Brevet FR2377051A1 — publié le 19780804

La présente invention concerne un procédé et un appareil de formation d'images radiographiques en une seule étape. Plus précisément, l'invention se rapporte aux systèmes de radiographie électronique du type décrit de façon générale dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 3 873 833 et 3 965 352 et en particulier à un appareil et un procédé perfectionnés de formation d'une image visible dans la chambre de formation d'images, avec exposition et développement en une seule opération. Dans les procédés classiques de radiographie électronique, une feuille diélectrique réceptrice est placée sur l'une des surfaces d'électrode, dans un espace séparant deux électrodes. Des rayons X d'une source parviennent à cet espace, à travers l'objet radiographié, et les photons X incidents forment des électrons et des ions positifs dans un fluide opaque aux rayons X placé dans l'espace séparant les électrodes, afin que les électrons et les ions positifs soient attirés par les électrodes correspondantes. La feuille diélectrique réceptrice collecte des charges qui forment une image électrostatique latente de l'objet, et cette image est développée sous forme d'une image visible, par les techniques xérographiques classiques, la densité des particules déposées d'agent de virage étant fonction de l'importance de la charge électrostatbque. Dans ces systèmes connus, la feuille réceptrice portant l'image électrostatique se déplace de la chambre de formation d'images à une chambre de développement dans laquelle les particules d'agent de virage sont appliquées, et cet agent de virage est ensuite fixé à la feuille réceptrice d'une manière convenable, par exemple par chauffage, enrobage dans une résine ou écrasement. De tels systèmes nécessitent des emplacements séparés pour la chambre de formation d'images et la chambre de développement, ainsi qu'un dispositif de transport de la feuille réceptrice portant l'image électrostatique sans dégradation de celle-ci. L'invention concerne un procédé et un appareil de radiographie électronique permettant la réalisation de l'exposi- tion aux rayons X et du développement de l'image visible dans la chambre de formation d'images, le développement étant pratiquement simultané à l'exposition, si bien qu'aucun transport de la feuille portant uniquement l'image électrostatique n'est nécessaire vers un poste séparé de développement. Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un appareil radiographique selon lesquels une feuille réceptrice diélectrique est portée dans un espace séparant une anode et une cathode, en présence d'un liquide capable d'absorber les rayons X et d'émettre des électrons et des ions positifs, ce liquide étant placé dans l'espace séparant les électrodes, des particules mobiles dans un champ électrique étant dispersées dans le liquide et jouant le rôle de l'agent de virage.Au moment où la source de rayons X est commandée de manière pulsée, une alimentation électrique est reliée aux électrodes afin qu'un champ électrique soit créé dans l'espace séparant les électrodes et provoque le déplacement des électrons et des ions positifs vers les électrodes opposées, avec formation d'une image électrostatique sur la feuille réceptrice. les particules mobiles sous l'action d'un champ électrique sont attirées sélectivement vers la feuille diélectrique par les charges électrostatiques et forment une image visible sur cette feuille. Celle-ci, portant l'image visible, est alors retirée de l'espace séparant les électrodes et les particules d'agent de virage peuvent être fixées par exemple par chauffage, par enrobage par une résine ou par écrasement par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe verticale d'un appareil de formation d'images de rayons X selon un mode de réalisation avantageux de l'invention ; et la figure 2 est un diagramme des temps indiquant le fonctionnement de l'alimentation de la source de rayons X en haut, et de l'alimentation des électrodes, en bas, 0 et 1 indiquant respectivement l'arret et le fonctionnement, dans le cas de l'appareil de la figure 1. L'appareil de formation d'images représenté est particulièrement destiné aux radiographies de la poitrine et comprend une source 10 de rayons X placée à une certaine distance d'un boîtier récepteur 1t et disposée afin que la personne ou l'autre objet 12 à radiographier puisse se trouver entre la source de rayons X et le boîtier} de préférence contre la plaque 13 de ce dernier. Un rouleau 16 de réserve de feuilles réceptrices, une chambre 17 de formation d'images et un poste 19 de fusion d'agent de virage sont disposés dans le boîtier 11. Des portes à charnières 20, 21 donnent accès à l'intérieur du boîtier. La feuille diélectrique 25 provient du rouleau 16 et passe dans la chambre 17 de formation d'images puis au poste 19 de fusion sous la commande de rouleaux menants et de rouleaux fous le cas échéant, et elle quitte le boîtier par une fente 26 de sortie. La feuille réceptrice peut avancer manuellement ou sous la commande de rouleaux menés. Evidemment, d'autres configurations de chambres de formation d'images, notamment de type connu, peuvent etre utilisées le cas échéant.Bien qu'on ait indiqué que le dispositif de fixage était formé par un dispositif de fusion par chauffage, il faut noter que d'autres dispositifs de fixage de particule s d'agent de virage sur la feuille réceptrice conviennent, notamment des dispositifs de fbrmation d'un stratifié avec une autre feuille, d'écrasement et d'enrobage de l'agent de virage dans une résine, le fixage pouvant être réalisé à l'exté- rieur du boîtier aussi bien qu'à l'intérieur. La chambre 17 de formation=*simages comporte un récipient 30 ayant un passage 31 en U placé dans une partie 32 du boîtier 11, en forme de canal, une matière 33 d'isolation thermique étant avantageusement placée autour du récipient 30. Dans un mode de réalisation avantageux, un ensemble 34 de réfrigération est relié au récipient 30 afin qu'il maintienne celui-ci et son contenu à une température inférieure à la température ambiante. Des électrodes 37, 38 sont montées dans le récipient 30, à distance, et elles délimitent entre elles un espace 39. La plaque 7 du boîtier, la matière 33 d'isolation et la paroi du récipient 30 placée entre la source de rayons X et l'électrode 37 ainsi que cette dernière doivent être formées de matière ayant un faible coefficient d'absorption des rayons X. le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 774 029 décrit des matières qui conviennent à la formation des électrodes 37, 38. Une alimentation 40 à haute tension est reliée aux électrodes 37, 38 par des fils 42, 43. La feuille réceptrice 25 peut etre maintenue en position contre l'électrode 37 par des rouleaux 44, 45. Un liquide 50 est disposé dans le passage 31 du récipient 30 et remplit l'espace 39. Ce liquide n'est pas conducteur de l'électricité, et est opaque aux rayons X et, dans le mode de réalisation représenté, il est formé de néopentane dans lequel du xénon est dissous. Des hydrocarbures aliphatiques tels que l'hexane constituent aussi des liquides convenables. Le boîtier 11 est de préférence pratiquement hermétique et il est rempli de xénon à pression atmosphérique afin que la probabilité de contamination du néopentane seulement par les constituants de l'amosphère soit réduite.La quantité de gaz qui peut se dissoudre dans le solvant augmente lorsque la température de ce dernier diminue et on constate que la quantité de xénon qui peut être dissoute dans le néopentane peut être sensiblement doublée lorsque le néopentane est maintenu à - 200C. Dans une variante, l'appareil peut fonctionner à température ambiante si bien que l'ensemble de réfrigération et l'isolation thermique sont éliminés, la chambre et l'espace contenant le liquide étant de préférence maintenus à une pression supérieure à la pression ambiante. La quantité de gaz qui peut se dissoudre dans le solvant augmente lorsque la pression partielle du gaz augmente dans le boîtier 11.On constate que la quantité de xénon qui peut être dissoute dans le néopentane peut être doublee lorsque la pression du xénon double dans le boîtier 11, par exemple sous l'action d'un dispositif 52 de compression relié au boîtier par une canalisation 53. La réduction de la température et l'augmentation de la pression peuvent aussi être utilisées ensemble pour l'augmentation de la concentration du xénon dans le liquide. Une autre matière liquide d'absorption qui convient est le tétraméthylétain Sn(CH3)4 qui absorbe efficacement les rayons X sans nécessiter de xénon ou analogue à l'état dissous. Aucun refroidissement et aucune opération sous pression n'est alors nécessaire. Une certaine quantité de particules 55 d'agent de virage capables de se déplacer dans un champ électrique est dispersée dans le liquide 39. Ces particules peuvent être de type classique, par exemple comprenant des pigments organométalliques ou un oxyde métallique comme base ou noyau portant un revêtement diélectrique. le liquide 79 contenant les particules 55 d'agent de virage circule de préférence dans l'espace séparant les électrodes sous la commande d'un dispositif 56 de circulation de liquide qui peut comprendre une pompe et un réservoir afin que du liquide neuf contenant des particules soit toujours maintenu dans l'espace séparant les électrodes. Un circuit 60 de commande est relié à l'alimentation 40 des électrodes et à l'alimentation 61 du tube 10 à rayons X. De préférence, ce dernier est commandé sous forme pulsée par le circuit 60 afin qu il donne l'irradiation nécessaire à ltexposi- tion, et l'alimentation des électrodes est commàndée au moment où le tube à rayons X est commandé, l'alimentation des électrodes pouvant être maintenue pendant un temps court suivant la fin de l'impulsion de rayons X, par exemple quelques millisecondes. la figure 2 est un exemple de diagramme des temps du fonctionnement du circuit 60 de commande. Le système de radiographie électronique dans lequel les particules d'agent de virage capables de se déplacer dans un champ électrique, disposé dans l'espace séparant les électrodes, a un fonctionnement analogue de celui des systèmes décrits dans les brevets précités. les photons X incidents sont absorbés par le liquide disposé dans l'espace et des électrons (ions négatifs) et des ions positifs se forment. Les électrons se déplacent vers l'anode et les ions positifs vers la cathode dans le champ électrique régnant entre les électrodes. Lorsque la feuille diélectrique se trouve à l'anode, les ions négatifs sont collectés par cette feuille et forment un dessin d'images qui correspond aux variations spatiales de densité des rayons X absorbés. les ions positifs sont attirés par la cathode. Les alimentations des électrodes et de la source des rayons X sont arretées, et la chambre de formation d'images comprend une image électrostatique latente de polarité négative sur la feuille diélectrique. Cette image latente crée un champ électrique d'image dans l'espace rempli de liquide, ce champ attirant les particules d'agent de virage chargées positivement vers la feuille diélectrique, et formant ainsi une image radiographique visible. La feuille est alors retirée et l'image d'agent de virage est fixée afin qu'elle forme une radiographie permanente. Inversement, le récepteur diélectrique peut être placé sur la cathode, les ions positifs étant collectés par le récepteur et pouvant attirer des particules d'agent de virage chargées négativement et permettant une visualisation. D'autres phénomènes peuvent aussi se présenter. Des ions se déplaçant vers une électrode peuvent frapper une particule initialement neutre d'agent de virage et peuvent s'y fixer si bien que la particule chargée résultante se déplace dans le champ électrique vers une anode et se dépose sur la feuille réceptrice. Il ne s'agit pas d'un mode de fonctionnement efficace ou particulièrement souhaitable étant donné qu'il faut que la quantité d'agent de virage dans le liquide soit très importante afin que les collisions des ions et des particules d'agent de virage aient une grande probabilité, et l'agent de virage doit être choisi de manière que les charges s'y fixent rapidement. En outre, des particules d'agent de virage peuvent constituer des matières d'absorption de rayons X, formant des particules de charge convenable qui se déplacent vers les électrodes et qui se déposent sur la feuille réceptrice en formant une image visible. Il s'agit d'un autre mode de fonctionnement peu efficace et actuellement indésirable. Une quantité importante d'agent de virage est nécessaire, cet agent de virage doit etre lourd afin qu'il constitue une bonne matière d'absorption des rayons X, et en conséquence son maintien en us pension est difficile, une dose relativement élevée de rayons X étant nécessaire à la formation d'une radiographie. Des régions qui sont très exposées aux photons X sont fortement développées par l'agent de virage et paraissent sombres par rapport aux régions de la feuille diélectrique dont l'exposition aux rayons X a été plus faible. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, les particules d'agent de virage sont de préférence relativement petites, par exemple de l'ordre du micron. En outre, la matière liquide d'absorption qui se trouve dans l'espace séparant les électrodes ne doit pas conduire l'élec- tricité et elle doit avoir une résistivité électrique supérieure à 1013 Q.cm, en cours d'utilisation. Une résistivité plus faible pour le liquide a tendance à provoquer une décharge de l'image électrostatique induite par les rayons X si bien que la formation d'image visible devient très difficile. Le liquide doit être opaque aux rayons X, c'est-à-dire qu'il doit absorber les photons X avec formation d'électrons et d'ions positifs. En outre, les atomes absorbantsdu liquide doivent avoir un numéro atomique au moins égal à 17 et de préférence au moins égal à 35. Le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique nO 3 965 352 décrit plus en détail les propriétés du liquide d'absorption. REVENDIGATIONS 1. Appareil de formation de radiographiss, destiné à fonctionner en coopération avec une source de rayons X et comprenant une paire d'électrodes comprenant une anode et une cathode, un premier dispositif destiné à supporter les électrodes à distance afin qu'elles soient séparées par un petit espace, un dispositif destiné à placer, une feuille diélectrique dans ledit espace, sur l'une des électrodes, la feuille pouvant etre tirée de l'espace, une matière d'absorption de rayons X et d'émission d'électrons et d'ions positifs, placée dans l'espace séparant l'anode de la cathode et comprenant un liquide non conducteur de l'électricité, opaque aux rayons X et ayant des atomes dont le numéro atomique est au moins égal à 17, et un second dispositif destiné à assurer la connexion d'une alimentation électrique aux électrodes afin que les électrons soient attirés vers l'anode et les ions positifs vers la cathode, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs particules capables de se déplacer dans un champ électrique et disposées dans le liquide, et un dispositif de commande de la source de rayons X par impulsions et de commande simultanée du second dispositif afin qu'il forme un champ électrique dans ledit liquide entre les électrodes et provoque l'attraction des électrons et des ions positifs vers l'anode et la cathode respectivement, afin quleux-memes attirent ultérieurement des particules chargées vers la feuille diélectrique avec formation d'une image visible sur la feuille. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à faire circuler le liquide contenant les particules capables de se déplacer dans un champ électrique, dans l'espace séparant les électrodes. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de fixage des particules capables de se déplacer dans un champ électrique, sur la feuille diélectrique. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu il comprend un dispositif destiné à déplacer la feuille de l'espace séparant les électrodes au dispositif de fixage. 5. Procédé de formation d'une image visible sur une feuille diélectrique, caractérisé en ce qu'il comprend la disposition de la feuille diélectrique au niveau d'une électrode, dans un espace séparant une anode et une cathode, placées près d'un objet dont l'image doit etre formée, la transmission de rayons X à travers l'objet et l'une des électrodes, l'absorption des rayons X incidents dans l'espace séparant les électrodes, par maintien dans cet espace d'un liquide non conducteur de l'électricité et opaque aux rayons X, ayant des atomes dont le numéro atomique est au moins égal à 17, ce liquide contenant des particules capables de se déplacer dans un champ électrique, les rayons X formant des électrons et des ions positifs dans le liquide, l'attraction d'électrons ou d'ions chargés négativement vers l'anode et d'ions chargés positivement vers la cathode par application d'une tension aux électrodes au moment de l'absorption des rayons X, les ions attirant ultérieurement les particules capables de se déplacer dans un champ électrique, vers la feuille diélectrique, et formant alors une image visible, et le retrait de la feuille diélectrique dudit espace, la feuille portant les particules capables de se déplacer dans un champ électrique et qui s'y sont déposées. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend le fixage des particules sur la feuille diélectrique. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend la circulation du liquide avec les particules capables de se déplacer dans un champ électrique, dans ledit espace. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend le chauffage de la feuille diélectrique portant les particules afin que ces dernières soient fixées à la feuille. 9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend d'abord le déplacement des électrons et des ions positifs vers les électrodes respectives, sous l'action d'un potentiel appliqué afin qu'il se forme une image électrostatique latente sur la feuille diélectrique, puis le déplacement des particules capables de se déplacer dans un champ électrique vers la feuille diélectrique, sans application d'un potentiel, afin qu'il se forme une image visible.