec prin corpul uman și apoi sunt preluate de un detector sau o serie de detectoare. Acest tip de scanere de screening personal vă permite să detectați obiecte ascunse nu numai sub îmbrăcăminte, ci și în interiorul corpului uman (de exemplu, medicamentele transportate în stomac de către curierii de droguri ) sau în cavitățile sale naturale. Doza primită este în regiunea de 0,25 μSv și este, în general, guvernată de standardul de siguranță al radiațiilor din SUA pentru sistemele personale de screening care utilizează raze gamma sau X ANSI 43.17.2009 [7] . Există modificări în cabina de protecție cu raze X, ceea ce face posibilă excluderea impactului radiațiilor reflectate asupra personalului și a oamenilor din jur. Se pot distinge scanere cu una și două proiecții, permițând unei proiecții să facă o fotografie a întregului corp, iar a doua proiecție să obțină o imagine a anumitor zone (de exemplu, abdomenul) care sunt de interes din punct de vedere. de a găsi obiecte ascunse. De obicei, scanarea pe cea de-a doua proiecție are loc la o doză mai mare și nu mai este o procedură standard, ci o examinare aprofundată a unui subiect suspect, efectuată selectiv și, de obicei, sub suspiciunea angajaților serviciului.

Scanere de marfă și vehicule

Sunt folosite pentru a scana mărfuri mari, containere maritime, trenuri, precum și mașini și camioane. Obținut prin mărire, dar bazat pe aceleași principii ca și alte scanere cu raze X. Ele sunt împărțite fundamental în funcție de puterea surselor utilizate:

• Pentru scanarea cu raze X a autoturismelor , se folosesc generatoare de raze X de putere redusă (200-400 kW), care permit șoferului și pasagerilor să nu părăsească mașina în timpul procesului de scanare - mașina în sine trece prin instalație. Doza medie primită nu este mai mare de 2 μSv.
• Pentru a scana obiecte de densitate mai mare, cu pereți metalici groși, se folosesc generatoare de putere mare, betatroni . Puterea generatoarelor în acest caz este de 5000-8000 MeV și scanarea unei persoane pe aceste dispozitive la putere maximă este interzisă. Producătorii ies din situație în două moduri: scanând un vehicul gol, trăgând-l prin cadrul detectorului sau conducând detectorul peste un vehicul staționar sau scanând cabina cu șoferul într-o doză mică, care este acceptabilă pentru o persoană ( sau nu scanează deloc cabina), iar caroseria - la un nivel ridicat. Instalațiile cu o putere de 5000 MeV nu au capacitatea de a colora imaginile, evidențiind obiectele după numărul atomic , instalațiile cu o putere mai mare au această funcție, care vă permite să identificați rapid vizual obiectele biologice, metalele etc. din imagine.

Scanere cu raze X portabile (compacte)

Pe lângă staționare, există scanere portabile cu raze X, care sunt un generator compact care poate fi purtat în mână și un detector, cel mai adesea un panou plat. Sunt utilizate pentru scanarea selectivă a obiectelor mici sau a părților obiectelor mari care nu se încadrează în setările standard. În ideologia lor, ele sunt similare cu sistemele portabile de testare nedistructivă.

Scanere mobile cu raze X

Scanerele mobile cu raze X pot fi împărțite în două tipuri:

• scaner staționar instalat pe orice șasiu (mașină, furgonetă, vagon de cale ferată). De obicei, datorită acestui design, se formează puncte de control și puncte de control mobile (mobile ) . Cel mai adesea, sistemele de scanare a bagajelor sau a persoanelor sunt instalate pe șasiu standard cu anumite modificări.
• scaner mobil - un vehicul profund reproiectat sau proiectat de la zero în acest scop. Cel mai adesea, acestea sunt scanere pentru inspectarea obiectelor mari - marfă, vehicule, containere. Ele pot fi asamblate într-o poziție de transport și, dacă este necesar, instalate rapid într-o poziție de lucru.

Echipament medical cu raze X

În cazuri rare, aparatele de radiografie medicală sunt numite scanere cu raze X.

Sisteme de testare nedistructivă cu raze X (radiografice)

Scanerele cu raze X sunt utilizate în detectarea defectelor produselor și materialelor ca una dintre metodele de testare nedistructivă . Principalele domenii de aplicare sunt industria alimentară, electronică, industria auto, metalurgie, industria petrolului și gazelor. O aplicație interesantă a scanerelor cu raze X se găsește în zona muzeului și a colecțiilor: analiza cu raze X a operelor de artă, verificarea autenticității picturilor și a prezenței straturilor ascunse, precum și studiul altor lucrări fără efecte distructive. .

Note

1. ↑ Istorie. Wilhelm Conrad Roentgen și pătrunderea razelor sale în Rusia | Portal de radiologie . radiomed.ru. Preluat la 15 februarie 2018. Arhivat din original la 6 august 2020. (Rusă)
2. ↑ PK Spiegel. Prima radiografie clinică făcută în America - 100 de ani.  // Jurnalul American de Roentgenologie. - T. 164 , nr. 1 . - S. 241-243 . - doi : 10.2214/ajr.164.1.7998549 . Arhivat din original pe 2 decembrie 2019.
3. ↑ X-ray machine - Wikipedia,  enciclopedia liberă . www.unhas.ac.id. Data accesului: 15 februarie 2018. Arhivat din original pe 16 februarie 2018.
4. ↑ TSA lansează o demonstrație a tehnologiei de scanare a punctelor de control 3D la două aeroporturi  , Transportation Security Administration (  15 iunie 2017). Arhivat din original pe 15 februarie 2018. Preluat la 15 februarie 2018.
5. ↑ Keaton Mowery*, Eric Wustrow†, Tom Wypych*, Corey Singleton*, Chris Comfort*, Eric Rescorla*, Stephen Checkoway‡, J. Alex Halderman†, Hovav Shacham*
   • UC San Diego, † Universitatea din Michigan, ‡ Universitatea Johns Hopkins. Analiza de securitate a unui scaner complet  //  Proceedings of the 23rd USENIX Security Symposium : Article. - 2014. - August. Arhivat din original pe 23 mai 2018.
6. ↑ Gaikoi P.N., Kazurov B.K., Kazurov M.B., Karlin V.S., Rudenok V.P. Fundamentele tehnologiilor și mijloacelor de control vamal. Manual . — „Editura Prospekt”, 25-04-2016. — 481 p. — ISBN 9785392213214 . Arhivat pe 16 februarie 2018 la Wayback Machine
7. ↑ Centrul pentru Dispozitive și Sănătate Radiologică. Sisteme de securitate - Produse pentru screening-ul de securitate a  persoanelor . www.fda.gov. Data accesului: 13 februarie 2018. Arhivat din original pe 22 noiembrie 2010.

Vezi și

• scaner cu microunde
• Scaner cu raze X bazat pe backscattering

Link -uri

1. Zhang, J; Yang, G; Cheng, Y; Gao, B Qiu, Q; Lee, YZ; Lu, JP și Zhou, O. Sursă de raze X cu scanare staționară bazată pe emițători de câmp de nanotuburi de carbon  // Applied Physics Letters  : journal  . - 2005. - Vol. 86 , nr. 2 mai . — P. 184104 . - doi : 10.1063/1.1923750 .