後方散乱装置とミリ波スキャナーの違いは何ですか?

名前だけを取り上げると、「高度な画像技術機械」は医師が腫瘍やその他の病状を探すのに役立つと思うかもしれません。実際、米国運輸保安局（TSA）が採用したこのラベルは、空港に設置され、乗客に持ち込まれた武器、爆発物、その他の脅威を検出する全身スキャナーを表しています。

TSA の Web サイトによると、TSA は 2012 年 11 月の時点で、米国の 200 の空港に 800 台の高度な画像技術機械を設置しました。この機械には、スキャンに使用する電磁放射の種類に基づいて 2 つの種類があります。設置されている装置の約 30% である後方散乱装置は、低エネルギーのX 線を送信して乗客の体に反射させます。ミリ波( mmw )スキャナーは、マイクロ波によく似たエネルギーを放射します。どちらも衣服を透かして、機械内に立っている人の 3D 画像を生成します。

2010 年に TSA がスキャナーの設置を開始するとすぐに、乗客、パイロット、公衆衛生当局者らは質問を浴びせ始めました。これらの機械はどれくらいの放射線を生成しますか?一般人口のがん発生率を増加させるだけで十分でしょうか?そして、TSA職員は、私たちが知りたくない個人的な詳細を見ることができますか？

欧州連合はこれらの問題に断固として対処し、X 線技術を使用するあらゆるボディ スキャナーを禁止しています。この禁止は、医学的理由を除いて人々がX線に曝露されるべきではないとするヨーロッパのいくつかの国での法律に準拠している。米国では、TSA とスキャナーを製造するベンダー (後方散乱の場合は Rapiscan、ミリ波の場合は L-3 Communications など) がデバイスの安全性を国民に保証し続けています。また、人の一般的な輪郭を作成したり、画像の特定の領域をぼかしたりするソフトウェアをインストールすることで、乗客のプライバシーを保護する措置を講じています。

それでも、空港スキャナーがどのような形状であっても完全に安全であるかどうかについては、依然として懐疑的な人が多いです。さらに多くの人は、マシンがどのように機能し、どのように異なるのかを理解するのに少し戸惑っていると感じています。これを念頭に置いて、放出するエネルギーの種類から始めて、さまざまなパラメーターにわたって 2 つのテクノロジーを比較対照していきます。

X線かミリ波か？

どちらのタイプのスキャナも、電磁放射線の形でエネルギーを放出します。電磁放射線は、電界と磁界の両方から作られるエネルギーの波として自然界に存在します。これらの波は空間を伝わり、さまざまなサイズや波長があります。後方散乱装置は、 0.0000000001 メートルまたは 0.0000001 ミリメートル程度の波長を持つ低エネルギーX 線を生成します。ミリ波スキャナは、正確に 0.001 メートル (1 ミリメートル) ～ 0.01 メートル (10 ミリメートル) の範囲に収まる波長を持つ特別なタイプのマイクロ波を生成します。言い換えれば、mmwスキャナーが発する波ははるかに大きいため、人間のタンパク質や核酸などの小さな構造への影響は少なくなります。

構造的には、1 台の後方散乱装置に 2 つの放射線源が含まれているため、死角を生じることなく人の正面と背面の両方を画像化できます。各放射線源は、大型の工業用冷凍庫に似た長方形の構造内に収容されています。 2台のユニットは人が入れる程度の隙間をあけて向かい合っています。

しかし、ミリ波スキャナは、特大の六角形の電話ボックスによく似ています。 6 枚のパネルのうち 2 枚は出入り口として開いており、パネルのうち 4 枚には透明なガラスまたはプラスチックが取り付けられています。ディスク型送信機の 2 つのスタックは、それぞれがレドームとして知られる湾曲した保護シェルで囲まれており、構造の壁の内側に設置され、中心点の周りで 180 度回転します。

構造の要点を理解したので、それらがどのようにあなたの画像を生成するかを見てみましょう。

後方散乱装置は回転コリメータを使用して X 線を生成し、X 線がスリットを通過して車内に立っている乗客に当たります。 X線は衣服を透過し、人の皮膚で反射し、機械の表面に取り付けられた検出器に戻ります。放射線はまた、衣服の中に隠されたり、皮膚に横たわっている武器、爆発物、その他の脅威にも反射します。このいわゆる後方散乱を感知して分析することにより、機械は人物だけでなく、その人物が所持している有機的または無機的なアイテムの画像を作成することができます。

ミリ波スキャナは、小さな円盤状の送信機を使用して画像を作成します。各送信機はエネルギーのパルスを放射し、そのパルスは波として機械の中に立っている人に伝わり、その人の衣服を通過し、その人の皮膚や隠された固体および液体の物体に反射して戻ってきます。送信機は次のように動作します。受信機が信号を検出します。 1 枚のディスクでは被験者のごく一部しかスキャンできないため、1 台のマシンには、中心点を中心に回転するバーで接続された 2 枚のディスクのスタックが含まれています。いくつかの送信機/受信機ディスクが垂直に積み重ねられており、これらの積み重ねが人の周りを回転するため、このデバイスは頭からつま先まで、前から後ろまでの完全な画像を形成できます。

衣服の下から覗く: 後方散乱画像とミリ波画像

どちらのタイプのスキャナも、反射電磁エネルギーを画像に変換するソフトウェアに依存しています。ソフトウェアの正確な構成によって、最後の例で見られる詳細レベルが決まります。たとえば、ソフトウェアの最も基本的なバージョンを備えた後方散乱マシンは、白亜のスケッチに似た被写体の全身シルエットを生成します。この画像には、人の体格や体型に関する詳細がいくつか表示されています。ただし、プライバシー アルゴリズムが適用されているため、ソフトウェアはこれらの詳細をぼかし、潜在的な脅威のみを強調表示します。

ミリ波スキャナーは、個人の固有の地形を明らかにする画像を生成することもできますが、その画像は粗雑に形成されたグラファイトのプロトタイプのように見えます。導入以来、TSA はこれらの機械に自動目標認識( ATR )ソフトウェアを装備しています。このソフトウェアは、誰にとってもまったく同じである人の一般的な輪郭を生成し、追加の検査が必要な可能性のある領域を強調表示します。そして、それはスキャナが疑わしいと認識したものを検出した場合にのみ発生します。そうでない場合は、画像なしで「OK」という単語が表示されます。

乗客にとって、スキャンされるプロセスはどちらのマシンでも基本的に同じです。ベルト、宝石、ストラップ、携帯電話だけでなく、ポケットからすべてを取り出さなければなりません。それから彼らは小さなスロープを上り、機械の中央に立ち、腕を上げて肘を曲げ、装置が動作している間、動かないままにします。唯一の違いは、スキャンの完了に必要な時間です。後方散乱マシンの場合、このプロセスには約 30 秒かかります。 mmw スキャナの場合、約 10 秒かかります。

ここにもう 1 つの違いがあります。おそらく、20 秒よりも重要な違いです。後方散乱マシンが誤警報を発することはほとんどありません。英国のある調査によると、彼らの誤報率は約 5% でした。

高度な画像技術のプライバシーと安全性への懸念

そして今、全身スキャナーに関して最も物議を醸し、激しく議論されているトピック、つまりその安全性について話します。安全性に関する問題は、スキャナーが電離放射線を使用するかどうかに帰着します。電離放射線は、原子から電子を除去するのに十分なエネルギーを持っているため、タンパク質や核酸などの生体分子の構造を変化させます。 X 線は電離放射線の一種です。電波、可視光線、マイクロ波はそうではありません。

後方散乱装置は X 線を使用するため、問題は強度と持続時間になります。スキャナーのメーカーは、1 回のスキャンで人が受ける放射線量は微量であると主張しています。実際、Rapiscan の幹部は、「医療用 X 線 1 枚に相当するには、[後方散乱] スキャナーを 1,000 回通過する必要がある。バナナを食べると、スキャナーを通過するときよりも 2 倍の放射線を受けることになる。」と述べています。ソース： ]。

しかし、他の研究ではさらに厄介な結論に達しています。そのうちの 1 つは、マーケット大学工学部の研究者で、後方散乱 X 線が皮膚を透過し、より深い組織に到達することを発見しました。 2番目の研究では、コロンビア大学医療センターの研究者らは、年間10億回の後方散乱スキャンにより、将来100件の放射線誘発がんが発生すると推定した。

ミリ波スキャナーは非電離放射線を使用するため、これらのリスクはありません。現在まで、このタイプのスキャナに関して既知の安全上の問題は見つかっていません。

ここでもう 1 つの重要な点があります。それはプライバシーです。どちらのタイプのスキャナーも、旅行者に関する個人的な詳細を明らかにする画像を生成できます。そうは言っても、TSA はスキャン対象者のプライバシーを保護するためにあらゆる努力を払ってきました。たとえば、後方散乱マシンのソフトウェアには、潜在的な脅威を強調しながら性器や顔をぼかすプライバシー アルゴリズムが含まれています。

ほとんどの (すべてではありませんが) ミリ波マシンは、あらゆる対象物を一般的な輪郭としてレンダリングし、疑わしい領域を強調表示する自動ターゲット認識 (ATR) ソフトウェアを使用しています。スキャンで不審な点が何も検出されなかった場合は、画像なしで「OK」という単語が表示されます。 ATR ソフトウェアを持たないスキャナの場合、結果の画像を閲覧するセキュリティ オペレータは離れた場所にいて、マシンを操作するエージェントと無線で通信します。

おそらく、どちらのタイプのマシンも画像を保存することはできません。各画像はセキュリティチームの検査が完了するとすぐに自動的に削除されます。しかし、フロリダ州の連邦保安官が数千枚の画像をダウンロードして保存しているとの報告があります。

それでおしまい。これで全部です。あなたは今、自分を高度な画像技術マシンの専門家だと思っているかもしれません。

著者注: 後方散乱マシンとミリ波スキャナの違いは何ですか?

私は高度 30,000 フィートで安全を保つために、多少の X 線を吸収することに反対はしませんが、潜在的に有害な電離線を使わずにミリ波スキャナーが同じ情報を提供するのに、なぜ TSA が後方散乱装置の使用にこだわるのか不思議でなりません。 。政府はベータ/VHS戦争から何も学ばなかったのか?