Brevet FR2358868A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne un appareil de scintigraphie comportant un collimateur, un détecteur et des moyens en couplage optique et/ou électronique avec le détecteur pour engendrer et traiter ensuite des signaux qui constituent une mesure de l'énergie et du point d'origine d'un rayonnement gamma provenant d'un objet à examiner. On utilise couramment dans les appareils de ce type un collimateur qui comprend par exemple un corps en plomb muni de plusieurs canaux parallèles présentant des sections en forme de polygones plus ou moins réguliers (nombre d'angles \y 3). L'invention a pour but de réaliser un appareil du type ci-dessus comportant un collimateur de configuration différente qui offre un certain nombre d'avantages, envisagés ci-après, sur le collimateur à "canaux multiples" décrit- ci-dessus. Dans ce but, le collimateur de l'invention est conçu de façon que le rayonnement qui émane de zones de l'objet en forme de bandes soit transmis sans effectuer de discrimination dans ces zones, tandis que des moyens appropriés déterminent un mouvement relatif entre levoollimateur et l'objet afin qu'au cours de la durée d'enregistrement chaque point de l'objet se trouve à l'intersection d'une série de ces zones en bandes. Pour chaque scintillation qui apparaît dans le détecteur, il suffit de déterminer la bande d'origine de la scintillation. Cette détermination de position peut se faire de façon plus précise ou avec des moyens plus simples que dans le cas où l'on doit déterminer deux coordonnées, comme dans les collimateurs classiques. Les moy#ens optiques et électroniques nécessaires à la reconstitution de l'image peuvent comporter des moyens classiques utilés en tomographie, qui permett#ent d'obtenir une image tomographique à partir d'une somme similaire d'informations d'image. Les moyens qui produisent un mouvement relatif peuvent faire tourner le collimateur autour d'un axe perpendiculaire au plan du détecteur, ou peuvent faire tourner l'objet autour d'un axe perpendiculaire au plan du détecteur. Selon l'invention, le collimateur peut etre constitué-par des bandes pratiquement parallèles d'un corps capable d'arreter le rayonnement gam Dans un mode de réalisation particulier, le collimateur peut entre constitué par des bandes d'un corps susceptible d'arreter le rayonnement gamma qui se coupent mutuellement, éventuellement au niveau de leurs prolongements. Les bandes correspondant à l'invention peuvent faire par rapport à l'axe du collimateur un angle tel que les plans qui contiennent ces bandes se coupent mutuellement selon une seule ligne droite qui est perpendiculaire à l'axe du collimateur. Selon l'invention, des plaques de séparation peuvent en outre etre placées entre les bandes du collimateur, pour former des canaux qui ont un effet de collimation plus important dans une-direction commune à ces canaux que dans une direction perpendiculaire. Enfin, le collimateur de l'invention peut être conçu de façon à analyser une région pratiquement circulaire de l'objet au cours de la rotation. L'utilisation d'un collimateur correspondant à l'invention permet d'obtenir, par des moyens simples, une augmentation de rendement dans un rapport de 10 à 30, par rapport à un collimateur classique à canaux multiples. Outre une amélioration du rapport signal/bruit, cette augmentation de rendement présente des avantages supplémentaires tels que Sa possibilité de réduire la durée d'exposition ou d'utiliser une dose plus faible de substance radioactive, et, dans le cas où les bandes sont plus proches les unes des autres, la possibilité d'augmenter la résolution du collimateur. On obtient un autre avantage lorsque, conformément à l'invention, les bandes sont disposées avec une orientation de plus en plus oblique lorsqu on se dirige vers le bord du collimateur, à partir de l'axe, de façon que toutes les bandes se coupent mutuellement pratiquement selon un ligne perpendiculaire à l'axe de l'appareil, au niveau du prolongement de ces bandes dans la direction de la caméra à rayons gamma. Dans ce cas, on obtient simplement un collimateur divergent qui permet d'augmenter considé#rablement le champ d'observation. Un autre avantage de 1llinvention réside dans le fait que l'influence des régions absorbantes, comme par exemple les osJplacees entre la source de rayonnement gamma et le détecteur est répartie plus uniformément sur tous les points de l'objet. Dans ces conditions, ces régions absorbantes ne produisent pas d'ombres gênantes. Un autre avantage de l'appareil de l'invention réside dans le fait qu'il est possible d'obtenir une image tomographique en une durée relativement plus courte, du fait que cet appareil présente une sensibilité très supérieure à celle d'un appareil comportant un collimateur classique. On peut obtenir une telle image tomographique en faisant tourner lentement le patient ou la caméra à rayons gamma autour d'un axe qui est perpendiculaire à la section ou la tranche du patient que l'on désire observer. Grâce au gain de temps qui est ainsi obtenu, on peut faire tourner le patient à la place de la caméra à rayons gamma, ce qui permet d'utiliser une structure mécanique plus économique. Un avantage supplémentaire tient à ce qu'on peut utiliser les memes moyens optiques et électroniques pour reconstituer l'image tomographique et pour obtenir un scintigramme normal. Cette application tomographique de l'appareil de l'invention sera envisagée ci-après. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue latérale, en coupe partielle d'une caméra à rayons gamma comportant un collimateur correspondant à l'invention La figure 2 est une vue de face de la caméra, du côté du collimateur, dans le mode de réalisation de collimateur de la figure i La figure 3 est une vue de face d'une caméra à rayons gamma, du côté du collimateur, correspondant à un autre mode de réalisation du collimateur La figure 4 est une vue latérale, en coupe partielle, d'une caméra à rayons gamma correspondant à un autre mode de réalisation du collimateur de l'invention La figure 5 est une vue de face de la caméra à rayons gamma, du côté du collimateur, correspondant au mode de réalisation de collimateur de la figure 4 La figure 6 est une vue latérale, en coupe partielle, d'une caméra à rayons gamma comportant un autre mode de réalisation du collimateur de l'invention La figure 7 est une vue de face d'un autre mode de réalisation d'un collimateur correspondant à l'invention La figure 8 est une vue de face d'un autre mode de réalisation d'un collimateur correspondant à l'invention ; et La figure 9 représente un autre mode de réalisation d'un collimateur correspondant à l'invention. La figure 1 montre un objet 1 présentant une certaine distribution de radioactivité. Cet objet est placé devant une caméra à rayons gamma qui est représentée schématiquement en 3. Comme il est classique, un collimateur 4 est placé entre l'objet 1 et la caméra à rayons gamma 3. Dans les dispositifs de ce type utilisés dans l'art antérieur, le collimateur consiste en un corps pratiquement cylindrique, par exemple en plomb, muni de plusieurs trous ou canaux disposés parallèlement selon une configuration particulière, comme il est expliqué ci-dessus. Le collimateur 4 correspondant à l'invention est au contraire constitué par un corps en une substance qui absorbe le rayonnement gamma, et qui comporte une ouverture 5 en forme de fente. Le corps du collimateur peut être en plomb, mais peut également être constitué par une autre substance qui empeche le passage du rayonnement gamma. Pour plus de clarté, le collimateur 4 qui est représenté en vue latérale sur la figure 1 est à nouveau représenté sur la figure 2, mais en vue de face, du côté de l'objet. L'appareil comporte en outre des moyens, non représentés, qui font tourner le collimateur autour de son axe.Cette rotation est représentée par la flèche sur la figure 2. Il est également possible de remplacer la fente 5 du mode de réalisation décrit ci-dessus par un réseau d'ouvertures alignées 6, comme il est représenté sur la figure 3. Les ouvertures de cette figure sont représentées avec des sections transversales circulaires, mais il est également possible d'utiliser des sections transversales de formes différentes. Dans un autre mode de réalisation encore de l'invention, on utilise plusieurs fentes qui sont formées entre plusieurs bandes parallèles 7, par exemple en plomb, comme il est représenté sur la figure 4. Le collimateur 4 qui est représenté en vue latérale sur la figure 4 est à nouveau représenté sur la figure 5, mais en vue de face, -du côté de l'objet, pour plus de clarté. Pour montrer que le collimateur peut tourner, les bandes du collimateur de la figure 5 sont représentées dans une position différente de celle qu'elles occupent sur la figure 4. Cette rotation est en outre indiquée par une flèche sur la figure 5. Contrairement au collimateur à canaux multiples de l'art --antérieur, l'effet de collimation du collimateur de l'invention ne se manifeste que dans une seule direction, du fait de la présence d'une seule fente ou d'une seule configuration en forme de bandes dans ce collimateur. Lorsqu'on fait tourner ce collimateur, la radioactivité qui émane de l'objet est sommée selon des bandes parallèles, dont l'orientation est déterminée par la position instantanée du collimateur. L'information correspondant à l'ensemble des bandes parallèles pour une position particulière fournit donc le profil de radioactivité, et une rotation du collimateur sur un angle de 1800 fournit les profils nécessaires à la reconstitution d'une image de l'objet considéré. On peut également reconstituer une image par une rotation sur un angle. inférieur à 1800, ce qui peut être important dans le cas par exemple de l'étude de processus dynamiques. Conformément #à l'invention, dans le cas d'un collimateur comportant des bandes il est possible de disposer ces bandes avec des orientations de plus en plus obliques lorsqu'on-se dirige vers le bord du collimateur à partir de son axe, de façon que toutes les bandes se coupent mutuellement selon une seule ligne droite perpendiculaire à l'axe du collimateur, au niveau du prolongement des bandes dans la direction de la caméra à rayons gamma. Ceci constitue un moyen simple de réaliser un collimateur divergent qui permet a'augmenter considérablement le champ d'observation. Une telle structure de collimateur est représentée schématiquement sur la figure 6, avec les memes numéros de référence que sur les figures 4 et 5. La figure 7 représente un mode de réalisation différent du collimateur de l'invention, dans lequel les bandes 7 du collimateur 4 sont disposées de façon que les prolongements longitudinaux de ces bandes se coupent mutuellement selon une seule ligne droite, ce qui donne donc une configuration en évantail. On voit clairement que la ligne d'intersection n'est pas nécessairement située au-delà des limites du collimateur 4. Cette ligne d'intersection (non représentée) peut en fait se trouver à l'in térieur des limites du collimateur et, dans un cas particulier, peut même coincider avec l'axe du collimateur 4. Le collimateur 4 du type représenté sur la figure 5 présente un inconvénient qui est dû au fait que la collimation est pratiquement nulle dans la direction longitudinale des bandes, ce qui produit momentanément un champ d'observation dissymétrique, Pour éliminer cet inconvénient, des plaques de séparation 8 peuvent etre placées entre les bandes 7 du collimateur 4, comme il est représenté sur la figure 8, pour former ainsi des canaux de section transversale rectangulaire. On voit clairement que ces canaux ont un effet de collimation plus important dans leur direction commune que dans une direction qui leur est perpendiculaire. Il est également possible de concevoir le collimateur de l'invention de façon à analyser une région pratiquement circulaire de l'objet, au cours de la rotation. Dans ce but, on peut utiliser un collimateur elliptique 4, représenté sur la figure 9, dont les bandes 7 sont perpendiculaires aux grands axes de l'ellipse. Les parois latérales #qui constituent les grands côtés de l'ellipse restreignent le champ d'observation à une région qui correspond pratiquement à la longueur du grand axe On comprend évidemment que l'appareil de l'invention peut être employé en plaçant entre l'objet et le collimateur n'importe quel type de diaphragme en une substance absorbant partiellement ou complètement le rayon gamma, pour obtenir une sensibilité plus uniforme. Du fait que l'appareil de l'invention permet d'obtenir une sensibilité nettement supérieure à celle des appareils classiques, comme il a été indiqué précédemment, cet appareil permet d'obtenir une image tomographique d'un objet en une durée p-lus courte que celle nécessaire lorsqu'on utilise une caméra avec un collimateur à canaux multiples. On voit clairement que l'obtention d'images tomographiques nécessite, outre la rotation relativement rapide du collimateur de l'invention autour de l'axe de la caméra à rayons gamma, une rotation relativement lente du patient ou de la caméra à rayons gamma avec le collimateur autour d'un axe perpendiculaire à la section ou la tranche désirée de l'objet ou du patient. La rotation de l'objet 1 est symbolisée par une flèche sur les figures 1 et 4. Bien que le type de caméra à rayons gamma utilisée derrière le collimateur de l'invention puisse être choisi indépendamment de la structure de ce collimateur, la détermination de la position des scintillations dans la caméra à rayons gamma est plus commode lorsqu'un collimateur à bandes est associé à un détecteur qui comporte également plusieurs bandes parallèles correspondant à la forme des bandes du collimateur. On voit alors clairement que dans ce cas le détecteur doit tourner avec le collimateur, au cours du fonctionnement. Bien entendu diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de scintigraphie comportant un collimateur, un détecteur et des moyens optiques ou électroniques accouplés au détecteur pour engendrer et traiter ensuite des signaux qui sont une mesure de l'énergie et de l'emplacement d'origine du rayonnement gamma provenant d'un objet examiné, caractérisé en ce que le collimateur est conçu de façon que le rayonnement provenant de zones de l'objet en forme de bandes soit transmis sans autre discrimination du pointdlorigine, tandis que des moyens appropriés produisent un mouvement relatif entre le collimateur et l'objet au cours de la durée d'enregistrement, chaque point de l'objet correspondant å l'intersection d'une série des zones en forme de bandes. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens qui produisent un mouvement relatif font tourner le collimateur autour d'un axe qui est perpendiculaire au plat du détecteur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens qui produisent un mouvement relatif font tourner l'objet autour d'un axe qui est perpendiculaire au plan du détecteur. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collimateur comprend un corps en une substance qui arrête le rayonnement gamma, ce corps comportant une ouverture en forme de fente. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collimateur comprend un corps en une substance qui arrête le rayonnement gamma, ce corps comportant un réseau d'ouvertures alignées. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collimateur est constitué par un certain nombre de bandes pratiquement parallèles en une substance qui arrête le rayonnement gamma. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collimateur est constitué par des bandes d'une substance qui arrête le rayonnement gamma, ces bandes se coupant mutuellement, éventuellement au niveau de leur prolongement. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bandes font par rapport à l'axe du collimateur un angle tel que les plans qui contiennent les bandes se coupent mutuellement selon une seule ligne droite perpendiculaire à l'axe du collimateur. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que des plaques de séparation sont placées entre les bandes du collimateur,-pour former des canaux qui présentent un effet de collimation plus important dans une direction commune que dans une direction perpendiculaire. 10, Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le collimateur a une configuration elliptique dans laquelle les bandes sont perpendiculaires au grand axe de l'ellipse.