Brevet FR2369823A1 — publié le 19780602

la présente invention se rapporte à la construction des dispositifs de support pour appareils de fluoroscopie. les appareils de fluoroscopie mobiles connus utilisent une source de rayons X et un renforçateur d' i m a g e radioscopique, alignés sur un m#me axe et capables de se déplacer en translation et rotation. Cet alignement fixe sur un même axe peut être considéré comme définissant un segment de droite allant de la source de rayons x au renforçateur d'images en passant par la région dont il s'agit de former l'image. On se référera utilement à ce segment orienté ou vecteur pour décrire la relation fixe entre la source de rayons X et le renforçateur d'image, Pour faire varier l'orientation de ce segment orienté ou vecteur par rapport à l'objet dont il s'agit de former 1'image, on adapte le dispositif de support pour faire tourner le vecteur autour de deux axes orthogonaux.Par exemple, la source de rayons X#et le renforçateur d'images éffectuent une rotation conjuguée le long d'up guide incurvé autour d'un premier axe, constituant une trajectoire curviligne dans le plan de l'arc. On utilise communément des trajectoires de rotation de l'ordre de 900 à 1450. On peut également faire tourner librement le guide incurvé autour d'un deuxième axe contenu dans le plan de l'arc, qui passe par l'objet dont il s'agit de former l'image et qui coupe le premier axe mentionné plus haut à ltisocentre. les appareils dans lesquels les rotations sont définies par des axes qui se coupent en un point commun sont qualifiés d'appareil isocentriques.L'art antérieur comporte des appareils de ce type ainsi que des appareils non isocentriques. On considérera seulement les appareils isocentriquespour simplifier. La source de rayons X et le renforçateur d'image sont montés sur un organe en C qui s'tend sur un arc de grande longueur, par exemple de 180OC, pour permettre la rotation du vecteur source renforçateur d'image. L'organe en C (bras en C) peut coulisser dans son support pour décrire un trajet orbital autour du premier axe qui passe par l'isocentre mais, naturelle#ment, l'étendue de ce mouvement orbital est habituellement limitée par la rencontre de parties du support avec la source de rayons I et/ou le renforçateur d'image.La rotation du plan du mouvement orbital s'effectue en faisant pivoter le support du bras en C autour du deuxième axe passant par l'isocentre, de sorte qu'on peut faire tourner le plan orbital d'un angle arbitraire, par exemple de 3600. Ce deuxième axe est habituellement l'axe horizontal dans la pratique normale. les supports ou montures de bras de l'art antérieur possèdent habituellement une forme déportée par rapport à l'axe horizontal pour permettre d'amener le vecteur défini par la source de rayons X et le renforçateur d'image en corncidence avec l'axe horizontal. Un appareil à montage non isocentrique diffère d'un appareil iso centrique en ce qu'il permet une plus grande variété de mouvements du vecteur source de rayons X renforçateur d'image. klors que, dans l'équi- pement isocentrique, ce vecteur ne peut tourner qu'autour d'un point situé sur lui, avec un équipement non isocentrique, on peut faire tourner le vecteur autour de points extérieurs à lui, par exemple autour d'axes qui ne le coupent pas. Un tel#équipement peut déplacer les extrémités du vecteur pour les amener en des points d'une surface plus complexe alors qu'un appareil isocentrique ne permet au vecteur source renforçateur d'image de définir que des points conjugués d'une même sphère centrée sur l'isocentre.Un degré additionel de liberté de rotation (non apparenté à la présente invention)est également fourni par des rotations de l'ensemble du support du bras autour d'un axe perpendigulaire à l'axe horizontal et déporté par rapport à l'isocentre. Ce degré de liberté de "balayages est fréquemment limité à des angles de l'ordre de + 10 ou 15 degrés. I1 est important pour l'utilité de cet appareil de disposer d'une grande liberté de positionnement du vecteur. Dans un environnement chirurgical, les caractéristiques également désirées pour l'appareil comprennent la possibilité de l'approcher du patient en dépla çant le renforçateur d'image à partir du ctté non stérile du patient, et l'amenant à proximité de sa peau et la possibilité de maintenir dégagée la zone stérile du patient de manière que le chirurgien puisse travailler avec le maximum de liberté. On a obtenu partiellement ce résultat en utilisant des dispositifs de support mécaniquesdépor tés comme décrit plus haut.En raison de l'asymétrie introduite par ce déport, le support décalé définit deux dispositions distinctes du montage de la source de rayons'a et du renforçateur d'image . I1 en résulte que le sens du vecteur source-renfo#ateur est fixe par rapport au support déporté. Une simPle rotation de 1800 autour de laxe horizontal n'est pas suffisante pour permuter ces dispositions parce que les positions relatives de la source de rayons X , du dispositif de support déporté et du renforçateur d'image restent des invariants par rapport aux rotations (que l'appareil soit isocentrique ou non isocentrique) En principe, on peut effectuer la transformation en démontant matériellement le bras en C du support excentré et en le remontant en sens inverse ou, en variante, en permutant matériellement les positions de la source de rayons x et du renforçateur d'image sur le bras en C. Dans le meilleur des cas, chacune de ces opérations est laborieuse et délicate. On peut également utiliser deux ensembles,identiques à tous autres #égards, dans l'un desquels la trajectoire de la source de rayons X est limitée par le support déporté (configuration standard) tandis que, dans l'autre, c'est la trajectoire du renforçateur d'image qui est limitée de cette façon (configuration inversée). Le but général de l'invention est de réaliser des moyens permettant de permuter les positions d'une source de rayons X et d'un détecteur ou renforçateur d'image opposés sur une m#me ligne, dans un appareil du type ci-dessus de manière à élargir l'éventail des orientations du vecteur de direction allant de la source au détecteur. Suivant l'invention, ce but est atteint grâce à un axe de rotation supplémentaire qui se trouve dans le plan du bras en C et est défini par un point situé sur le support déporté et par le centre du mouvement orbital, ce qui permet d'inverser les positions relatives de la source de rayons X et du renforçateur d'image dans le plan orbital par rotation autour de cet-axe supplémentaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés donnés uniquement à-titre d'exemples, - la Fig. la est une vue schématique de la configuration standard d'un appareil de fluoroscopie à bras en C de l'art antérieur.; - la Fig. lb est une vue schématique de la disposition inversée d'un appareil de fluoroscopie à bras en C de l'art antérieur; - la Fig. 2 est une vue en coupe du dispositif de support suivant l'invention. La fonction assurée par le dispositif de l'invention sera plus facile à comprendre en se référant aux Pig. la et lb qui représentent deux configurations de type connu (à géométrie isocentrique). Chacun des appareils représentés comprend une source de rayons I, 5 ou 5' et un détecteur ou renforçateur d'image radioscopique 6 ou 6', qui sont tous deux montés sur les extrémités d'un organe incurvé ou bras en C 7. Ce bras en C 7 est supporté par un dispositif de support 10 qui comprend essentiellement un bras excentré 12 et une tête courbe 14. Cette tête 14 comprend une glissière (non représentée) dans laquelle le bras en C 7 est monté coulissant ce qui assure un certain degré de liberté de rotation dans le plan du bras en C, comme indiqué par les flèches 16 autour d'un axe 17 perpendiculaire au plan du bras en C et passant par un isocentre 18.Un palier 20 permet au support 10 de faire tourner le plan du bras en C 7 autour d'un axe 24 qui est contenu dans le plan du bras en C et passe par l'isocentre 18. On observera qu'une rotation de 180 degrés autour de l'axe 24 ne suffit pas pour transformer l'appareil de la Fig. la en un appareil de la Fig. lb. Ceci ressort plus clairement de la constatation de 1'asymétrie introduite par le bras déporté 12. La source de rayons I 5' de la Pig. lb peut être déplacée le long du trajet indiqué par la flèche 16 pour occuper une position située sur l'axe horizontal 24 à proximité de la tate 14 du support mais il n'est pas possible de déplacer le renforçateur d'image 6' par rotation autour des axes 17 et 24 pour le placer dans la même position.En d'autres termes, on peut faire tourner le renforçateur d'image 6' autour de l'axe 17 vers la gauche et vers le haut, vu sur la Fig. lb pour le placer à proximité de la tête 14 du support mais une rotation consécutive autour de l'a- xe 24 ne permet pas de placer ce renforçateur 6', sur l'axe 24. De même, le renforçateur d'image radioscopique 6 de la Fig. la peut occuper une position sur l'axe horizontal 24 située à proximité de la tête 14 du support mais il n'est pas possible de manipuler la source de rayons x 5 de manière à lui faire occuper la meme position par suite de rotations autour des axes indiqués. L'invention sera décrite ci-après dans son application à un appareil à géométrie isocentrique pour faciliter l'exposé. La Fig. 2 représente une forme préférée de réalisation d'un appareil suivant l'invention qui utilise une géométrie isocentrique, et comporte un dispositif de support comprenant un bras déporté 12" qui décale le support par rapport à l'axe 24 autour duquel le palier 20" permet de faire tourner le bras en C. il va de soi que la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. la sauf que, sur la Fig. 2, tous les organes sont supposés placés dans le plan du dessin et que des numéros de références suivis de l'indice seconde ( n ) sont utilisés pour désigner les organes modifiés.Un bras en C 7" est supporté par des voies de roulement 30 qui comprennent des roulements à rouleaux 32 et a une forme telle qu'il peut tourner d'au moins 900 autpur d'un axe 17. Un mécanisme de blocage (non représenté) est actionné par un levier 34 pour serrer le bras en C 7" et le bloquer dans la position choisie sur la trajectoire 16. A la différence des dispositifs connus, les voies de roulement 30 ne sont pas montéw directement sur la tête courbe 14 du support. Au contraire, les voies de roulement 30 sont montées sur un bras intermédiaire courbe 36 adapté pour tourner autour d'un axe 40 par rapport à la tête courbe 14 " au moyen d'un palier 38. Des organes de blocage 42 sont prévus pour fixer le bras intermédiaire 36 sur la tête courbe 14" en deux positions distinctes. Par exemple, les organes de blocage 42 peuvent revêtir la forme de tiges filetées 42 qui se vissent dans des écrous ou autres moyens récepteurs filetés 44 montés dans le bras intermédiaire 36. I1 ressort de l'examen de la Fig. 2 qu'une simple rotation de 180P du bras intermédiaire 36 autour de l'axe 40, intervertit les positions des appareils montés sur les extrémités du bras en C 7" par rapport au bras déporté 12". De cette façon, non seulement la source de rayons X et le renforçateur limage peuvent occuper toutes les paires de points conjugués de la sphère définie par l'isocentre 18 et le bras en C 7n mais, en outre, le sens des positions relatives de la source et du renforçateur peut être choisi pour tous les points de cette sphère en faisant tourner le bras 7" de 1800 autour de l'ase 40. il est évident pour l'homme de l'art que l'on peut apporter diverses modifications au dispositif qui vient d'être décrit sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, pour simplifier, la forme préférée de réalisation a été décrite dans son application à un appareil isocentrique qui présente ou outre la particularité d'une géométrie décalée du bras de support. Bien que les appareils isocentriques soient avantageux dans de nombreux cas, des appareils non isocentriques comportant un bras déporté peuvent également utiliser l'invention pour inverser le sens du vecteur source de rayon X - renforçateur d'image. Naturellement, l'invention est également applicable à l'utilisation de moyens autres que les rayons X. Par exemple, la source 5 peut être remplacée par une source d'ultrasons pénétrants, et le renforçateur 6 peut être remplacé par un détecteur d'ultrasons. - REVENDICATIONS 1 - Appareil pour l'examen des parties internes d'un corps, comprenant une source et un détecteur qui sont maintenus dans des positions relatives fixes l'un par rapport 9 l'autre par un dispositif de support adapté pour permettre à la source et au détecteur de tourner autour d'un premier et d'un deuxième axe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire tourner la source et le détecteur autour d'un troisième axe sans néces#siter de rotation autour du premier ou du deuxième axe. 2 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de support comprend un bras adapté pour la rotation autour du premier axe. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le bras comprend une partie adaptée pour supporter un bras intermé diaire, lequel est adapté pour tourner autour du troisième axe. 4 - Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de blocage immobilisant le bras intermédiaire en rotation autour du troisième axe. 5 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bras de support dent une extrémité porte la source tandis que son autre extrémité porte le détecteur, la source et le détecteur étant dirigés l'un vers l'autre et centrés sur une même ligne. 6 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le bras de support est monté coulissant sur le bras intermédiaire et se déplace le long d'une trajectoire incurvée de sorte#-'i#Lpeuttourner dans son propre plan, sa rotation ayant une amplitude angulaire d'au moins 902. 7 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les trois axes sont contenus dans un même plan. 8 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les trois axes se coupent en un isocentre et sont perpendiculaire entre eux. 9 - Appareil d'examen des parties internes du corps par fluoroscopie comprenant une source de rayons X et un renforçateur d'image radioscopique maintenus dans des positions relatives fixes par un dispositif de support adapté pour permettre de faire tourner la source et le renforçateur autour d'un premier et d'un deuxième axe qui se coupent en un isocentre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire tourner la source et le détecteur ou renforçateur autour d'un troisième axe sans nécessiter leur rotation autour du premier axe ni du deuxième axe. 10 - Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de support comprend un bras monté rotatif autour du premier axe. ll - Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le bras comprend une partie adaptée pour supporter un bras intermédiaire, qui est rotatif autour du troisième axe. 12 - Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage immobilisant le bras intermédi- aire en rotation autour du troisième axe. 13 - Appareil suivant l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bras de support dont une extrémité porte la source de rayons X tandis que son autre extrémité porte le renforçateur d'image, cette source de rayons X et ce renforçateur d'image étant dirigés l'un vers l'autre, et étant situés sur une même ligne. 14 - appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le bras de support est monté coulissant sur le bras intermédiaire et se déplace le long d'une trajectoire incurvée de sorte qu'il est rotatif dans son plan autour de l'isocentre, sa rotation ayant une amplitude angulaire d'au moins 900. 15 - Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le bras de support est excentré par rapport au premier axe. 16 - Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le premier et le deuxième axes sont perpendiculaires entre eux.