Brevet FR2210075A1 — publié le 19740705

L'invention concerne un appareil de radiodiagnostic comportant un dispositif automatique d'exposition qui mesure, pendant la prise de vue d'un objet, la dose de rayonnement X reçue sur un film et interrompt automatiquement la prise de vue lorsqu'unie dose prédéterminée est atteinte7 un dispositif de programmation permettant de régler manuellement d'une façon programmée pour l'organe corporel considéré, dont on doit'réaliser la prise de w e, et en fonction de cet organe les données de prise de -vue, par exemple la tension du tube à rayons X, le courant d'émission initial et le noircissement du film, et comportant une minuterie de commande qui permet de réduire le courant d'émission pendant une prise de vue. Aussi bien la pratique radiologique que des recherches théoriques (par exemple Norbert Mika et Karl A. Reip : "Die Bedeutung der Messung von Röntgenspektren für die Diagnostik", Strahlentherapie 138, 760-764, Urban und Schwarzenberg, MUnich-Berlin- Vienne 7969)montrentqu'il faut modifier la tension du tube à rayons X en fonction de l'épaisseur de l'objet afin d'obtenir des images radiographiques- optimales. Dans un appareil connu du type indiqué plus haut comportant des moyens permettant de modifier la tension du tube à rayons X en fonction de l'épaisseur de objet, on utilise le courant d'une chambre d'ionisation comme échelle pour l'épaisseur de l'objet et on modifie la tension du. tube à rayons X pendant la prise de vue, en fonction de ce courant. Celà s'effectue grace au fait qu'à un transformateur de réglage sont associées des prises qui permettent de réaliser une commutation ou modification de la tension envoyée à l'enroulement primaire d'un transformateur à haute tension (demande. de brevet suédoise n011 877/70). Dans un autre appareil comportant un dispositif automatique devant être réglé sur l'organe corporel à examiner et dans lequel la valeur de la tension du tube à rayons X peut être réglée en fonction de l'épaisseur de l'objet, il est prévu deux touches de correction. Lors de l'actionnement de ces touches de correction la tension programmée du tube à rayons X est réduite ou est accrue selon qu'il s'agit d'un objet mince ou d'un objet épais. La command decetappareilest embrouillée par suite de la présence des touches supplémentaires et l'opérateur doit se livrer à une estimation subjective, ce qui doit être évité. Les appareils connus de radiodiagnostic comportant une charge décroissante" et un appareil automatique programmé d'exposition, et dans lesquels les tensions du tube à rayons X sont constantes ou augmentent pendant la prise de vue et qui comportent des dispositifs permettant de régler la tension du tube à rayons X en fonction de l'épaisseur de l'objet (brevet allemand nO I 236 669), sont complexes et coûteux et ne permettent pas d'agir sur la variation du courant d'émission du tube à rayons X en fonction de l'organe corporel, dont on doit effectuer la prise de vue ou du type d'examen. En figure 1 on a représenté un appareil de radiodiagnostic connu comportant un dispositif automatique d'exposition et un dispositif automatique devant être réglé sur l'organe corporel à examiner. L'appareil de radiodiagnostic représenté en figure 1 comporte un tube 1 à rayons X dont la tension appliquée > ses électrodes provient d'un transformateur 2 à haute tension par l'intermédiaire d'un pont 3 de redresseurs. La durée d'une prise de vue photographique est déterminée par un contacteur 4. Le transformateur 2 à haute tension est alimenté par le réseau 6 par l'intermédiaire d'un transformateur de réglage 5. La tension du tube 1 à rayons X est commandée à l'aide d'une prise 7 sur le transformateur de réglage 5.La prise 7 peut être constituée sous la forme d'un galet de charbon et peut être déplacée et réglée à l'aide d'un moteur 8 dans une position déterminée sur l'enroulement du transformateur de réglage 5. Le courant d'émission du tube 1 = rayons X pendant une prise de vue dépend de la tension qui alimente l'enroulement primaire du transformateur de chauffage 9. La valeur de cette tension dépend de la grandeur de la partie d'une résistance 10 qui est montée en série avec l'enroulement indiqué du transformateur. L'enroulement du transformateur est alimenté par un réseau qui peut être le même que celui qui alimente le transformateur de réglage 5. La grandeur de la partie branchée de la résistance 10 est déterminée à l'aide des contacts de relais II et 12. Le dispositif automatique d'exposition comporte une chambre d'ionisation 13 qui mesure, pendant la prise de vue d'un objet, la dose de rayonnement X reçue sur le film 14. Le courant d'ionisation de la chambre d'ionisation 13 charge l'un de deux condensateurs 15, étant donné que l'un des contacts des relais 23 est fermé. Lorsque le film a reçu une dose prédéterminée de rayonnement X, la tension aux bornes du condensateur 15 est augmentée jusqu'à une valeur telle qu'un amplificateur 16 ouvre le contacteur 4 et interrompt la prise de vues. Le dispositif automatique d'exposition peut être programmé pour l'organe corporel devant être examiné. Cela signifie que des touches de fonctionnement ou un sélecteur peuvent être actionnés en fonction de l'organe corporel, dont on doit réaliser une prise de vue, ou en fonction du type d'examen. Cela peut être réalisé à l'aide d'un dispositif de programmation 17 dans lequel à chaque touche de fonctionnement est associé le nom d'un organe ou la denosination d'un type d'examen, et ce dans les zones 18.. Le dispositif de programmation 17 est associé à une mémoire de programme qui influence automatiquement, indépendamment du réglage des touches de fonctionnement,des.paramètres déterminés de prise de vue de manière à réaliser une prise de vue optimale de l'organe corporel correspondant. La mémoire de programme peut être constituée par ùnensemble de résisCanceisqui délivrent des tensions analogiques en fonction d'une touche de fonctionnement enfoncée. La mémoire de programme peut régler la-tension du tube à rayons X, par exemple par I'intermQdiaire d'un9-amplifica- teur d'asservissement 19, en-envoyant une commande au moteur 8. La mémoire peut en outre régler un courant programmé du tube à rayons X en commandant l'un des relais 11, 12.La mémoire de pro gramme peut en outre régler un noircissement désiré d'image, en fonction de l'organe corporel, en actionnant l'un des relais qui branchent les condensateurs 15. Des dispositifs automatiques d'exposition connus de ce type sélectionnent également de façon automatique l'un parmi plusieurs tubes à rayons X ou l'un parmi plusieurs appareils d'examen au moyen de la mémoire de programme indiquée. Dans ces systèmes connus il apparaît des difficultés du point de vue des réglages des paramètres "tension du tube à rayons X" et "courant du tube à rayons X", lorsque pour un organe corporel déterminé, il faut obtenir le temps de prise de vue le plus court possible aussi bien dans le cas d'objets minces que dans le cas d'objets épais, en tenant compte de la capacité de charge du tube 1 à rayons X. En figure 2 on a représenté à titre d'exemple la variation de la puissance maximale admissible P du tube à rayons X en k.W en fonction du temps de prise de vue T exprimé en secondes. Il ressort de cette courbe que la puissance doit diminuer avec le temps afin que le tube 1 à rayons X ne soit pas soumis à une surcharge. Afin d'obtenir une image présentent un flou aussi faible que possible il est souhaitable que la prise de vue s'effectue pendant un intervalle de temps aussi bref que possible. Pour pouvoir satisfaire à cette condition aussi bien dans le cas d'objets minces que dans le cas d'objets épais en tenant compte de la courbe représentée en figure 2, on associe à l'appareil à rayons X un dispositif de réglage de la charge prévu pour régler la "charge décroissante" et qui satisfait à la condition suivante, pendant l'exposition, par modification du courant d'émission du tube 1 à rayons X U .I = P (t) dans laquelle U est la tension du tube à rayons X, I le courant d'émission du tube à rayons X, tandis que P (t) est la puissance maximale du tube à rayons X en fonction du temps conformément à la figure 2. La condition exprimée par la relation ci-dessus est remplie par le dispositif de réglage de la charge indépengemment du fait que le temps de prise de vues est connu ou non avant la prise de vue . Le temps de prise de vue n1 est pas connu avant la prise de vue dans le cas de l'utilisation de dispositifs automatiques d'exposition. Le dispositif permettait de réduire le courant d'émission du tube à rayons X avec le temps peut être conçu de manière qu'il déclenche à des intervalles de temps déterminés l'un des relais 11,12 et enclenche l'autre relais. Un problème technique apparaissant lors de la réduction du courant d'émission pendant la prise de vue était initialement la montée de la tension du tube rayons X par suite de la chute de tension dans l'impédance en série du générateur de haute tension. Cette chute de tension peut être égale ç 10 kV/100 m A, c'est à dire que, lorsque le courant du tube à rayons X varie pendant la prise de vue de 500 à 100 mA, la tension du tube à rayons X varie, par exemple, de 80 à 120 kV. En figure 3, la courbe a représente la variation décroissante du courant d'émission tandis que la courbe b représente la variation croissante de la tension du tube à rayons X. Afin d'empêcher l'accroissement de la tension conformément I la courbe b, il est connu de court-circuita perdant la prise de vue , des résistances à. l'aide de contacts qui sont branchés en série avec le générateur de haute tension. Plusieurs contacts de ce genre doivent être utilisés pour obtenir la meilleure adaptation pour le réglage. On utilise des résistances qui sont dimensionnées pour des courants allant jusqu'à l'ordre de grandeur de 100A. Une autre possibilité pour maintenir-constante la tension du tube à rayons X consiste à utiliser un diviseur de tension qui abaisse la haute tension par échelons .Cette haute tension est comparée à une valeur de consigne. La tension différentielle inflùence un amplificateur qui actionne le moteur 8 de telle manière que ce dernier modifie la position du galet de charbon ce qui permet d'obtenir pour la tension du tube à rayons X une valeur constante conformément à la courbe c représentée en figure 3. Dans le cas de cet appareil de radiodiagnostic relativement complexe et coûteux, dans lequel il est possible d'obtenir un temps de prises de vue aussi bref que possible avec une tension constante du tube à rayons X, il est prévu des moyens réalisant des modifications du programme, dans le cas où un dispositif automatique d'exposition programmé est utilisé, dans le cas d'objets qui sont plus minces ou plus épais que la normale si bien que les dits objets peuvent être soumis au choix à.une exposition en fonction de leur épaisseur, e ce avec une tension réduite ou plus éleveedu tube à rayons X. L'utilisation de la tension réduite du tube à rayons X dans le cas d'un objet mince a entre autres pour but de réduire la puissance instantanée afin que le temps de prise de vue ne soit pas trop bref.Dans le cas d'un temps de prise de vue trop bref, le contacteur 4 ne peut interrompre à temps la prise de vue par suite de son inertie si bien qu'on obtient une surexposition de l'image. ''uti- lisation d'une tension plus élevée du tube à rayons X dans le cas d'objets plus épais que dans le cas normal a pour but d'obtenir un temps de prise de vue plus court. Le dispositif à "charge décroissante ", indiqué plus haut, ne permet pas dans le cas d'objets épais de fournir le meilleur rapport entre une tension faible du tube à rayons X, qui fournit le meilleur contraste d'image, et un temps de prise de vue court, qui fournit la meilleure netteté d'image. L'invention a pour but de simplifier la commande d'un appareil de radiodiagnostic du type indiqué plus haut et simultanément d'obtenir une meilleure adaptation automatique des tensions du tube à rayons X dans le cas d'objets d'épaisseurs différentes. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'au dispositif de programmation sont associés des moyens qui permettent d'influencer une minuterie de commande en fonction d'un organe corporel déterminé ou d'un type d'examen donné, de telle manière que le courant d'émission pendant la prise de vue est réduit jusqu'à une valeur déterminée en fonction de l'organe dont on doit réaliser la prise de vue, et que de ce fait la tension du tube à rayons X est accrue. La variation,dépendante du temps,du courant d'émission est déterminée dans un appareil conforme à l'invention par une minuterie de commande qui règle le courant d'émission en fonction du temps et ce suivant l'actionnement des touches de fonctionnement d'un sélecteur de l'organe corporel examiné ou d'un dispositif semblable. De ce fait il est possible d'obtenir, dans le cas d'un objet mince, normal ou pais, un accroissement de la tension du tube à rayons X d'une façon souhaitée pour les différents organes corporels ou pour les différents types. d'examen, la puissance du tube à rayons X étant réduite en même temps que le temps de prise de vue si bien qu'une surcharge de 'anode est empêchée conformément à la courbe représentée en figure 2. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation de l'appareil de radiodiagnostic conforme à l'invention. Les figures 1 à 3 déjà mentionnées plus haut illustrent un type d'appareil de radiodiagnostic connu comportant un dispositif automatique d'exposition et un dispositif automatique de réglage sur l'organe corporel à examiner. La figure 4 représente un diagramme de puissance en fonction du temps, modifié par rapport à celui des dispositifs connus et réprésenté en figure 3. La figure 5 représente un appareil de radiodiagnostic conforme à l'invention. La figure 6 représente un circuit de commande horaire faisant partie de l'appareil représenté en figure 5. Dans le cas de l'appareil de radiodiagnostic conforme à l'invention il est possible de commander le courant d'émission de manière au'il ne tombe pas sensiblement au-dessous de la limite de charge du tube à rayons X dans le cas d'accroissements importants de la tension du tube à rayons x. La commande peut être réalisée à l'aide de résistances qui sont branchées automatique ment en série avec le générateur à haute tension en fonction de la programmation pour l'organe corporel considéré. En modifiant la vitesse de réduction du courant d'émission en fonction d'un organe corporel déterminé, on peut optimiser le caractère de l'image conformément au souhait du radiologue. Ainsi, par exemple, dans le cas d'examens de l'estomac il est souhaitable de réduire, au bout d'environ 0,1 seconde, le courant d'émission en fonction du déplacement de l'objet et, dans le cas d'un objet épais, afin d'obtenir, dans le cas de tels objets, un temps de. prise de vue de courte durée convenable conformément à la courbe a représentée en figure 4. Dans le cas d'examens de la colonne vertébrale, il est important de respecter une tension relativement faible du tube à rayons X même pour un objet épais. Dans de nombreux cas un long tempB de prise de vue est souhaitable dans ces examens afin d'obtenir une image très. nette de la colonne vertébrale malgré les mouvements des parties molles. Dans ce cas la réduction du courant d'émission est réalisée seulement au bout d'environ 4 secondes de telle manière que la prise de vue est interrompue de façon sûre au bout d'un temps convenable même dans le cas d'objets épais (courbe b en figure 4). Dans le cas de prises de vue. des poumons pour lesquelles la tension programmée du tube à rayons X est égale ou est proche de la tension 'maximale admissible du tube à rayons X, qui est souvent de 150kV, il' n'est pas possible pour des raisons techniques d'augmenter la tension du tube à rayons X dans le cas d'un objet épais. Dans ce cas le courant d'émission est maintenu constant pendant la prise de vue conformément à la courbe représentée en figure 4. On a représenté en figure 5 un exemple de réalisation de l'invention qui va être décrit en détail ci-après. Les références 1 à 20 désignent des parties de l'appareil identiques à celles de l'appareil représenté en figure 1. Le courant d'émission du tube à rayons X décroit à différents instants pendant une prise de vue par suite de la présence d'une minuterie de commande 21 qui influence la variation du courant d'émission. Au dispositif de programmation sont associés des moyens qui ne peuvent influencer la minuterie de commande 21 pour un organe corporel choisi ou pour un type d'examen sélectionné.La diminution du courant du tube à rayons X peut être réalisée grâce au fait que le circuit de commande horaire provoque le branchement d'un ou de plusieurs contacts de relais 11, 12', 12" du circuit d'émission par l'intermédiaire de relais associés R 11, R 12', R 12". L'appareil comporte un organe de commutation 24 commandé par le dispositif de programmation 17 et qui commande deux relais 23 qui permettent de brancher ou de débrancher, au moyen de leurs contacts 27, les résistances 22 montées en série avec l'enroule- ment primaire du transformateur 2 à haute tension. De cette façon il est possible de modifier l'impédance en série du générateur à haute tension avant la prise de vue en fonction d'un organecorporel déterminé ou d'un type d'examen déterminé de manière que la tensiondutube à rayonsXcrdt automatiquement suivant une variation programmée lorsque le courant d'émission diminue.L'organe de commutation 24 comporte à cet effet deux contacts 28 et 29 qui sont fermés au choix en fonction de la touche 30 respectivement énfoncée sur le dispositif de programmation 17. La minuterie de - commande 21 peut être constitue de la façon représentée en figure 6. Le contact A se ferme au début d'une prise de vue et commande un intégrateur 31 dont la tension de sortie correspond à la courbe a. Latension de sortie de llintégrateur commande trois circuits v11, v 12', v 12", présentant une sensibilité de niveau et qui ferment les contacts 11, 12', 12" lorsque la tension a augmente. Au-début de la prise de vue la tension s'accroît et ouvre d'abord le contact 11, puis le contact 12' et le contact 12".L'instant, auquel le contact Il est ouvert, est déterminé par le niveau de commutation du circuit v 11. Ce niveau peut être choisi par l'intermédiaire des résistances r 1 en fonction d'un programme de prise. de vue -sélectionné. A cet effet on utilise des contacts 25 qui sont associés aux touches, correspondant respectivement aux organes corporels à examiner, sur le dispositif de programmation 17. L'intervalle de temps compris entre l'ouverture du contact 11 et l'ouverture du contact 12' est déterminé par la résistance r2 qui est mise en circuit par l'intermédiaire des contacts 26 en fonction d'une programme de prise de vue déterminé. Le contact de relaiS12" est ensuite ouvert. La durée de l'ouverture du contact 12" est déterminée par le rapport des résistances r3 et r4. Les résistances r1 et r2 sont disposées dans le dispositif de programmation 17 et déterminent les instants de commutation, alternativement en fonction de la touche respective enfoncée du dispositif 17. . En sélectionnant l'une des résistances ri on peut modifier l'instant auquel la diminution du courant commence. La vitesse de la diminution du courant est déterminée par is résistanceEi r2, r3 et r40 Conformément à l'invention, il est possible de prévoir des dispositifs provoquant la production d'un signal lorsque la tension du tube à rayons X augmente dans le cas d'un objet épais. En outre il est possible de prévoir un dispositif d'affichage ou d'indication, qui indique selon la prise de vue. la tension du tube représentative pour le contraste d'image lorsque la tension du tube augmente dans le cas d'un objet épais. REVENDICATIONS 1. Appareil de radiodiagnostic comportant un dispositif automatique d'exposition qui mesure, pendant la prise de vue d'un objet, la dose de rayonnement X reçue sur un film et interromptautomatique- ment la prise de vue lorsqu'unie dose prédéterminée est atteinte, un dispositif de programmation permettant de régler manuellement d'une façon programmée pour l'organe corporel considéré, dont on doit réaliser la prise de vue, et en fonction de cet organe les données de prise de vue , par exemple la tension du tube à rayons X, le courant d'émission initial et le noircissement du film, et comportant une minuterie de commande qui permet de réduire le coursant d'émission pendant une prise de vue , caractérisé par le fait qu'au dispositif de programmation(17)sont associés des moyens (25,26) qui permettent d'influencer la minuterie de commande (21)en fonction d'un organe corporel déterminé ou d'un type d'examen donné, de telle manière que le courant d'émission pendant la prise de vue est réduit jusqu'à une valeur déterminée en fonction de l'organe, dont on doit réaliser la prise de vue, et que de ce fait la tension du tube à rayons X est accrue. 2. Appareil de radiodiagnostic suivant la revendication 1 caracté risé par le fait qu'il comporte des éléments de commutation (22,23) qui permettent de modifier l'impédance en série du générateur à haute tension, avant ia prise de vue , en fonction d'un organe corporel déterminé ou d'un type d'examen déterminé de manière que la tension du tube à rayons X augmente automatiquement suivant une variation programmée lorsque le courant d'émission décroit.