Brevet FR2299845A1 — publié le 19760903

La présente invention concerne un appareil permettant de construire une représentation de la variation d'absorption dans une tranche plane du corps d'un patient à l'égard d'un rayon remet pénétrant tel qu'un rayonnement X ou > .Un procédé et un appareil particuliers permettant de construire une telle reptésentation sont décrits dans le Brevet français n0 69 2oC50. Suivant l'un des exemples décrits dans ce brevet, un mouvement de balayage est imprimé à une source convenable pour diriger le rayonnement à travers le corps d'un patient le long d'une pluralité de groupes de faisceaux fins, les faisceaux de chaque groupe étant sensiblement parallèles et chaque groupe de faisceaux étant dirigé à travers le corps du patient suivant un angle particulier ou angle moyen par rapport à ce corps. tin détecteur convenable est soumis à un mouvement de balayage correspondant de façon qu'il fournisse une mesure de l'absorption subie par chacun des faisceaux en traversant le corps du patient. oes mesures d'absorption sont alors traitées par des moyens convenables pour évaluer une distribution des coefficients d'absorption dans la tranche plane. Pour assurer l'obtention de la pluralité nécessaire de faisceaux, la source et le détecteur sont animés d'un mouvement de va-et-vient dans le plan de la tranche et d'un mouvement orbital pas-à-pas autour d'un axe commun normal à ce plan. Une technique de traitement de ces mesures d'abscrption en vue d'effectuer l'évaluation précitée est décrite et revendiquée dans le Brevet français n0 69 29050 précité et une autre technique convenable est décrite et revendiquée dans le texte complet de la Demande de brevet français r. 74 14U31 du déposant. Cette dernière technique permet de procéder à l'évaluation plus rapidement que par la technique du brevet français précité. Le procédé et l'appareil faisant ltobjet dudit exemple décrit dans ledit brevet français se sont avérés e-ficaces pour produire des représentations en coupe transversale de parties d'un corps vivant telles que la tête. Toutefois, le dispositif prévu pour assurer l'opération de balayage est relativement lent et une vitesse de balayage plus rapide est désirable pour certaines parties du corps. Dans la demande de brevet français no 74 29557 dl déposant, est décrit un appareil permettant 'exécuter 1e procédure de balayage d'une manière relativement rapide.Suivant cette mande de brevet, on patient des signaux d'inforatio en dirigeant une nappe dispersée e rayons X à travers le corps du patient dans le plan à examiner et en prévoyant un banc de détecteurs de l'autre côté de ce corps pour mesurer le rayonnement transmis le long d'un groupe de trajectoires de faisceau faisant partie de la nappe dispersée. Des mouvements de balayage tels que décrits ci-dessus sont impartis à la source et aux détecteurs. Toutefois, par rapport à l'appareil du brevet françaisprécité, le mouvement orbital peut s'effectuer par pas plus grands et, par conséquent, le balayage complet peut être assuré en un temps plus court. L'invention a, notamment, pour objet de réaliser un agencement perfectionné capable de produire le mouvement orbital pas-à-pas précédemment mentionné. Suivant l'invention, il est prévu un appareil radiographique comprenant un élément annulaire présentant, le long de l'une de ses circonférences une pluralité d'encoches radiales et présentant en outre une ouverture sensiblement centrale dans laquelle le corps d'un patient peut être inséré, une source de rayonnement pénétrant portée par l'élément annulaire, un moyen détecteur sensible à rayonnement également porté par l'élément annulaire et agencé de manière à recevoir ce rayonnement après son passage à travers le corps examiné, un élément menant animé d'un mouvement orbital autour d'un axe parallèle à celui de l'élément annulaire et capable d'effectuer les opérations successives consistant à s'engager dans l'une des encoches précitées sensiblement radialement à l'élément annulaire, à imprimer un mouvement de rotation à celui-ci, à se dégager de ladite encoche sensiblement radialement à l'élément annulaire et à s'engager dans une autre encoche qui se trouve sensiblement dans la position précédemment occupée par la première encoche mentionnée, pour imprimer à la source un mouvement orbital intermittent dans un plan perpendiculaire aux axes précités, et des moyens capables d'imprimer ce mouvement orbital à l'élément menant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ces dessins la Figure 1 représente en élévation latérale un exemple d'appareil suivant l'invention la Figure 2 représente une partie de cet appareil vu en élévation et en bout, et la Figure 3 représente une partie du mécanisme à croix de Malte utilisé pour assurer un mouvement de rotation d'une partie de l'appareil. Sur la Figure 1, le patient 1 e*d représenté couché sur un moyen de support formé de deux parties 2 et 3 et son corps est soumis à un examen à l'aide d'un rayonnement X indiqué par la ligne en trait interrompu en 4. Ce rayonnement est engendré par une source 5 et forme une nappe dispersée en éventail dans un plan s'étendant à angles droits par rapport au plan de la figure. On comprendra aisément que le moyen supportant le patient doit être suffisamment long, compte tenu de son déplacement possible, pour permettre de placer une section désirée quelconque du corps du patient dans le plan du rayonnement X. Dans la région du rayonnement d'exploration, un milieu 6 ayant un coefficient d'absorption du rayonnement analogue à celui du tissu du corps est placé autour du corps du patient de manière à présenter une section droite sensiblement circulaire au rayonnement. Ce milieu peut être de l'eau contenue dans une enveloppe comme décrit dans la demande de brevet français n0 74 29537 déjà citée du déposant ou, de préférence, un matériau visqueux ou particulaire présentant des caractéristiques d'absorption analogues à celles de l'eau et contenu dans un ou plusieurs sacs. Le corps du patient et le milieu 6 sont immobilisés par des moyens tels qu'une sangle de retenue 7 qu'on peut ouvrir pour laisser passer le corps du patient. Selon une variante, un anneau en deux pièces tel que celui qui est décrit dans ladite demande de brevet français n0 74 29537 peut être utilisé pour maintenir le patient en position. Etant donné que le corps 1, y compris le matériau 6, ont été placés de manière à présenter une section droite approximativement circulaire, des éléments de compensation 8 en forme de selle sont également disposés sur la trajectoire du rayonnement pour rendre les longueurs des trajectoires de rayonnement à travers le corps 1 sensiblement égales entre elles comme décrit dans la demande de brevet qui vient d'être mentionnée. De légères différences de longueur de trajectoire pour un corps 1 et des éléments 8 sont étalonnés à l'avance pour un corps fictif à absorption constante et sont conservées dans une mémoire dans les circuits de traitement associés. Dans le présent exemple, des éléments de compensation 8 de différentes dimensions sont prévus pour tenir compte de différences importantes dans la corpulence des patients. Les étalonnages préalables des éléments 8 correspondants à des corpulences types sont tous conservés dans la mémoire de traitement et peuvent etre choisis à volonté au panneau de commande. Selon une variante, des moyens peuvent être prévus pour détecter la dimension des éléments 8 en service et choisir automatiquement l'étalonnage approprié. La partie supérieure 3 du moyen de support est montée de manière à pouvoir coulisser sur sa partie inférieure 2 de façon qu'on puisse la tirer hors de l'appareil dans une mesure suffisante pour faciliter la mise en position du patient. Si on le désire, la partie 3 peut être complètement retirée, par exemple sur un chariot, pour permettre cette mise en position du patient. La partie inférieure 2 du moyen de support est articulée en 9 sur un élément 10 en deux parties disposées de part et d'autre du moyen de support, élément qui est mobile pour permettre un déplacement du moyen de support 2, 3 et du patient perpendiculairement au plan d'examen afin d'assurer la mise en position précise d'une région à examiner dans le plan des rayons X. Cette mise en position est indiquée sur la figure comme s'effectuant à l'aide de rails Il montés sur des parties respectives du bâti principal 12 de l'appareil. Toutefois, on peut également utiliser n'importe quel moyen convenable pour permettre le mouvement désiré. Ce mouvement est assuré par un vérin 13 qui peut être constitué par un moteur électrique entraînant une vis-mère, monté sur le bâti principal 12. Un autre vérin 14, monté sur une pièce transversale de lrélément 10, est articulé sur la partie 2 du moyen de support pour assurer un mouvement de rotation autour du point 9. Ceci permet un ajustement de l'inclinaison du plan des rayons X traversant le corps 1. Ges vérins peuvent être télécommandés à partir d'un panneau de commande d'opérateur disposé dans une zone protégée. On peut ainsi effectuer des examens alors que le patient est incliné par rapport à l'horizontal de la Figure 1, de sorte qu'on oient des représentations d'absorption pour des plans inclinés dans le corps. Après avoir traversé le corps du patient, la nappe de rayonnement dispersée en éventail est subdivisée en une pluralité de faisceaux fins ou pinceaux individuels par des collimateurs 15 et les intensités respectives de ces faisceaux sont déterminées tar des détecteurs individuels dans une unité de détection 16. Au cours des mouvements de balayage impartis à l'appareil, les cables d'alimentation nécessaires, les connexions de refroidissement et les autres connexions électriques sont contrôlés par des tringleries 17 qui servent à les maintenir à l'écart du patient et à les empêcher d'être entrains par des pièces mobiles tout en permettant leur raccordement à des terminaisons fixes et a l'équipement de traitement. Gomme précédemment décrit, l'unité source-détecteurs, y compris les collimateurs 15, est soumise à un mouvement de va-et-vient dans le plan d'examen. Pour la position représentée sur la Figure 1, ce mouvement est perpendiculaire au plan du papier. Le mouvement est assuré par un moteur non représenté sur la figure. La source et les détecteurs, conjointement à d'autres éléments qui doivent subir ce mouvement de balayage, sont liés entre eux par une chape 18 de façon que les divers mouvements soient entre eux dans les relations convenables. La chape se déplace par l'intermédiaire de paliers 19 et 20 sur un anneau 21 ou sur des prolongements de celui-ci. L'unité est, en outre, soumise à un mouvement orbital qu'elle partage avec d'autres parties de l'ensemble de balayage, telles que les éléments 8, qui ne sont pas anime d'un mouvement de va-et-vient et qui sont montées directement par des moyens non représentés sur l'anneau 21. Le mouvement orbital steffectue autour d'un axe 22 perpendiculaire au plan du rayonnement et sensiblement central par rapport à une région du corps 1, qui est d'un intérêt primordial. En vue d'assurer le mouvement orbital mentionné ci-dessus, les pièces qui doivent être déplacées de cette manière sont montées sur l'anneau 21, qui est disposé de manière à pouvoir tourner, sur des paliers tels que 23, autour d'un anneau fixe 24. L'anneau fixe 24 est monté de façon rigide sur le bâti principal 12 et, par conséquent, sur-la plaque de base de l'appareil dans l'exemple représenté par des montures 25. Il est également prévu deux tiges 26 qui sont elles aussi fixes par rapport à l'anneau 21 et sur lesquelles est monté de manière à pouvoir coulisser un contrepoids 27. Le contrepoids 27 est fixé à une courroie dentée, non représentée, qui transmet le mouvement latéral désiré à la chape 18. Il est disposé de manière à être en opposition avec la chape 18 afin de réduire les forces de déséquilibre au cours du mouvement latéral. Comme décrit dans les demandes de brevet précédemment mentionnées, le mouvement orbital utilisé est un mouvement intermittent qui se produit pendant les périodes de recul du mouvement de va-et-vient. Pour assurer l'obtention d'un tel mouvement, l'anneau 21 forme l'élément mené d'un mécanisme dit "à croix de Malte qui, dans l'exemple représenté, peut prendre trente six positions. La Fig. 2 représente, en élévation et en bout, les parties de l'appareil nécessaires à la mise en évidence du fonctionnement de mécanisme, conjointement à des éléments compensateurs 8 qui sont inclus pour mieux montrer leur forme. La circonférence de l'anneau 21 présente des encoches 28 dont trois seulement sont représentées. L'élément menant du mécanisme à croix-de Malte comprend un disque 29 portant un ergot 30, qui engrène avec les encoches 28 pour déplacer l'élément mené et une pièce de verrouillage 31, qui engrène avec des régions convenablement conformées 32 entre les encoches 28 pour immobiliser l'élément mené. Comme on le comprendra aisément, les encoches du mécanisme à croix de Malte pourraient entre, sans qu'on s'écarte pour cela du principe de l'invention, découpées sur la circonférence intérieure de l'anneau 21. Les parties essentielles du mécanisme à croix de Malte sont représentées de façon plus détaillée sur la Fig. 3 vues de l'autre côté. En fonctionnement le disque 29 tourne à une vitesse sensiblement constante comme indiqué par la flèche. L'ergot 30 pénètre dans l'une des encoches 28 et déplace 11 élément mené d'un pas de sorte qu'il quitte l'encoche à la position 30a représentée en trait interrompu. En ce point, la pièce 31 s'engage dans une région profilée 32 de l'élément mené de sorte que celui-ci ne peut plus se déplacer. Comme représenté, la pièce 31 se dégage de la région 32 au moment où l'ergot 30 pénètre dans l'encoche 28. Dans cet exemple, les dimensions du mécanisme et la vitesse de rotation sont telles que chaque pas orbital s'effectue en 1/3 seconde et que l'élément mené reste stationnaire pendant le mouvement de va-et-vient de 2/3 seconde. Une liaison d'asservissement convenable est prévue entre les deux mouvements pour assurer une relation correcte entre le mouvement de va-et-vient et le mouvement orbital.En pratique, il existe une courte période pendant laquelle ni l'ergot 30 ni la pièce 31 ne sont entièrement engrenés avec l'élément mené et des moyens de freinage, qui ne sont pas représentés car ils peuvent prendre toute forme convenable, sont prévus pour empêcher un mouvement inopiné pendant cette période. Le disque 29 est entratné par un moteur représenté en 33 sur la Figure 1, par l'intermédiaire d'un réducteur 34. En ce qui concerne le mouvement, il est à noter que le mouvement orbital nécessaire est théoriquement de 3600, la suite du mouvement s'effectuant en sens inverse, de sorte que les cibles ne peuvent s'emmêler. Toutefois, en pratique, une rotation complète de 3600 n'est pas nécessaire pour une construction de représentation convenable et l'on adopte un mouvement de plus faible amplitude. Il nty a donc aucun risque pour que les tringleries de support de câble 17 soient heurtées par le patient ou par le moyen de support 2 et 3 de celui-ci. Si le mouvement orbital est réduit à un angle inférieur à 3600, on comprendra aisément que l'anneau 21 du mécanisme à croix de Malte n'a pas besoin d'être un anneau complet et peut se terminer après l'angle désiré. De préférence, des moyens d'entretoisement doivent alors être prévus pour assurer la rigidité structurelle voulue. REVENDICATIONS 1. Appareil radiographique, caractérisé en ce qu'il comprend un élément annulaire, sur une circonférence duquel sont découpées une pluralité d'encoches radiales, et présentant une ouverture sensiblement centrale à travers laquelle le corps d'un patient peut être inséré, une source de rayonnement pénétrant portée par ledit élément annulaire, un moyen détecteur, sensible à ce rayonnement, également porté par l'élément annulaire et agencé de manière à recevoir le rayonnement après son passage à travers le corps du patient, un élément menant animé d'un mouvement orbital autour d'un axe parallèle à celui de l'élément annulaire et capable d'effectuer les opérations successives consistant à s'engager dans l'une desdites encoches, sensiblement radialement par rapport à l'élément annulaire, à imprimer un mouvement de rotation à l'élément annulaire, à quitter ladite encoche, sensiblement radialement par rapport à l'élément annulaire, et à s'engager dans une autre encoche qui se trouve sensiblement dans la position précédemment occupée par la première encoche mentionnée, de manière à imprimer à la source un mouvement orbital intermittent dans un plan perpendiculaire aux axes précités, et un moyen pour imprimer ce mouvement orbital audit élément menant. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens agencés de manière à permettre un mouvement latéral de la source et du moyen détecteur par rapport à l'élément annulaire dans le plan précité. 3. Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un disque monté de manière à pouvoir tourner autour du premier axe mentionné et sur lequel est monté l'élément menant précité. 4, Appareil suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens capables d'empêcher pratiquement tout mouvement de rotation de l'élément annulaire lorsque l'élément menant n'engrène pas avec l'une desdites encoches. 5. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une circonférence de l'élément annulaire présente une surface concave, au moins entre certaines des encoches précitées tandis que le disque porte un élément de verrouillage capable d'engrener avec cette surface concave lorsque l'élément menant n'est pas en prise avec l'une des encoches, pour empêcher pratiquement tout mouvement de rotation de l'élément annulaire. 6. Appareil radiograpisique, caractérisé en ce qu'il comporte une ouverture à travers laquelle le corps d'un patient peut être inséré, une source de rayonnement pénétrant, un moyen détecteur sensible à ce rayonnement et disposé de manière à recevoir celui-ci après son passage à travers le corps du patient et un mécanisme à croix de Malte capable de transmettre à la source un mouvement orbital intermittent autour de ladite ouverture. 7. Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de support du corps d'un patient dans l'ouverture précitée et des moyens pour déplacer ce moyen de support pour présenter le corps du patient avec différentes orientations par rapport au rayonnement.