Сканеры для досмотра человека: от рентгеновских до миллиметровых

Согласно пресс-релизу от 12 января 2024 года, агентство Управлением транспортной безопасности США проверило рекордные 858+ миллионов пассажиров в 2023 году. 

И хотя в пресс-релизе об этом прямо не говорится, разумно предположить, что большинство или, скорее всего, все эти люди были проверены с помощью сканеров тела на предмет скрытого оружия и контрабанды. 

И как следует из того же пресс-релиза эти сканеры предотвратили попадание 6737 единиц огнестрельного оружия в безопасные зоны аэропортов и на борт самолетов, 93% из них были заряженными.

Хоть в России и запрещен оборот огнестрельного оружия, ситуация всего скорее не лучше, в статье про досмотровое оборудование актуальных проблемах в условиях СВО. 

Поэтому очевидно, что сканеры для досмотра человека сейчас важнее, чем когда-либо, для обеспечения безопасности объектов критической инфраструктуры. Вот почему так важно знать тенденции, определяющие развитие этой технологии сегодня и в будущем.

Оглавление

1. Рентгеновские сканеры для тела
1.1. Как это работает?
2. Сканеры миллиметрового диапазона
2.2. Как это работает?
3. Сканеры терагерцевого диапазона
3.3. Как это работает?
4. Примеры обнаруженных запрещенных предметов
4.1. Ювелирные металлические изделия
4.2. Алмазы
4.3 Денежные купюры
4.4. Мобильные телефоны и сим карты
4.5. Взрывчатые вещества
4.6. Наркотические средства
5. Как повысить эффективность?

Рентгеновские сканеры для тела

Рентгеновские сканеры работают на основе рентгеновского излучения, которое является формой ионизирующего излучения с очень короткой длиной волны и высокой энергией.

• Рентгеновские сканеры для тела — 7 моделей
  

Полноростовые сканеры с использованием рентгеновского излучения предоставляют мощный, и я бы даже сказал незаменимый инструмент для повышения эффективности досмотра.
Их способность обнаруживать широкий спектр угроз, как металлических, так и неметаллических, делает их неоценимыми в предотвращении потенциальных опасностей. 

Как это работает?

Сканер испускает рентгеновские лучи, которые проходят через тело человека, далее датчики улавливают рентгеновские лучи, которые либо рассеялись, либо прошли сквозь тело человека.
Далее эти датчики преобразуют рентгеновские лучи в электрические сигналы.
Компьютер обрабатывает их для создания детализированных изображений тела человека, выявляя любые скрытые предметы.
Сотрудники службы безопасности просматривают изображения, чтобы выявить любые подозрительные предметы, скрытые на или внутри тела. Передовое программное обеспечение также может помогать в выявлении потенциальных угроз.

Отраженное излучение или сквозное рентгеновское просвечивание:

Все рентгеновские сканеры можно разделить на две группы по принципу улавливаемого излучения:

• Отраженное излучение: Этот метод фиксирует отражение рентгеновских лучей от тела. Отраженные лучи улавливаются детекторами для создания изображения. Этот метод особенно эффективен для обнаружения органических материалов.
  
• Сквозное рентгеновское просвечивание: В этом методе рентгеновские лучи проходят через тело и улавливаются с другой стороны. Это полезно для создания детализированных изображений плотных материалов и металлических объектов.
  

Рентгеновские лучи могут проникать через плотные материалы, включая ткани и кости, что позволяет выявлять металлические, керамические и органические предметы с высокой детализацией.

Сканеры миллиметрового диапазона

Миллиметровые сканеры используют миллиметровые волны, часть электромагнитного спектра с длиной волны от 1 до 10 миллиметров (частоты от 30 до 300 ГГц). 

• Сканеры миллиметрового диапазона — 3 модели
  

Эти волны могут проникать через одежду и другие неметаллические материалы, отражаясь от поверхности тела и скрытых объектов.

Как это работает?

• Излучение: Сканер излучает миллиметровые волны в сторону объекта.
  
• Отражение: Волны отражаются от поверхности тела и скрытых объектов.
  
• Сбор данных: Отраженные волны собираются и анализируются для создания изображения, показывающего форму и расположение предметов под одеждой.
  

Миллиметровые волны безопасны для человека, поскольку они не используют ионизирующее излучение и не проникают глубоко в тело, ограничиваясь поверхностным сканированием.

Проникают только через одежду и другие неметаллические материалы, отражаясь от поверхности тела.

Основное преимущество миллиметровых сканеров перед рентгеновскими - отсутствие ионизирующего излучения, что делает их безопасными для регулярного использования.

Сканеры терагерцевого диапазона

Терагерцовые сканеры используют терагерцовое излучение (ТГц), которое находится в промежуточном диапазоне между инфракрасным и микроволновым излучением. 

• Сканеры терагерцевого диапазона — 2 модели
  

Длина волны терагерцового излучения составляет от 0,1 до 1 мм, что соответствует частотам от 0,1 до 10 ТГц.

Как это работает?

1. Излучение: Сканер испускает терагерцовые волны, которые проходят через одежду и другие неметаллические материалы.
   
2. Отражение и поглощение: Терагерцовые волны отражаются от поверхности тела и скрытых объектов, частично поглощаясь различными материалами.
   
3. Детекторы: Специальные детекторы улавливают отраженные волны и анализируют их интенсивность.
   
4. Изображение: На основе разницы в отражении и поглощении создается изображение, показывающее форму и расположение предметов под одеждой.
   

Терагерцовые волны безопасны для человека, так как не ионизируют и не проникают глубоко в ткани, ограничиваясь поверхностным слоем кожи.

Примеры обнаруженных запрещенных предметов

Контрабанда является одной из основных проблем на международной арене. Ниже приведена статистика и примеры инцидентов контрабанды различных запрещенных веществ и предметов.

1. Наркотические средства: Наиболее часто пытаются вывезти различные наркотики, такие как кокаин, героин и марихуана.
2. Ювелирные металлические изделия: Также часто встречаются случаи контрабанды золотых изделий и других драгоценностей.
3. Алмазы: Алмазы часто пытаются провезти контрабандой из стран с высоким уровнем добычи.
4. Денежные купюры: Перевоз крупных сумм наличных денег незаконными методами также является распространенной проблемой.
5. Мобильные телефоны и сим карты: Часто обнаруживаются попытки проноса в пенитенциарные учреждения.
6. Взрывчатые вещества: Контрабанда взрывчатых веществ представляет значительную угрозу безопасности.

Ювелирные металлические изделия

Рентгенограмма брюшной полости. Кольцо с бриллиантом

Несмотря на то, что ювелирные металлические изделия в силу своей высокой рентгенологической контрастности без труда выявляются сканерами, их периодически пытаются вывезти или ввезти в силу их высокой стоимости. 

Например: Две женщины пытались провезти 13,5 кг золотых украшений под одеждой. В ходе контроля сотрудники Шереметьевской таможни обнаружили свыше 3000 единиц ювелирных изделий, включая кольца, цепочки, серьги и браслеты

Алмазы

Алмазы в кишечнике

Небольшие размеры алмазов и тот факт, что сканирование людей обычно проводится через одежду, содержащую множество рентгенпозитивной фурнитуры, делают их выявление довольно сложным (рис. 3.3). Оперативные данные играют важную роль в сужении круга сканируемых лиц и повышении эффективности обнаружения. Тем не менее, случаи выявления проглоченных алмазов при рентгеновском сканировании в процессе таможенного контроля не являются редкостью. 

Например, у прибывшего в Шереметьево иностранца были найдены рубины, алмазы, изумруды и сапфиры общей массой 3 946 карат. Драгоценности были скрыты в багаже и личных вещах. Оценочная стоимость изъятого контрабандного груза превышает 6 млн. рублей.

Денежные купюры

Контейнеры с денежными купюрами, сокрытыми в желудочно-кишечном тракте

На изображении обзорная рентгенограмма брюшной полости, внешний вид контейнера, и вскрытый контейнер с купюрами.


Денежные купюры изготовлены из материалов, таких как бумага или специальные полимеры, которые не содержат значительного количества металлов или других плотных материалов. Эти материалы плохо поглощают рентгеновские лучи, что делает их трудноразличимыми на рентгеновских снимках по сравнению с более плотными объектами, такими как металл или керамика.

Например: Контрабанду валюты в крупном размере выявили таможенники в международном аэропорту Домодедово.

Мобильные телефоны и сим карты

Мобильный телефон и два зарядных устройства в прямой кишке

Электронные устройства, в частности мобильные телефоны и сим-карты, часто выявляются при использовании сканеров персонального досмотра в пенитенциарных учреждениях. 

Их обнаружение не представляет особой сложности, поскольку наличие большого количества металлических элементов и характерный внешний вид позволяют легко идентифицировать их внутри организма. Мобильные телефоны чаще всего скрываются в естественных полостях нижней части туловища, таких как прямая кишка и влагалище.
  
Из-за небольшого размера сим-карты могут быть спрятаны и в ротовой полости. На рисунке представлены результаты сканирования заключенного, спрятавшего мобильный телефон в прямой кишке.

Взрывчатые вещества

Оружие и взрывные устройства на рентгенограммах человека. А – оружие, Б – взрывчатые вещества, В – взрывное устройство в гильзе протеза

Оружие и взрывные устройства чаще всего скрыты в одежде или под ней. Их идентификация проводится по характерным контурам оружия и затенению взрывчатых веществ. В некоторых случаях может быть полезно применение псевдоцвета, как в досмотровых рентгеновских аппаратах, но из-за малой эффективности этого режима при использовании сканеров для персонального досмотра, его применяют редко. 

Современным взрывчатым веществам можно придать любую форму, что затрудняет их обнаружение. Однако взрыватели, если их оболочка изготовлена из металла, будут отлично видны на рентгенограмме как небольшие цилиндры с проводами. Провода не являются элементом одежды или частью организма, и их наличие на рентгенограмме требует дальнейшего досмотра. 

Кроме того, на наличие взрывного устройства могут указывать элементы питания (батарейки) и электронные устройства, которые хорошо видны на рентгенограмме.

Запрещенные объекты могут быть не только помещены в одежду или естественные полости организма, такие как желудочно-кишечный тракт или вагина, но и имплантированы под кожу и в различные органы. 

Например, взрывные устройства, содержащие пентаэритриттетранитрат (PETN), могут быть имплантированы в молочные железы и под кожу ягодиц смертниц. Использование таких устройств в местах массового скопления людей, на транспорте, особенно в самолетах, может привести к катастрофам. 

Взрывчатые вещества типа пластид по рентгенологическим свойствам мало отличаются от силиконовых имплантатов, широко используемых в пластической хирургии. Для активации таких устройств могут быть использованы различные методы, от инъекционного введения до имплантации управляющих устройств, замаскированных под кардиостимуляторы или стимуляторы спинного мозга. Эти устройства могут срабатывать под управлением мобильной связи, радиосвязи или быть запрограммированы на определенное территориальное положение (по сигналам GPS).

Для обнаружения различных предметов, скрытых тем или иным способом, инспектору необходимы знания не только в области рентгенологической анатомии, но и патологической рентгеноанатомии, а также в устройстве различных имплантов и протезов. 

Это особенно актуально в связи с участившимися случаями сокрытия запрещенных предметов в протезах конечностей, париках и накладных анатомических образованиях.

Наркотические средства

Рентгенограммы глотателей, выполненные при таможенном досмотре

Капсулы с наркотическими средствами находятся в толстом кишечнике.

Рентгенограммы глотателей. А – контейнеры с героином, Б – контейнеры с гашишем, В – контейнеры с кокаином

Наиболее доступным методом визуализации для обнаружения контейнеров с наркотиками является использование рентгеновских сканеров для персонального досмотра, которые в двухпроекционном режиме обладают чувствительностью 85-90%. 

У глотателей обычно обнаруживаются множественные инородные тела сферической, овальной или цилиндрической формы диаметром около 2 см в тонкой или толстой кишке. 

Контейнеры овальной формы иногда напоминают упаковку популярных драже «Тик-Так», что дало название одноименному рентгенологическому признаку («Tic-tac sign»). В некоторых случаях наблюдается расположение продольных упаковок внутри толстой кишки, что получило название «parallelism sign». 

Когда наркотики вводятся в прямую кишку, идентифицируется небольшое количество овальных инородных тел длиной до 6 см. Очевидно, что на чувствительность рентгенологического метода влияют количество контейнеров, их лучевая плотность и упаковка.

Гашиш имеет более высокий коэффициент поглощения, чем фекалии и героин, что облегчает его идентификацию. Кокаин по радиологической плотности похож на кал, что затрудняет его обнаружение. 

Наркотические средства в твердых контейнерах проще идентифицировать, однако порошки героина и кокаина, экстази (3,4-метилендиокси метамфетамин) и тайские таблетки (смесь метамфетамина и кофеина) имеют переменную рентгенологическую плотность, что затрудняет их обнаружение на рентгенограммах и делает их похожими на жировую ткань или воздух. Также контейнеры с наркотиками в прямой кишке могут маскироваться под каловые камни.

Рыхлое заполнение контейнера наркотиком уменьшает вероятность его обнаружения из-за снижения рентгеновской плотности. Упаковка презервативов практически не видна, однако между слоями презервативов или в области узла, которым они завязаны, всегда остается прослойка воздуха. 

Наличие воздуха между слоями презервативов является известным рентгенологическим признаком контейнеров с наркотиками, известным как «double-condom sign», который проявляется в виде светлых полосок вдоль контуров контейнера. Второй известный признак, называемый «rosette-like finding», проявляется в виде светлых образований, напоминающих розетки, на фоне очерченных затемнений.

Как повысить эффективность?

Исследования показывают, что производительность рентгенолога начинает страдать уже через 10 минут, и производительность снижается экспоненциально с увеличением времени.

Сотрудники службы безопасности всего лишь люди, склонные совершать ошибки и банально уставать. Люди не созданы для того чтобы смотреть на экран по несколько часов в день, выискивая запрещенные к провозу предметы, которых там может и не быть. 

Вот почему в мы Интемс используем искусственный интеллект для разработки алгоритмов, которые могут автоматически обнаруживать опасные угрозы, такие как огнестрельное или холодное оружие, с большей точностью и скоростью, чем операторы-люди.

 Алгоритмы не устают и остаются беспристрастными, что позволяет им лучше детектировать запрещенные предметы, которые человек может пропустить.

Добавление «второй пары глаз» на базе искусственного интеллекта повышает уровень обнаружения, улавливая больше угроз, а также снижает когнитивную нагрузку на людей, проводящих досмотр, позволяя им быстрее выполнять процедуру досмотра и эффективнее выполнять свою работу.

Ну, и самое важное — ваше мнение

Ничто так сильно не мотивирует меня писать новые статьи как ваша оценка, если оценка хорошая я пилю статьи дальше, если отрицательная думаю, как улучшить эту статью. Но, без вашей оценки, у меня нет самого ценного для меня - обратной связи от вас. Не сочтите за труд, выберете от 1 до 5 звезд, я старался.