Brevet FR2274040A1 — publié le 19760102

- 1 - EE74040 La présente invention concerne un dispositif pour l'exploration d'une surface notamment plane et son application aux appareils de diagnostic par scintigraphie. Des dispositifs répondant à cet objectif 05 sont connus ; dans le domaine de l'application mentionnée, ils sont dits "scanner à scintillation" et ne permettent généralement pas l'exploration dans des plans multiples. De plus, ce sont généralement des appareils lourds, implantés dans des salles appartenant au service des isotopes, et, par suite, ils ne 10 répondent pas au problème posé par les personnes intransportables hospitalisées dans les services de- réanimation ou services d'urgence. Par ailleurs, ils ne s'adaptent pas à l'évolution de la conception des services d'isotopes : en effet, de plus en plus, les isotopistes éprouvent le besoin de traiter des scintigraphies 15 statiques, étant donné les moyens de traitement et de visualisation qu'ils sont sur le point dracquérir. Enfin, l'intérêt est fortement ressenti de scintigraphies obtenues par balayage rapide dans plusieurs plans, par exemple, vertical, horizontal, oblique généralement à 45°. 20 Le dispositif, objet de l'invention, notamment applicable aux appareils de diagnostic par scintigraphie, est léger et mobile ; il s'adapte à une saisie de données avec enregistrement, par exemple, magnétique ; il permet l'exploration d'une surface notamment plane ayant une orientation déterminée 25 parmi les multiples orientations possibles entre deux plans orthogonaux P et F' quelconques ; il est principalement caractérisé en ce qu'il comporte : - un bras porte-sonde d'exploration sur lequel ladite sonde est montée coulissante et orientable et qui 30 coulisse lui-même sur, au moins, un bras intermédiaire définissant, avec ledit bras porte-sonde, un plan parallèle au plan P, - un bras porteur sur lequel coulisse le bras intermédiaire, définissant avec ce dernier le plan P" orthogonal à la fois aux plans P et P' et qui est pourvu de moyens 35 de déplacement dans un plan parallèle au plan P', - et des moyens pour : a) fixer le bras porte-sonde en des positions successives qui se situent dans une surface, BAD ORIGINAL 2274040 notamment plane, homographique de la surface à explorer, par déplacements relatifs dudit bras porte-sonde sur le bras intermédiaire et de ce dernier sur le bras porteur, b) provoquer le coulissement 05 de ladite sonde sur le bras porte-sonde en chacune des positions successives dudit bras tout en l'orientant vers ladite surface à explorer. Les avantages et autres caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la 10 description qui suit, faite, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - figure 1, un schéma de principe du dispositif conforme à l'invention, - figure 2, une représentation en 15 perspective de la partie "scanner" d'un appareil de diagnostic par scintigraphie, - figure 3, une représentation en coupe horizontale du "scanner" au niveau du bras porte-sonde. - On a représenté, figure 1, trois plans 20 orthogonaux P, P* et P". Dans le plan P s'inscrivent deux bras 1 et 2. Une sonde d'exploration, schématisée en 3, est montée coulissante et orientable sur le bras 1, ce qui est symbolisé par les segments fléchés fl et f3. Le bras 1, qui constitue un bras porte-sonde, est monté coulissant sur le bras 2 qui constitue 25 un bras intermédiaire, ce qui est symbolisé par le segment fléché f2. Dans le plan P" s'inscrivent le bras 2 et un bras 4 qui constitue un bras porteur. Le bras 2 est monté coulissant sur le bras 4, ce qui est symbolisé par le segment fléché f4. Enfin, le bras porteur 4 est pourvu de moyens de déplacement dans le plan P' constitué ici 30 par un chariot de fixation 5. En fait, et tel qu'il est représenté, les bras 1, 2 et 4 sont perpendiculaires entre eux (les bras 1 et 4 étant horizontaux et le bras 2, vertical), la sonde est montée orientable dans un plan parallèle au plan P", et le chariot 5 35 - qui se déplace dans un plan horizontal - est représenté comme constitué par deux traverses 51 et 52 qui sont parallèles et entre lesquelles est fixé le bras 4. Le plan P' est donc un plan horizontal ; les plains P et P" sont, par suite, des plans verticaux. - 3 - 2274040 Cette disposition est la plus simple et répond parfaitement aux objectifs de l'invention, ainsi qu'il va être démontré dans ce qui suit.,Ï1 est bien entendu que d'autres dispositions pourraient être envisagées et, notamment, des dispositions visant à modifier 05 les angles que forment entre eux les trois bras dans leurs plans respectifs •; ïnais ces dispositions seraient infiniment plus complexes et n'apporteraient aucun avantage supplémentaire. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : 10 - si l'on désire faire une exploration dans un plan horizontal, on commande une translation pas à pas du bras intermédiaire 2 sur le bras porteur 4, et, pour chaque position (M bras intermédiaire, on commande une translation de la sonde 3 sur le bras porte-sonde 1, ladite sonde étant orientée 15 verticalement vers la surface a explorer, - si l'on désire faire une exploration dans un plan vertical, on commande une translation pas à pas du bras porte-sonde 1 sur le bras intermédiaire 2, et, pour chaque position du bras porte-sonde, on commande une translation 20 de la sonde sur ledit bras porte-sonde, ladite sonde étant orientée horizontalement vers la surface à explorer, , - si l'on désire faire pie exploration dans un plan oblique faisant avec l'horizontale un angle , on commande une translation pas à pas, à la fois du bras intermédiaire2 25 et du bras porte-sonde 1 ; si l'on définit, pour un pas, l'excursion du bras intermédiaire comme égale à b et celle du bras porte-sonde comme égalé ,à a, le rapport b/a est égal à tg d ; comme précédemment, pour chaque position prise par le bras porte-sonde, on cbmmand© une translation de la sonde sur ledit bras, ladite 30 sonde étant orientée vers la surface à explorer et faisant avec l'horizontale un angle fi complémentaire de ' Les positions successives prises par le bras porte-sonde se situent dans un plan parallèle à la surface à explorer, et ies excursions commandées pour un pas définissent 35 la valeur des interlignes d'exploration ; dans les deux premiers cas, l'excursion commandée définit directement la valeur de l'interligne ; dans le troisième cas, a = £ cos °Cet b = £ sin OC, £ étant la valeur de l'interligne. - 4 - 2274040 On remarquera que le dispositif permet également de définir des positions successives pour le bras porte-sonde qui ne situent plus dans un plan, mais dans l'espace ; il suffit de modifier à chaque pas le rapport b/a par une 05 programmation définie à partir de la courbe qui délimite, en coupe verticale, la forme de la surface à explorer ; il-est même possible de modifier à chaque pas l'angle que fait la sonde avec l'horizontale, cet angle étant toujours complémentaire de c mais est alors défini par l'angle que fait, avec l'horizontale, ÎO la tangente dans le plan vertical au point d'impact du faisceau issu de la sonde sur la surface à explorer. De telles dispositions sont aisément envisageables pour l'homme de l'art et ne seront pas plus avant explorées. 15 La figure 2 est une représentation en perspective de la partie "scanner" d'un appareil de diagnostic par scintigraphie. On y reconnait le bras porte-sondé 1 et sa sonde 3, le bras intermédiaire 2, le chariot 5 et ses deux traverses 51 et 52 le bras 4 est en fait doublé, dans cette application, par un bras 20 de raidissement qui lui est parallèle 4' et forme, avec ce dernier, un cadre porteur ; cette disposition permet d'éviter tout fléchissement du bras intermédiaire. 2 ; le pupitre de commande des mouvements est figuré en 6. La figure 3 est une coupe horizontale 25 de l'appareil de la figure 2 au niveau du bras porte-sonde 1. Le bras 1 est en fait constitué par deux guides parallèles 11 et 12 sur lesquels coulisse par tout moyen approprié le corps de la sonde 3 ; de part et d'autre de ce corps de sonde, sont fixées les deux extrémités d'une courroie crantée 13 qui commande le 30 coulissement de la sonde ; cette courroie, qui suit un trajet défini par des poulies telles que 14 et 15, est entraînée par un pignon porté par l'arbre d'un moteur 16, situé entre les deux guides 11 et 12, côté potence,, et solidaire de ces derniers. On a dit précédemment, en se référant 35 à la figure 1, que la sonde est orientable sur le bras 1 ; en fait, dans l'application représentée, ce n'est pas la sonde qui est mobile en rotation sur le bras 1, mais ce dernier qui est mobile en rotation sur sa partie "chariotage" dont la constitution sera - 5 - 2274040 expliquée dans ce qui suit. Les deux guides 11 et 12, pour réaliser cet objectif, sont solidaires, côté potence, du plateau mobile 171 d'un double plateau à friction 17, le plateau fixe 172 de ce dernier étant solidaire de la partie "chariotage" du bras 1. 05 Le plateau mobile porte au moins cinq crans-repères sur son pourtour qui définissent cinq orientations de la sonde : - une orientation verticale pour l'exploration de surfaces horizontales situées sous la sonde, - deux orientations horizontales ÎO pour l'exploration de surfaces verticales situées soit à droite, soit à gauche de la sonde, - et deux orientations obliques faisant avec l'horizontale un angle ($ pour l'exploration de surfaces obliques situées soit à droite, soit à gauche de la sonde et 15 faisant avec l'horizontale un angle oC complémentaire de p . Le double plateau 17 comporte des dispositifs de verrouillage et de blocage de son plateau mobile, donc du bras 1 dans les positions repérées par les crans ; ils ne sont pas visibles sur la figure, mais sont aisément imaginables par l'homme de l'art. 20 Le mouvement f2 est un mouvement de "chariotage" du bras porte-sonde sur le bras intermédiaire 2 ; en fait, ce dernier est constitué par deux guides parallèles 21 et 22 sur lesquels coulisse la partie "chariotage" du bras 1 par 1'intermédiaire de galets tels que 26 ; la commande du 25 mouvement se fait par l'intermédiaire d'un écrou à billes 23 entraîné, en un mouvement vertical, par une vis sans fin 24 couplée à l'extrémité de l'arbre d'un moteur dont la situation est figurée en 25 ; ce moteur est situé entre les deux guides 21 et 22 et leur est solidaire. La partie "chariotage" du bras 30 porte-sonde comporte donc, dans ses parties essentielles, les galets tels que 2ë et 1'écrou à billes 23 j il porte le plateau fixe 172 du double plateau à friction 17. Le mouvement f4 'est un mouvement de "chariotage" du bras intermédiaire sur le bras 4' du cadre porteur 35 constitué par les bras 4 et 4'. Ce cadre est solidaire du chariot mobile 5, et les bras 4 et 4' constituent deux guides parallèles grâce auxquels'la partie "chariotage" du bras intermédiaire coulisse par l'intermédiaire de galets tels que 46 ; la commande - 6 - 2274040 du mouvement se fait par l'intermédiaire d'un écrou à billes 43 entraîné en un mouvement horizontal par une vis sans fin 44 couplée à l'extrémité de l'arbre moteur 45 j ce moteur est solidaire du cadre porteur et situé entre les bras 4 et 4'. 05 La partie "chariotage" du bras intermédiaire comporte donc, dans ses parties essentielles, les galets tels que 46 et 1'écrou à billes 43 ; elle est solidaire des deux guides 21 et 22 qui constituent le bras intermédiaire 2. On remarquera que la disposition de 10 l'ensemble sur le chariot mobile 5, et la disposition qui consiste à prévoir au moins cinq crans-repères de positions telles que précédemment définies pour le bras porte-sonde, permettent d'accéder au lit d'un malade par l'un quelconque de ses côtés. De plus, la combinaison des quatre mouvements fl, f2, f3, f4 15 permet de choisir, pour le malade, la position la plus confortable contrairement aux appareils connus qui, beaucoup moins souples, exigent le plus souvent de placer ce malade dans des positions absolument inconfortables. La conjonction de ces deux avantages fait que l'appareil, objet'de l'invention, constitue un 20 incontestable progrès technique et humain. Le pupitre 6 permet de commander le mouvement des trois moteurs. Les phases de commande sont définies électroniquement et les circuits correspondants sont aisément envisageables. Les moteurs sont, de préférence, du type pas à pas 25 pour permettre l'emploi de circuits "tout ou rien" et, notamment, si la valeur de l'interligne d'exploration égale £, les moteurs commêindant le déplacement des bras porte-sonde et intermédiaire, seront mis en service pour définir des déplacements sur des distances égales à £ pour l'analyse de surfaces d'exploration 30 horizontales ou verticales, et à £ sin oC et £ sin (2> , respectivement, pour l'analyse des surfaces d'exploration obliques à cA ° sur l'horizontale. Quant au double plateau à friction 17, il est manoeuvré manuellement, et, bien entendu, il est possible 35 de prévoir sept ou neuf (ou plus) crans-repères sur son plateau mobile de façon à définir deux, trois, (ou plus) valeurs d'angle. La sonde est reliée électriquement à un ou plusieurs dispositifs d'enregistrement, (magnétique, - 7 - 2274040 photographique, Les multiples possibilités de l'appareil fissurent une exploitation aisée des résultats- par tous moyens convenant au goût de l'utilisateur. Dans un appareil conçu tel que celui 05 qui vient d'être décrit, la sonde détectriçe est pourvue d'un blindage au plomb calculé pour une énergie ^ 200 keV ; le poids de la sonde plus le préamplificateur est de 3 kg, celui du blindage plus le Collimateur est de 17 kg. Le,poids de; l'ensemble ; mobile plus sa fixation est estimé à environ 25 kg. Le détecteur 10 peut prendre trois orientations : verticale, horizontale, oblique ° (dans ce dernier cas, °^ = 37°). L'appareil est introduit facilement au chevet du malade ; sa largeur hors-tout est de 78 cm, sa longueur hors-tout est de 160 cm et sa hauteur maximum est de 170 cm. La course du bras intermédiaire sur le bras 15 porteur est de 50 cm, et celle de la sonde sur le bras porte-sonde est de 40 cm j la course du bras porte-sonde sur le bras intermédiaire est de 90 cm. La valeur des interlignes de balayage est rendue compatible avec le système de relecture de l'enregistrement effectué ; la vitesse de balayage est variable de 20 0 à 50 mm/s. Il est bien entendu que.la description qui précède a été faite uniquement à titre d'exemple non-limitatif et que des variantes peuvent être envisagées, notamment quant à 1'exploitation du dispositif, sans, pour cela, sortir 25 du cadre de.l'invention. - 8 - 2274040 REVENDICATIONS : 1/ Dispositif pour l'exploration d'une surface notamment plane ayant une orientation déterminée parmi les multiples orientations possibles entre deux plans orthogonaux 05 P et P' quelconques, caractérisé en ce qu'il comporte : - un bras porte-sonde -d'exploration, sur lequel ladite sonde est montée coulissante et orientable et qui coulisse lui-même sur, au moins, un bras intermédiaire définissant, avec ledit bras porte-sonde, un plan parallèle au 10 plan F, - un bras porteur sur lequel coulisse le bras intermédiaire, définissant avec ce dernier le plan P" orthogonal à la fois aux plans P et P' et qui est pourvu de moyens de déplacement dans un plan parallèle au plan P', 15 - et des moyens pour a) fixer le bras porte-sonde en des positions successives qui se situent dans une surface, notamment plane, hômographique de la surface à explorer, par déplacements relatifs dudit bras porte-sonde sur le bras 20 intermédiaire et de ce dernier sur le bras porteur, b). provoquer le coulissement de ladite sonde sur le bras porte-sonde en chacune des positions successives dudit bras tout en l'orientant vers ladite surface à explorer. 25 2/ Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras porte-sonde, intermédiaire et porteur sont perpendiculaires entre eux. 3/ Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bras porte-sonde et porteur 30 sont horizontaux, le bras intermédiaire étant vertical. 4/ Dispositif, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que, la surface à explorer étant une surface plane horizontale, il comporte des moyens pour fixer le bras porte-sonde en des positions successives qui se situent 35 dans un plan parallèle à celui qui contient ladite surface à explorer, par déplacement pas à pas du bras intermédiaire sur le bras porteur sur une distance a égale à la valeur de l'interligne £ d'exploration, la sonde étant orientée verticalement vers la surface à explorer. - 9 - 2274040 5/ Dispositif, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que, la surface à explorer étant une surface plane verticale, il comporte des moyens pour fixer le bras porte-sonde en des positions successives qui se situent 05 dans un plan parallèle à celui qui contient ladite surface à explorer, par déplacement pas à pas du bras porte-sonde sur le bras intermédiaire sur une distance b égale â la valeur de l'interligne £ d'exploration, la sonde éteint orientée horizontalement'vers la surface à explorer. • ÎO ,6/ Dispositif, sèloiï les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que, la surface à explorer étant une surface plane oblique qui fait avec l'horizontale un angle o(, . il comporte des moyens pour fixer le bras porte-sonde en des positions successives qui se situent dans un plan parallèle à 15 celui qui contient ladite surface à explorer, par déplacement, pas à pas, à la fois du bras intermédiaire sur le bras porteur sur une distance a = £ cos c^et du bras porte-sonde sur le bras intermédiaire sut une distance b = £ sin oC, £ étant égal à la valeur de l'interligne d'exploration, la sonde étant orientée 20 vers la surface à explorer en faisant avec l'horizontale un angle complémentaire de . 7/ Appareil de diagnostic par scintigraphie uti-lisable avec au moins un dispositif d'enregistrement, notamment magnétique, couplé à une sonde d'exploration par balayage de la 25 surface à explorer, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, lequel est associé à essentiellement trois moteurs : - un premier moteur solidaire du bras porteur pourvu d'un dispositif de couplage à une partie 30 dite de "chariotage" du bras intermédiaire, - Un deuxième moteur solidaire du bras intermédiaire pourvu d'un dispositif de couplage â une partie dite de "chariotage" du bras porte-sonde, - un troisième moteur solidaire du 35 bras porte-sonde pourvu d'un dispositif d'entraînement linéaire de la sonde, ladite sonde étant fixe en rotation sur le bras porte-sonde, lequel comporte deux parties : - 10 - 2274040 - une partie fixe en rotation constituant la partie dite de "chariotage", - une partie mobile en rotation autour de l'axe longitudinal du bras comportant la sonde et son 05 moteur d'entraînement. 8/ Appareil de diagnostic, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bras porte-sonde comporte un double plateau à friction dont le plateau fixe est solidaire de la partie dite de "chariotage" et dont le plateau mobile est 10 solidaire de la partie comportant la sonde et son moteur d'entraînement, ledit plateau mobile comportant au moins cinq crans-repères qui définissent pour la sonde une orientation verticale, deux orientations horizontales et au moins deux orientations obliques faisant avec l'horizontale le même angle ^ , 15 ledit double plateau comportant des moyens de verrouillage encliquetant dans les crans-repères et des moyens de blocage dans les positions repérées. 9/ Appareil de diagnostic, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de couplage 20 dont est pourvu le premier moteur est constitué par une vis sans fin couplée en bout d'arbre et entraînant dans un mouvement linéaire horizontal un écrou à billes solidaire de la partie dite de "chariotage" du bras intermédiaire, ladite partie comportant au moins un galet de roulement, et le bras étant constitué 25 essentiellement par au moins un guide horizontal de roulage. 10/ Appareil de diagnostic, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de couplage dont est pourvu le deuxième moteur est constitué par une vis sans fin couplée en bout d'arbre et entraînant dans un mouvement 30 linéaire vertical un écrou à billes solidaire de la partie dite de "chariotage" du bras porte-sonde, ladite partie comportant au moins un galet de roulement, et le bras intermédiaire étant constitué essentiellement par au moins un guide vertical de roulage. 11/ Appareil de diagnostic, selon la 35 revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement linéaire de la sonde dont est pourvu le troisième moteur est constitué par une courroie crantée, fixée au corps de la sonde et entraînée, par un pignon porté par l'arbre dudit moteur, sur - 11 - 2274040 un trajet en boucle défini par des poulies, la partie mobile du bras porte-sonde étant constituéeessentiellement par au moins un guide horizontal traversant ledit corps de sonde. 12/ Appareil de diagnostic, selon la 05 revendication 7, caractérisé en ce que le bras porteur est doublé par un bras - qui lui est parallèle - de raidissement du bras"intermédiaire et constitue - avec ce bras de raidissement -un cadre, porteur comportant au moins deux guides horizontaux, desquels guides l'un au moins est solidaire du chariot mobile 10 dont est pourvu le dispositif d'exploration et dont l'un au moins sert de chemin de roulement pour la partie de "chariotage" du bras intermédiaire. 13/ Appareil de diagnostic, selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte 15 un pupitre et des circuits de commande notamment pour les premier et deuxième moteurs conçus pour : - le déplacement du bras intermédiaire ou du bras porte-sonde sur des distances élémentaires égales à £ dans le cas de surfaces d'exploration horizontale ou 20 verticale, respectivement, - le déplacement simultané du bras intermédiaire et du bras porte-sonde sur des distances élémentaires égales à £ cos oCet £ sin c étant égale à £. 14/ Appareil de diagnostic, selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé- en ce que les circuits de commande, notamment pour le troisième moteur, sont conçus 30 pour le déplacement de la sonde selon deux mouveménts respectivement aller et retour après chaque commande de déplacement du bras intermédiaire et/ou du bras porte-sonde.