Brevet FR2368760A1 — publié le 19780519

L'invention concerne un procédé qui permet de réduire l'influence d'erreurs de détection lors de l'emploi de dispositifs d'examen par rayons X et suivant lequel le rayonnement émis par une source de rayonnement et diaphragmé de façon à devenir divergent, traverse le plan d'un corps à examiner et est mesuré par un groupe de détecteurs,qui sont placés suivant un arc de cercle dans ledit plan et dont les signaux de sortie subissent des traitement et évaluation ul térieurs, ltensembleque constituent la source de rayonnement et les détecteurs étant tourné par rapport au corps en vue de soumettre ce dernier au rayonnement dans différentes directions de mesure. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé. On connaît déjà des procédé et des dispositifs du genre mentionné ci-dessus. Voir à ce sujet par exemple la demande de brevet allemand NO 2 427 418. Comparativement au procédé et au dispositif pour lesquels on n'utilise qu'un seul détecteur, connus par exemple de la demande de brevet allemand NO 1 941 33, l'avantage du dispositif concerné par la présente invention est que la mesure peut avoir lieu plus rapidement, étant donné que le dispositif est à même d'engendrer simultanément de nombreuses valeurs de mesure et que pour la mesure du degré d'absorption dans ledit plan, la rotation de l'ensemble que forment la source de rayonnement et les détecteurs ne doit avoir lieu qu'autour d'un axe qui est perpendiculaire au plan d'examen et qui de préférence passe par le corps à examiner. D'un autre côté, un tel dispositif est toutefois affecté par l'inconvénient que par suite de la différence en sensibilité des détecteurs.Les signaux de sortie de ceux-ci peuvent être affectés par des erreurs qui, à l'occasion du traitement et de l'évaluation ulté- rieurs, peuvent etre gênantes. Dans la demande de brevet allemand NO 25 03 978, on a précisé une possibilité pour réduire l'influence de ce genre d'erreurs. Pour cette réduction, l'ensemble que forment la source de rayonnement et les détecteurs effectue, au cours de la mesure, d'abord une révolution complète. Au début et à la fin de cette révolution, les détecteurs mesurent le degré d'absorption dans le corps chaque fois le long de la même bande passant par le corps. Si toutefois les signaux de sortie des détecteurs distincts diffèrent les uns des autres, on peut, sur la base de cette différence, mesurer la variation que subit la sensibilité des détecteurs ainsi que l'ampleur de cette variation.Ensuite, les détecteurs sont tournés autour du centre de courbure de l'arc de cercle suivant lequel ils sont placés, de sorte qu'a ltoccasion de la deuxi- ème révolution effectuée ensuite, chaque détecteur mesure le degré d'absorption le long de bandes passant par le corps et le long desquelles le degré d'absorption a été mesuré par un seul des deux détecteurs voisins au cours de la mesure précé- dente.Lorsque maintenant les valeurs de mesure que fournit un détecteur au cours de la deuxième révolution sont comparées à la valeur de mesure que le détecteur voisin a fournie durant la première révolution, on peut, sur la base de cette comparaison, déduire des différences en sensibilité de détecteurs voisins et utiliser ce différences pour corriger les valeurs de mesure.Puis, on ramène les détecteurs dans leur position de départ qu'ils occupaient lors de la première mesure, après quoi l'ensemble source de rayonnement-détecteurs est tourné une troisième fois et le degré d'absorption est mesuré une fois de plus, ce qui à nouveau, (par comparaison aux valeurs de mesure obtenues lors de la deuxième révolution) permet de mesurer des différences en sensibilité de détecteurs voisins, de meme que, (par comparaison des valeurs de mesure au debout et à la fin de la révolution), des différences en sensibilité des détecteurs distincts. Le fonctionnement de ce dispositif est donc basé sur le fait que le degré d'absorption est mesuré plusi- ours fois le long de chaque bande passant par le corps. En pratiquant de la sorte, on a prolongé en correspondance la durée nécessaire pour la mesure de toutes les valeurs, et augmenté en correspondance la quantité de rayonnement qui doit frapper le corps pour définir ces valeurs. Cela signifie un grand inconvénient, étant donné qu'à l'aide du dispositif précité, on examine généralement des personnes. Un autre inconvénient de ce dispositif connu est que les valeurs de mesure changent si au cours de la mesure la position du corps examiné est changée par rapport à l'axe autour duquel tourne l'ensemble que forment la source de rayonnement et les détecteurs. Le dispositif évalue de fa çon erronée ces valeurs de mesure modifiées comme une différence de sensibilité de détecteurs voisins ou comme une variation de la sensibilité des détecteurs voisins, ce qui à l'occasion de la reconstruction de l'image de l'absorption dans le plan examiné dans le corps, donne lieu à des erreurs supplémentaires. Or, le but de l'invention est de procurer un procédé qui appartient au genre mentionné dans le préambule, ainsi qu'un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé, procédé et dispositif à l'aide desquels on obtient une réduction des influences des erreurs de détection sans pour autant devoir augmenter la quantité de rayonnement frappant le corps à examiner. Dans ce cas, on part de la considération que s'il est vrai que chaque détecteur peut être affecté aussi bien par une erreur dite additive (tension de décalage) que par une erreur dite multiplicative (amplification), ces erreurs restent toutefois constantes durant l'entière durée de mesure (par exemple égale à 5 secondes). Le procédé conforme à l'invention est re marquable en ce que parmi toutes les directions suivant lesquelles ont lieu les mesures, les signaux de sortie appartenant à une direction de mesure déterminée, réunis de façon à former un jeu d'éléments d'information et fournis par le groupe de détecteurs, sont emmagasinés dans une première mémoire, et que pour chaque détecteur, le dispositif forme la valeur moyenne des signaux de sortie, qu'ensuite les valeurs moyennes formées de la sorte sont fournies à un circuit de calcul en vue soumises à un filtrage passe-haut, les valeurs filtrees étant ensuite emmagasinées dans une deuxième mémoire, après quoi le contenu de la première mémoire et le contenu de la deuxième mémoire sont fournis à un circuit de soustraction pour être soustraits l'un de l'autre. De cette façon, on élimine les erreurs dites additives. Dans le cas où les détecteurs sont affectés par une erreur multiplicative, il faut d'abord former le logarithme des valeurs de mesure avant de les soumettre au procédé décrit cidessus. Dans le cas où les détecteurs sont affectés aussi bien par une erreur additive que par une erreur multiplicative, le procédé décrit ci-dessus peut être pratiqué aussi plusieurs fois, notamment une fois avant de former le logarithme et une fois après cette opération. Etant donné que les corrections de l'erreur additive et de terreur multiplicative s'influencent mutuellement en raison i ~ çs produit un filtrage non linéaire, on peut, en correspondance cun autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, utiliser alternativement lesdits pas du procédé, et à cette occasion, on effectue par exemple d'abord une correction de l'erreur additive, ensuite une correction de l'erreur multiplicative, puis à nouveau une correction de l'erreur additive résiduelle, etc. (ce qui constitue le procédé dit itératif). Un dispositif adéquat qui permet la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention décrit ci-dessus, est remarquable en ce que ce dispositif comporte d'une part une première mémoire ainsi qu'un formateur de valeur moyenne aux entrées desquels sont fournies les tensions de sortie des détecteurs. et d'autre part un circuit de calcul qui est raccordé à la sortie dudit formateur de valeur moyenne et auquel est raccordée une deuxième mémoire dont la sortie, de même que la sortie de la première mémoire, sont raccordées aux entrées d'une unité de soustraction. Un dispositif -qui permet la mise en oeuvre du procédé itératif décrit ci-dessus conforme à l'invention est remarquable en ce que ce dispositif comporte en outre un commutateur ainsi qu'une unité de formation de logarithme et une unité de formation d'antilogarithme. La description suivante, en regard des des sins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 illustre la construction de principe d'un appareil d'examen par rayons X. La figure 2 montre un jeu d'éléments d'infor- mation, exempt d'erreur. La figure 3 illustre une erreur additive dans un jeu d'éléments d'information, La figure 4 montre la valeur moyenne de plusieurs jeux d'éléments d'information, exempts d'erreur. La figure 5 est le schéma synoptique d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 6 est le schéma synoptique d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé dit itératif. Les figures 7 et 8 montrent différentes courbes de filtrage. Sur la figure 1 qui illustre la construction de principe d'un appareil d'examen par rayons X, le rayonnement, émis par une source de rayonnement i et diaphragmé de façon à devenir divergent, passe à travers un corps 2 et frappe un groupe 3 comportant n détecteurs. La source 1 et le groupe de détecteurs 3 sont réunis rigidement et tournent autour d'un centre 4 au cours de I'exploration du corps 2. Comme jeu d'éléments d'information, on indique ici un jeu de résultats de mesure qui sont fournis par ledit groupe 3 en présence d'une position angulaire donnée d'avance en ce qui concerne lten- semble source groupe de détecteurs 3.Par conséquent, un jeu d'éléments d'information comporte donc un nombre de valeurs de mesure qui correspond au nombre de détecteurs dans le groupe 3, tandis qu'une exploration signifie un grand nombre de jeux d'éléments d'information, qui correspond notamment au nombre de positions angulaires différentes. En premier lieu, une valeur de mesure même ne doit représenter que l'énergie de rayonnement qui frappe le détecteur correspondant. Comme l'indique la figure 2, un jeu dtélé- ments d'informationcontient des valeurs de mesure qui peuvent varier rapidement selon l'état physique de l'objet. Sur ladite figure 2, suivant l'axe des ordonnées I, on porte le signal de de sortie de détection I qui, en fonction de l'énergie de rayonnement qui frappe le détecteur, est fourni par le détecteur indiqué par fl suivant l'axe des abscisses. A titre d'exemple, la figure 3 montre une erreur de détection dite additive 4 I. L'addition des valeurs I et jI sur les figures 2 et 3 fournit la valeur de mesure que fournit un détecteur. Dans ce cas, l'erreur de mesure n'est pas séparable de la valeur de mesure égale. Toutefois, dans le cas où le dispositif fournit de nombreux jeux d'éléments dtinfor- mation pour l'obtention desquels ltensemble source groupe de détecteurs 3 tourne autour du corps 2, 1'anergie incidente varie en corresponda#ce #vc~ra?,- structure interne du corps 3. C'est pourquoi la formation de la valeur moyenne de tous les signaux de sortie fournit, par détecteur, une couche relativement plane I, voir la figure 4. Toutefois, l'erreur de détection additive d I n'est pas influencée par la formation de cette valeur moyenne, étant donné que l'erreur est constante. Ainsi, la valeur moyenne de tous les jeux d'éléments d'information s'obtient par l'addition des courbes selon les figures 2 et 3. Il est clair que l'erreur de détection se manifeste en variations rapides de la valeur moyenne. La notion "rapide" signifie ici que la variation de l'erreur de détection en fonction de la numérotation n des détecteurs a lieu en saut. Par ailleurs, on part de la supposition que la numérotation des détecteurs signifie un positionnement défini d'un détecteur déterminé dans le groupe 3, et qu'en fonction de ce positionnement, l'erreur de détection varie en saut, c'est-àdire que l'erreur comporte des fréquences d'espace élevées. De détecteur à détecteur, la valeur moyenne des signaux de sortie par détecteur ne varie que lentement. Cette valeur moyenne comporte donc principalement des fréquences d'espace basses. De ce fait, l'erreur de détection peut être mesurée par un filtrage passe-haut de la valeur moyenne des jeux d'éléments d'information. Ce filtrage est réalisable par exemple par un processus de convolution. Au lieu du processus difficile de filtrage passe-haut, ce filtrage comportant, dans l'ordre, une transformation en série de Fourier, une multiplication des coefficients de Fourier par une valeur de filtrage, et une retransformation en série de Fourier, le dispositif calcule alors une valeur d'un jeu d'éléments d'information filtré par une somme pondérée de toutes les valeurs du jeu d'éléments dtin- formation non filtré. Par conséquent, l'élimination de terreur additive a lieu par exemple comme suit. En premier lieu, le dispositif forme la valeur moyenne de tous les jeux d'éléments d'information, c'est-à-dire qu'il forme la valeur moyenne de toutes les valeurs de mesure que fournit chaque détecteur. On mesure alors la variation rapide de la valeur moyenne des jeux d'élément d'information. La notion "rapide" concerne ici la numérotation des détecteurs, ce qui correspond au positionnement du détecteur dans le groupe auquel il appartient. Ces variations rapides sont interprêtées comme erreurs de détection. Enfin, le dispositif pratique une correction de toutes les valeurs de mesure de chaque détecteur à l'aide de terreur correspondante obtenue. La figure 5 représente un dispositif susceptible d'être utilisé pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Toutes les valeurs de mesure que l'on obtient sont emmagasinées dans une première mémoire 5. Simultanément, ces valeurs de mesure sont fournies à ltentrée d'une unité 6 qui comporte au moins un additionneur, une mémoire tampon ainsi qu'un circuit de division. Ces trois étages peuvent évidemment etre aussi formés distinctement. La capacité (contenu) de la mémoire tampon correspond à la "longueur" d'un jeu d'éléments d'information. Dans ladite unité 6, il est formé la valeur moyenne de tous les jeux d'éléments d'information. A cet effet, par détecteur, il est défini une somme intermédiaire qui est emmagasinée dans la mémoire tampon, et les valeurs de mesure des jeux d'éléments d'information suivants sont additionnées aux sommes intermédiaires des détecteurs distincts.Après la sommation de tous les jeux d'éléments d'information, le contenu de la mémoire tampon est divisé par le nombre de jeux d'éléments d'information avant la transmission dudit contenu à un circuit de calcul 7. Toutefois, ladite division peut être remplacée également par une normalisation correspondante des coefficients de convolution du circuit de calcul 7. Dans ce circuit a lieu le dépistage des erreurs de détection grâce à un filtrage passe-haut. Audit circuit 7 est connectée encore une autre mémoire 8. Dans une unité de soustraction 9 branchée à la suite de cette mémoire 8, les valeurs de mesure qui sont présentes dans la première mémoire 5 sont corrigées à l'aide des erreurs de détection qui sont présentes dans la mémoire 8, et les valeurs corrigées de la sorte sont mises à disposition sur la sortie en vue de leur traitement ultérieur.Lesdits constituants forment ensemble une unité 10, réalisable également par exemple aussi par une calculatrice programmable. Cette unité 10 élimine les erreurs additives. Si toutefois l'on est confronté avec des erreurs multiplicatives, il faut former le logarithme des valeurs de mesure avant de les fournir à ladite unité 10. Cela signifie que de cette façon, l'erreur multiplicative est convertie en erreur additive. Dans le cas où les détecteurs sont affectés aussi bien par une erreur additive que par une erreur multiplicative, il est possible d'utiliser plusieurs fois le procédé décrit ci-dessus, notamment une fois avant la formation des logarithmes et une fois après cette formation, l'unité 10 ne devant dans ce cas être disponible qu'une seule fois pour les deux pas du procédé. A cet effet, la figure 6 montre le circuit synoptique d'un dispositif capable de mettre en oeuvre un tel procédé itératif. Ce dispositif comporte également l'unité 10 suivant la figure 5. En outre, le dispositif comporte une unité de formation de logarithme 11, une unité de formation d'antìlogarithme 12, ainsi qu'un commutateur 13.De par la façon dont est commandé le commutateur 13, les valeurs de mesure passent par les unités suivantes: unité 10, erreur additive unité de formation de logarithme 11 unité 10, erreur multiplicative unité de formation d'antilogarithme 12 premier pas itératif unité 10, erreur additive unité de formation de logarithme 11, unité 10, erreur multiplicative unité de formation d'antilogarithme 12 unité 10 deuxième pas du procédé tératif unité de formation de logarithme 11, l troisième pas du unité 10, J procédé itératif Alternativement, il est éliminé ainsi une partie des erreurs additives et une partie des erreurs multiplicatives. Le filtrage passe-haut indispensable à l'aide du circuit de calcul 7 doit etre adapté au nombre de pas itératifs. Dans le cas où par exemple le cycle est parcouru plusieurs fois, il n'est donc éliminé par cycle qu'une partie de l'erreur. Cela est indispensable, en raison de ce qu'une trop forte compensation de l'erreur peut avoir comme conséquence également une perturbation de la qualité de l'image reproduite. A titre d'exemple, la figure 7 montre l'allure de deux courbes de filtrage. Suivant les abscisses, on a porté la fréquence d'espace f. En correspondance avec le théorème d'exploration, la limite supérieure de ladite fré quence f est indiquée par f = 0,5 fois la distance entre deux c détecteurs successifs. Suivant les ordonnées, on a porté l'am- plitude de filtrage. Sur ladite figure 7, la ligne en trait plein est une courbe de filtrage pour une seule élimination d'une erreur, tandis que la ligne en pointillé est une courbe pour une telle élimination dans le cas d'un procédé itératif Les coefficients indispensables pour le processus de convolution dans le circuit de calcul 7 s'obtiennent par une retransformation en série de Fourier des courbes de fréquence que montre la figure 7. Pour perfectionner l'invention, on met à profit le fait que spécialement les erreurs dont sont affectés les détecteurs qui se trouvent dans le voisinage de la projection de l'axe de rotation 4, contribuent à la perturbation de la qua de l'image. C'est pourquoi les erreurs de mesure des détecteurs se trouvant au centre doivent etre compensées dans une plus forte mesure que les erreurs de mesure des détecteurs extérieurs. Cela est réalisable du fait que dans la partie centrale du jeu moyen d'éléments d'information, le filtrage a lieu avec un filtre passe-haut (d'espace) qui diffère du filtre passe-haut utilisé pour le filtrage ailleurs que dans ladite partie centrale. La figure 8 illustre un exemple de ce filtrage. A ce sujet, les abscisses et les ordonnées sur la figure 8 correspondent à ce qui a été précisé à l'égard de la figure 7. Dans ce cas, la ligne en trait plein correspond au filtre passe-haut indispensable pour les détecteurs centraux, tandis que la ligne en pointillé correspond au filtre passe-haut indispensable pour les détecteurs extérieurs REVENDICATIONS: 1. Procédé qui permet de réduire l'influence d'erreurs de détection lors de l'emploi de dispositifs d'examen par rayons X et suivant lequel le rayonnement émis par une source de rayonnement et diaphragmé de façon à devenir divergent, traverse le plan d'un corps à examiner et est mesuré par un groupe de détecteurs qui sont placés suivant un arc de cercle dans ledit plan et dont les signaux de sortie subissent des traitement et évaluation ultérieurs, l'ensemble que constituent la source de rayonnement et les détecteurs étant tourné par rapport au corps en vue de soumettre ce dernier au rayonnement dans différentes directions de mesure, caractérisé en ce que parmi toutes les directions suivant lesquelles ont lieu les mesures, les signaux de sortie appartenant à une direction de mesure déterminée, réunis de façon à former un jeu d'éléments d'information et fournis par le groupe de détecteurs, sont emmagasinés dans une première mémoire, et que pour chaque détecteur, le dispositif forme la valeur moyenne des signaux de sortie, qu'ensuite les valeurs moyennes formées de la sorte sont fournies à un circuit de calcul en vue d'être soumises à un filtrage passe-haut, les valeurs filtrées étant ensuite emmagasinées dans une deuxième mémoire, après quoi le contenu de la première mémoire et le contenu de la deuxième mémoire sont fournis à un circuit de soustraction pour être soustraits l'un de l'autre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quten premier lieu, il est formé le logarithme des signaux de sortie fournis par le groupe de détecteurs et réunis de façon à former un jeu d'éléments d'information. 3. Procédé selon is revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'alternativement, lesdits signaux de sortie sont traités sans et ensuite avec formation précédente de logarithme. (procédé dit itératif). 4. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selonl'une isrevendic--tionslet2, caractérisé en ce que ce dispositif comporte d'une part une première mémoire 5 et un formateur de valeur moyenne aux entrées desquels sont fournies les tensIons de sortie des détecteurs, et d'autre part un circuit de calcul qui est raccordé à îa sortie dudit formateur de formation de valeur moyenne et qui doit effoc- tuer un filtrage pass-halt une deuxième mémoire étant raccordée audit circuit de calcul et la sortie de ladite mémoire de même que la sortie de la première mémoire étant raccordées à deux entrées d'une unité de soustraction. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le formateur de valeur moyenne comporte au moins un additionneur, une mémoire tampon et un circuit de division. 6. Dispositif selon ltune isrevendications 4 et 5 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'entre son entrée et sa sortie, ce dispositif comporte encore une unité de formation de logarithme, une unité de formation d'antilogarithme ainsi qu'un commutateur qui branche soit }'unité de formation de logarithme soit l'unité de formation d'antilogarithme entre l'entrée et la sortie du dispositif. 7. Dispositif d'examen par rayons X pour examiner un plan d'un corps, à l'aide d'une source de rayonnement devant engendrer un faisceau de rayonnement divergent qui traverse le corps à examiner, d'un groupe de détecteurs devant détecter le rayonnement après son passage par le corps, de moyens d'orientation de faisceau pour soumettre le corps à influence du tffisceau de rayonnement suivant plusieurs directions situées dans le corps à examiner, ainsi que de moyens d'enregistrement pour emmagasiner les signaux de sortie en cendrés par les détecteurs, caractérisé en ce que le dispositif examen est mu E d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6.