Brevet FR2036964A1 — publié le 19701231

L'application médicale sans cesse croissante d'isotopes radioactifs a nécessité la mise au point et la fabrication dtins- truments appropriés pour mesurer automatiquement, en faisant appel à une dosimétrie nucléaire, la répartition de préparations dési gnées par des isotopes émettant des radiations gamma et incorporées dans un organisme vivant et pour présenter, à l'échelle réelle, une carte de répartition de doses. C'est un fait caractéristique de la structure de cet instrument que pour obtenir une répartition complète des doses, on masque le détecteur sensible aux radiations par un diaphragme en plomb qui-permet le passage, sans atténuation, de radiations gamma arrivant sous un angle de site très étroit, ce que l'on appelle le champ de vision, et l'intensité des radiations arrivant d'autres directions se trouve alors réduite à un faible pourcentage.L'in tensité de radiation détectée est fonction du nombre de désintégrations radioactives se produisant dans le champ de vision, ce nombre dépendant lui-même de la concentration locale de la préparation désignée. L'intensité détectée, du fait qu'elle est le résultat d'une désintégration radioactive, accuse, pendant l'opération de mesure, une fluctuation statistique qui peut être caractérisée par une répartition de Gauss. De ce fait, la détermination de la concentration ne peut avoir que la précision déterminée par le caractére variable de la mesure de l'intensité. Etant donné que l'intensité, telle qu' elle est mesurée, varie avec la répartition de la préparation, la précision de la mesure varie de façon correspondante, pourvu que des périodes identiques soient utilisées pour la mesure de secteurs d'espace donnés.Le caractére variable de la précision de la mesure, c'est-à-dire la fluctuation statistique des résultats des mesures, réduit la fidélité de présentation. Il arrive fréquemment qu'on ne puisse plus distinguer sur les cartes de répartition de doses des variations de concentration importantes du point de vue des diagnostiques, cela du fait de la fluctuation statistique des résultats des mesures. le caractère variable des mesures peut être réduit par la diminution du temps nécessaire pour recueillir des informations ou par l'augmentation de la teneur en isotopes de la préparation désignez à la limite déterminée par la charge de radiations ou par le temps à consacrer à l'opération de mesure.Une autre difficulté se manifeste lorsque, en raison de déformations particulièrement néfastes, les mesures doivent être répétées plusieurs fois avec des paramètres modifiés, jusqu'à ce que les informations obte nues s1 avèrent appropriées pour une évaluation avec une précision désirable du point de vue des diagnostics. Â elle seule, une mesure prend environ de 20 à 30 minutes et si elle doit être répétée deux fois, compte tenu du temps nécessaire pour le réglage, cela signifie 1 à 1 1 heure d'immobilité pour le patient. Ceci est non seulement extrêiement pénible, mais encore exclut la possibilité d'essais effectués avec des isotopes se désintégrant rapidement. L'instrument servant à mettre en oeuvre le procédé faisant l'objet de la présente invention supprime partiellement les problèmes énumérés ci-dessus et réduit partiellement, de façon sensible, leur effet nuisible - en assurant, grâce à un-procédé différant des procédés antérieurs, le recueil continu d'informations d'une précision prédéterminée, tandis que le détecteur est déplacé pas à pas, ce détecteur étant maintenu à chaque point d'examen jusqu'à ce que le nombre prédéterminé de comptes ou impulsions soit atteint - par le fait que l'intensité est établie à partir du temps de mesure au moyen d'un compteur - par le fait que le résultat de la mesure, c'est-i-{ire ce que l'on appelle la pente d'indication constante (dont le principe sera expliqué par la suite), est, à l'échelle réelle, imprimée automatiquement soit sous la forme de chiffres, soit, dans une variante, sous la forme d'un autre signal discret quelconque en couleurs qui brisent avec l'intensité - du fait que, suivant la décision du compteur, les mesures ne sont effectuées qu'aux points d'examen où l'intensité est supérieure à une valeur choisie tandis qu'aulx autres points, le détecteur passe avec une vitesse maximale afin de réduire la durée de l'opération de mesure. Conformément à son objet précité, la présente invention consiste à déterminer la répartition d'activité spatiale de sources étendues de radiations ionisantes, cela avec une précision indépendante de l'intensité et avec une pente d'indication constante, en utilisant un détecteur, et elle est caractérisée par le fait que l'on déplace ce détecteur pas/paas en le maintenant à un endroit, cela seulement jusqu'à ce que le nombre prédéterminé de comptes ou impulsions ait été obtenu, et que la répartition de l'activité est déterminée à partir des périodes d'examen. On va maintenant décrire de façon plus détaillée le procédé de la présente invention et l'appareil mis au point pour met tre en oeuvre ce procédé en se référant au dessin schématique an nexé sur lequel la fig. 1 est un schéma théorique de l'appareil servant à mettre en oeuvre le procédé les fig. 2 à 9 montrent divers détails de l'appareil utilisé à titre d'exemple. Comme on peut le voir sur le dessin, les radiations gamma émises pendant la désintégration d'isotopes radioactifs introduits dans le corps d'une personne atteint le détecteur orienté en direction de la partie du corps à examiner à travers un diaphragme 1 en plomb. les impulsions lumineuses créées dans un scintillateur 2 pur les radiations sont transformées dans un multiplicateur de photoélectrons 3 en signaux électriques. Les signaux amplifiés dans un amplificateur 4 arrivent dans un analyseur d'amplitude 5 qui, pour améliorer le rapport signal/bruit, sert à éliminer de la mesure, par filtrage, les signaux créés par des radiations disséminées et par des radiations cosmiques. Les signaux de sortie en provenance de l'analyseur d'amplitude forment le signal d'entrée du compteur 6. Après le demarrage de la mesure par le circuit 22, le compteur partant du point zéro commence à compter les signaux arrivant de l'analyseur. En simultanéité, l'embrayage électromagnétique 7, qui est prévu pour faire démarrer le dispositif donnant les signaux de temps, relie l'arbre du moteur de synchronisation 25 dont la vitesse est de 2 à 5 tours par minute (dans le cas considéré 3 tours/minute ) à l'arbre d'un disque de signaux de temps 26. Des ouvertures optiques 27, ménagées dans le disque de signaux de temps par un procédé photographique, permet à la lumière d'une lampe 28 d'atteindre, à des moments donnés, une photodiode 29. les impulsions de potentiel, créées par la lumière, forment, dans le circuit de la diode, les signaux de temps de l'instrument. le premier signal de temps actionne le circuit de décision 8 qui arrête la mesure si le contenu du compteur est inférieur à la valeur de seuil réglée sar un élement d'actionnement 9 et ordonne au circuit de commande de détecteur 10 de se deplacer jusque au point d'examen suivant. Si le compteur emmagasine, jusqu'au premier signal de temps, un nombre d'impulsions supérieur au nombre préréglé d'impulsions correspondant au seuil inférieur, la mesure est effectuée jusqu'à ce que la précision, qui détermine le seuil supérieur établi dans l'élément de commande 11, soit atteinte, Quand les niveaux assurant une pente d'indication constante sont atteints, le dispositif donnant des signaux de temps envoie des signaux au circuit 14 qui entraîne un moteur 12 fonctionnant pas à pas.Le disque 15, ajusté sur l'arbre 13 du moteur fonctionnant pas à pas, supporte des marteaux de signalisation 16 indiquant par des signaux des niveaux d'intensité successifs0 Du fait de chaque signal de temps, le disque supportant les marteaux de signalisation tourne jusqu'à la position correspondant au signal d'intensité inférieure. L'arrivée au seuil supérieur fait démarrer le circuit imprimeur 17 qui commande le moteur d'impression 18. le marteau de signalisation appartenant à un niveau d'intensité donné est poussé par le moteur d'impression, avec l'aide du dispositif d'impression 19, contre le papier placé sous des rubans multicolores 20 de machine à écrire. le disque 21, qui commande le changement de couleur, fonctionne en synchronisme avec le disque 15 et sert à présenter en couleurs différentes les divers niveaux d'intensité.Après l'opération d'impression, le dispositif donnant le signal temps, le marteau de signalisation réglant le moteur fonctionnant pas à pas et'le compteur sont ramenés, avec l'aide du circuit de remise à zéro et de redémarrage 22, à la pesition appropriée pour commencer une nouvelle mesure. Le circuit donne des instructions au circuit faisant fonctionner le détecteur, de manière à l'amener à une nouvelle position d'examen, cela avec l'aide des moteurs 23 et 24 provoquant un déplacement dans le sens des colonnes et des rangées, respectivement. La présentation des résultats dans l'instrument a lieu avec une pente d'indication constante. Pour obtenir ce résultat, on a choisi et on a divisé en 18 sections (k = 18), dans la version réalisée de l'instrument, le triple de la gamme couverte pendant la mesure et qui est importante du point de vue des diagnostics.La division est caractérisée par le fait que le quotient P du seuil inférieur des gammes d'intensités signales successivement In 1 et In est constant et, de ce fait In =P)1 n- Si A est le nombre d'impulsions correspondant au seuil de mesure supérieur et si I1 est l'intensité la plus faible qui peut être indiquée par un signal, le temps ordonné par les niveaux d'intensité assurant une pente d'indication constante, dans le cas du ième intervalle, peut être tiré de l'équation où i = 1 . ... k et i augmente dans le sens de l'intensité croissante et l'indice T augmente dans le sens de l'intervalle de temps croissant. L'expérience montre que A = 29 et si g = 5, 6, 7, 8 ou 2 = 1,117-1,238, la gamme de mesures est satisfaisante. Les détails du mode de réalisation de l'invention sont donnés sur les figures 2 à 9. L'instrument est constitué par quatre parties - la partie 30 provoquant un déplacement vertical, - la partie 31 effectuant le tracé du diagramme horizontalement, - la partie 92 qui est le dispositif d'enregistrement, - la partie 33 qui comprend les circuits et dispositifs électroniques. Le déplacement vertical est effectué par un moteur 34, entraînant à l'aide d'une transmission 35, deux broches filetées 36. Les broches filetées sont accouplées au moyen d'un écrou 37 à des manchons coulissants 38. Les manchons coulissants 38 sont reliés, au moyen d'un câble 39, à une vis-mère de compensation 40 ou à un ressort 41 d'équilibrage. La vis sans fin 43, ajustée sur un arbre principal 42, entraîne une roue 44 de vis-mère. Sur l'arbre de cette dernière sont montés des disques 45, 46 et 47 qui déterminent la longueur de l'incrément d'avance ou pas et qui commandent le moteur 24 par l'intermédiaire d'un interrupteur 48 à coupure rapide. Une vis-mère 48 est montée sur l'arbre principal et elle entraîne à l'aide d'une roue de vis-mère 50 un disque 51 qui, luimême, agit comme interrupteur de fin de course. La partie effectuant le tracé horizontal du diagramme est supportée par les deux manchons coulissants 38. Dans ce dispositif, le déplacement dans deux sens est effectué par les moteurs 23 et 24. Le moteur 23 effectue un déplacement dans le sens deS"x" et entraîne, par l'intermédiaire d'une transmission 52, une broche filetée 53 qui entraîne un chariot 54 dans le sens des "x". Sur l'arche 55 entraîne par le moteur est montée une vismere 56 qui entraîne, au moyen de la roue de vis-mere 57, les disques 58 et 59 commandant la longueur du pas d'avance. Le déplacement dans le sens des "Y" est effectué par le moteur 24 et sa vis-mère entraîne, au izoyen de roues de vis-mère 60 et 61, un arbre 62 qui, par l'intermédiaire d'un embrayage 63 à clabots, est soit solidarisé à un arbre 64 qui provoque le déplacement dans le direction des "Y", soit désolidarisé de cet arbre. L'arbre entraîne une broche filetée 66 au moyen de-deux pignons coniques 65. Une vis-mère 67, fixée à l'arbre, entraîne une roue de vis-mère 68, qui, elle-même, est fixée sur le même arbre que le disque 69 agissant comme interrupteur de fin de course. Sur l'arbre 62 est montée une vis-mère 70 qui entraîne, au moyen de la roue de vis-mère 71, des disques 72 et 7) ajustés de manière à déterminer la longueur d'avance de pas dans le sens des "Y11. Le disque 74, de commande d'avance de papier, est ajusté sur le même arbre. L'embrayage n'est utilisé que lorsque le tracé vertical de diagramme doit être exécuté. L'enregistreur 32 sert à imprimer les informations d'entrée. Le déplacement de l'enregistreur dans le sens des "x" est effectué positivement par l'arbre affecté au déplacement dans le sens des "x" du dispositif de tracé horizontal de diagramme. L'accouplement pour ce déplacement positif est obtenu au moyen de deux pignons coniques 75. Une broche filetée 76 est entraînée par les deux pignons coniques. Elle entraîne elle-même un chariot 77 de l'enregistreur. Le moteur d'avance pas à pas 12 est placé sur le chariot et fait avancer pas à pas, par l'intermédiaire d'une transmission 78 à roue dentée, les marteaux dont les surfaces sont profilées de diverses façons. Une poulie à gradins 21 est ajustée sur l'arbre 15 et sert à mettre en position le ruban de couleur appropriée. Le marteau correspondant est alors amené en position d'impression par le moteur d'avance pas à pas. Le moteur d'impression 18 démarre et fait fonctionner les cames 79 fixées au chariot. L'une des deux cames provoque l'impression et l'autre came fait basculer le ruban sous le marteau. Les rubans sont placés dans l'élément basculant 80. L'élément basculant est amené à basculer sous l'effet d'une came après chaque impression dans l'une de ses positions extrêmes. Sur l'arbre 81 de l'élément basculant 80 est placé un palpeur 82 destiné à explorer, avant l'impression, la poulie à gradins 21 ce qui assure que c'est bien le ruban de couleur correcte qui se trouve sous le marteau. Pendant l'impression, le stras 82 est soulevé par la cume 79 à l'encontre de la force d'un ressort et, en faisant tourier l'interrupteur, libère le bras et frappe le marteau à grande vitesse. L'agencetient decrit ci-dessus ne constitue qu'un mode de réalisation Pour la mise en oeuvre du procede de la présente invention. Il est oien eiLtenau que d'autres variantes ou modifications peuvent y être apportées salis sortir pour autant du cadre général de ladite invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer, en utilisant un détecteur, la répartition de l'activité spatiale de sources étendues de radiations, cela avec une précision qui est indépendante de l'intensité et avec une pente d'indication constante, ce procédé étant caractérisé par le fait qué l'on déplace le détecteur pas à pas et qu'on le maintient au point de vérification jusqu ce qu'un compte prédéterminé, dépendant de la tâche fixée, soit achevé et par le fait que la répartition d'activité est déterminée sur la base de la période d'examen. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on détermine les signaux de temps utilisés pour établir les niveaux d'intensité nécessaires de manière à obtenir la pente d'indication constante à partir de 11 équation où A est le nombre d'impulsions correspondant au seuil supérieur réglé par un élément d'actionnement, I1 est l'intensité la plus faible signalée et P est un quotient constant des valeurs de seuil inférieures de deux gammes voisines d'intensités. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on règle le paramètre P à une valeur constante entre 1,117 et 1,248. 4. Instrument pour mettre en oeuvre le procédé suivant n'importe laquelle des revendications 1 à 3, contenant un détecteur de radiations et un dispositif compteur d'impulsions ainsi qu'un dispositif de signalisation et d'impression, cet instrument étant caractérisé par le fait que, dtune part, à l'arbre d'un moteur d'avance pas à pas est fixé un disque auquel sont reliés des marteaux de signalisation destinés à signaler chaque niveau successif d'intensité, et que, d'autre part, il comporte une poulie de commande de changement de couleur tournant en synchronisme avec le disque pré- cité. 5. Instrument our mettre en oeuvre le procédé suivant n'importe laquellc des revendications 1 à 3, contenant un détecteur de radiations et un dispositif d'impulsions ainsi qu'un dispositif de signalisation ou dtimpressian , cet instrument étant caractérisé par le fait que, si 6. Instrument suivant les revendications 4 et 5, caracté r é par le fait qusil comporte mi élément d'actionnement réglant le seuil inférieur de compte d'impulsions. 7. Instrument suivant les revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément de réglage de seuil supérieur de compte d'impulsions, la sortie de commande de cet élément étant reliée à l'entrée de commande du circuit d'impression.