Brevet FR2410298A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne une chambre de formation d'images pour appareil radiographique et un procédé de disposition d'une feuille réceptrice dans une chambre de formation d'images radiographiques. Plus précisément, l'invention concerne des appareils de radiographie ionographique ou électronique et en particulier un support de feuilles réceptrices ou une cassette, habituellement appelé chambre de formation d'images. En radiographie électronique, une feuille diélectrique ou récepteur constitue une matière d'enregistrement qui remplace le film photographique plus courant. La feuille diélectrique réceptrice est placée dans la chambre de formation d'images entre des électrodes distantes et un gaz a pression élevé est disposé dans l'espace qui sépare les électrodes. La variation de l'intensité des rayons X provenant de l'objet éclairé par une source de rayons X provoque une variation de la densité électronique portée par la feuille diélectrique.Cette image électrostatique de la feuille diélectrique est alors transformée en image visible par mise en oeuvre de techniques classiques, par exemple par un procédé xérographique. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 3 774 029 et 3 963 924 donnent des informations supplémentaires sur le système ionographique. Un problème posé par la réalisation d'une chambre de formation d'images de radiographie électronique est le confinement du gaz a haute pression avec transmission de rayons X å travers une fenêtre relativement plane et de grande dimension formée par la chambre. L'absorption des rayons X par la fenêtre doit non seulement être faible mais aussi uniforme sur toute la fenêtre afin que l'image de rayons X ne présente pas de défaut d'uniformité dli a la fenêtre. En général, la face interne de la fenêtre peut être plate ou légèrement courbe dans un sens ou dans l'autre ou incurvée afin qu'elle ait une forme sphérique. I1 est préférable que les rayons de courbure soient de l'ordre de la distance a la source de rayons X. On constate que les radiations doivent traverser une quantité de matière qui ne dépasse pas celle qui équivaut a 13 mm de béryllium plein afin que l'absorption des rayons X par la fenêtre reste dans des limites raisonnables. Simultanément, le bombement de la fenêtre, lorsqu'elle est soumise à du gaz sous pression, doit rester faible. Et outre, les supports des bords de la fenêtre doivent être compatibles à la réalisation d'une chambrepermettant l'introduction et le retrait de la feuille réceptrice de l'image électrostatique. Des exemples de dimensions d'images utilisées pour les radiographies médicales sont 20 x 25 cm et 35 x 43 cm, et une simple plaque de 13 mm d'épaisseur n'a pas une robustesse qui suffit pour la constitution d'une fenêtre à la pression de travail de la chambre qui est par exemple de l'ordre de 2.106 Pa. Il est habituellement souhaitable que les surfaces des électrodes, du coté de l'espace délimité dans la chambre de formation d' image, aient une configuration sphérique, la source de rayons X étant placée au centre. Les raisons de cette construction sont bien connues et on a déjà proposé un certain nombre de configurations de chambre de formation d'images à cet effet. Le brevet des Etats-Unis d'Amerique nO 3 828 192 représente une structure ayant des électrodes sphériques, la feuille réceptrice étant tendue contre la surface convexe de l'une des électrodes.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 963 924 décrit une chambre de formation d'images dans laquelle l'une des electrodes ou les deux comprennent une couche conductrice placée sur la feuille diélectrique réceptrice, le gaz absorbant les radiations étant placé d'un côté de la feuille et un autre gaz étant placé de l'autre côté, la différence entre les pressions des gaz donnant à la feuille une configuration sphérique. Les brevets des Etats-Unis d'Amerique nO 3 859 529 et 3 883 740 décrivent d'autres systèmes dans lesquels des structures complexes d'électrodes permettent la formation d'un champ électrique sphérique dans un espace plan contenant un gaz. Ces structures connues présentent divers inconvénients, notamment une configuration peu satisfaisante de la fenêtre qui transmet les radiations, la nécessité de l'utilisation d'une structure complexe d'élecrodes, et la nécessité de l'équilibre entre deux réserves de gaz, en présence d'une feuille réceptrice non supportée L'invention concerne une chambre perfectionnée de formation d'images ayant une fenêtre de transmission de rayons X qui a les caractéristiques voulues de transmission des radiations et qui a cependant une structure sure et robuste et qui peut fonctionner facilement avec des gaz à pression élevée. Elle concerne aussi un mécanisme de fermeture et d'ouverture de la chambre de formation d'images et de mise en place de la feuille réceptrice à l'intérieur.Elle concerne aussi un procédé et un appareil destinés à donner à la feuille réceptrice souple la configuration préalablement déterminée d'une électrode rigide. plus précisément, l'invention concerne une chambre de formation d'images radiographiques, et une fenêtre composite pour une telle chambre. La fenêtre comprend deux plaques relativement minces raccordées sur leurs côtés opposés et maintenues à distance l'une de l'autre, entre leurs côtés, par une charge qui résiste à la compression, une plaque subissant des contraintes de compression et l'autre des contraintes de traction si bien que le dispositif de montage de la fenêtre subir une charge équilibrée. La chambre convient particulièrement bien aux mammo- graphies et forme une structure qui peut être placée juste audessous des seins, contre la paroi de la poitrine du patient, avec une faible distance seulement entre la poitrine du patient et le bord de l'image, si bien que la plus grande partie possible des seins est incorporée dans l'image. La chambre comporte un mécanisme destinéàdéplacer une électrode par rapport à l'autre et permettant la fermeture et l'ouverture de la chambre et l'introduction et le retrait de la feuille réceptrice. L'invention concerne aussi un procédé et un appareil destinés à donner à la feuille réceptrice souple la configuration de l'une des surfaces d'électrode après fermeture de la chambre, par utilisation d'un gaz destiné à absorber les radiations et à produire des ions afin que la feuille réceptrice soit repoussée contre l'électrode choisie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels -la figure 1 est un schéma d'un appareil de radiographie électronique, comprenant une chambre de formation d'images selon un mode de réalisation avantageux de l'invention ; - la figure 2 est une coupe agrandie suivant la ligne A-A de la figure 1 - la figure 3 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et elle représente la chambre dans la position de fermeture ; - la figure 4 est analogue à la figure 3 mais elle représente la chambre dans la position d'ouverture ; et - la figure 5 est une coupe agrandie, suivant la ligne C-C de la figure 1. Dans l'appareil représentesur la figure 1, les radiations proviennent d'une source 10 de rayons X, traversent un objet Il et parviennent à une chambre 12 de formation d'images. Cette chambre est représentée plus en détail sur les figures 2 à 5. La feuille 14 réceptrice de l'image électrostatique pénôtre dans la chambre seule ou à partir dkun rouleau 15, à volonté. La feuille réceptrice peut être introduite et retirée par une même extrémité de la chambre ou elle peut être introduite à une extrémité et retirée à l'autre. Une réserve 18 de gaz est reliée à la chambrepar une canalisation 19, une reserve 20 d'huile est reliée à la chambre par une canalisation 20, et une alimentation électrique 22 est reliée à l'une des électrodes par un câble 23 et au circuit de masse comme indiqué. La chambre de formation d'images comprend une base 28 qui porte une électrode 29. Dans le mode de réalisation avantageux représenté, cette électrode 29 se déplace en direction verticale par rapport à la base, sur la figure, afin que la chambre puisse se fermer et s'ouvrir. Dans le mécanisme représenté de déplacement d'électrode, un axe 32 de guidage est fixé à l'électrode 29 par une vis 33, l'axe glissant dans un manchon 34 monté dans la base 28. L'électrode 29 est soulevée par plusieurs vérins comprenant chacun un piston 37 qui repoussel'electrode 29 et qui se déplace dans un cylindre 38 formé dans la base 28. Un joint torique 39 est placé sur le piston. De l'huile sous pression parvient à tous les cylindres, à partir de la réserve 20 par l'intermédiaire de la camffisation 21 et de passages 41, 42 formés dans la base 28. Deux mécanismes d'abaissement à ressort sont incorporés, un ressort 44 étant placé autour d'une vis 45 dans un orifice 46 de la base 28, la vis coopérant avec l'électrode 29. Lorsque de l'huile sous pression pénètre dans les cylindres, l'électrode remonte et comprime le ressort 44. Lorsque l'huile s'échappe des cylindres,les ressorts abaissent l'électrode. L'électrode 29 est représentée dans la position haute ou de chambre fermée sur la figure 3 et dans la position basse ou de chambre ouverte sur la figure 4. Une fenêtre destinée à trammettre les rayons X, placée à la partie supérieure de la chambre, est formée par une plaque supérieure 50 et une plaque inférieure 51, une âme 52 étant placée entre les plaques. La plaque supérieure 50 a avantageusement des côtés 54 qui descendent autour de l'électrode 29 et de la base 28, des flasques 55 étant serrés sur la base par des barres 56 et des vis 57. La plaque inférieure 51 est raccordée à la plaque supérieure 50 par des organes 60 d'extrémité et les deux plaques sont collées sur les côtés. Un joint périphérique 61 est porté par le bord inférieur du châssis 62 qui est lui-même porte par la plaque inférieure 51. Le châssis 52 est collé à la plaque 51 et à la couche 65 d'isolement. Les plaques 50, 51 sont relativement rigides et elles doivent être formées d'une matière ayant un coefficient d'absorption des rayons X qui est faible et uniforme. Dans un mode de réalisation avantageux, les plaques sont formées de résine époxyde chargée de graphite et moulée. Cette composition constitue un bon conducteur électPque et permet à la plaque inférieure 51 de former une électrode de la chambre. Une couche isolante 65 est collée à la face interne de la plaque 50 et isole la plaque 51 du reste de la chambre de formation d'images. L'âme 52 est avantageusement formée d'une matière dont le coefficient d'absorption des rayons X est pratiquement nul et qui possède une résistance élevée à la compression. Etant donné que la matière de l'amie ne doit pas obligatoirement pos séder une bonne résistance au cisaillement, le bois de balsa ou une mousse acrylique rigide constitue une matière convenable. Les organes 60 qui raccordent les plaques supérieure et inférieure 50 et 51 aux extrémités de la fenêtre sont de préférence formés de résine époxyde isolante moulée sur place, les plaques étant serrées afin qu'elles aient la configuration voulue. Un distributeur 67 de gaz peut etre moulé dans l'un des organes 60 et relié à la canalisation 19 d'alimentation en gaz, et des trajets de circulation de gaz peuvent être formés dans la plaque inférieure 51 et le châssis 62 afin qu'ils débouchent dans l'espace compris entre l'électrode 29 et la plaque 51 au-dessus de la feuille 14. Du gaz peut être évacué par le distributeur 67 ou par un distributar analogue placé à l'autre extrémité de la fenêtre et formant alors un collecteur.Un passage 68 de l'électrode 29 forme un trajet de circulation de l'air piégé entre la feuille 14 et l'électrode 29. Des ressorts ou rouleaux 70 de guidage peuvent être portés par des équerres à chaque extrémité de l'électrode 29 afin que la feuille réceptrice 14 soit guidée lors de l'introduction et du retrait. Lors du fonctionnement, la réserve d'huile n'est pas connectée et l'électrode 29 se trouve dans la position basse représentée sur la figure 4, la chambre de formation d'images étant ouverte. Une feuille réceptrice 14 est alors introduite dans la chambre, dans l'espace compris entre l'elec- trode 29 et la plaque 51 qui constitue l'autre électrode. La réserve d'huile est alors reliée ou mise en fonctionnement, et l'électrode inférieure 29 remonte vers la position de fermeture de chambre représentée sur la figure 3, la feuille réceptrice 14 étant serrée entre le joint 61 et l'électrode 29, de façon générale dans la position représentée sur les figures 2 et 3. La réserve de gaz est alors mise en fonctionnement et provoque l'introduction de gaz par la canalisation 19 et le distributeur 67, dans l'espace qui se trouve au-dessus de la feuille réceptrice 14. Le gaz absorbe les radiations et forme des ions, et il reste dans l'espace à une pression élevée, par exemple 2.106 Pa. L'introduction du gaz dans cet espace repousse la feuille réceptrice 14 vers le bas, en contact intime avec l'électrode 29, si bien que cette feuille a la configuration de la face supérieure de l'électrode. L'alimentation électrique 22 est alors reliée et crée un champ électrique convenable dans l'espace compris entre la plaque 51 et l'électrode 29. L'exposition aux rayons X est alors réalisée et l'alimentation électrique est déconnectée, le gaz est retiré de l'espace et l'alimentation en huile est arrêtée si bien que la chambre peut s'ouvrir et permetle retrait de la feuille réceptrice qui porte alors l'image électrostatique. Cette dernière est développée sous forme d'une image visible, de manière normale. Une pression relativement faible, par exemple comprise entre 2.106 et 2,8.106 Pa est utilisée pour la fermeture de la chambre de formation d'images, et la vanne24 est alors fermée et bloque la chambre à l'état de fermeture. Lorsque l'espace destiné à contenir le gaz est sous pression, la force exercée par ce gaz sous pression sur la grande surface de la feuille réceptrice provoque une augmentation notable de la pression de l'huile qui se trouve sous les pistons, par exemple 7 jusqu'à 1,25.107 Pa, mais le gaz à cette pression élevée ne peut pas s'échapper car la vanne 24 l'empêche de retourner à la réserve 20. La construction de la fenêtre selon l'invention donne l'absorption faible et uniforme nécessaire des rayons X ainsi que la résistance mécanique permettant à la fenêtre de supporter la pression exercée par le gaz, sans déformation. Dans le mode de réalisation avantageux représenté, la plaque inférieure 51 est sphérique, son cbté convexe étant du côté de l'espace des figures 2 et 3 alors que la plaque 50 a une forme de selle car, lorsqu'on l'observe de l'extérieur, elle est convexe comme indiqué sur la figure 2 et concave comme indiqué sur la figure 3. Cette configuration n'est pas essentielle car l'une ou l'autre plaque peut être rectiligne, dans une vue correspondant à la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté, la plaque 50 supporte 81 % et la plaque 51 19 % des forces appliquées par le gaz sous pression.La force est transmise entre les plaques par l'amie 52 deible poids spécifique qui supporte une contrainte de compression correspondant à 81 % de la pression du gaz de l'espace. La plaque inférieure 51 est sous des contraintes de compression et la plaque supérieure 50 sous des contraintes de traction. Pour une telle configuration, les composantes horizontales des forces neceaaires aux bords des deux plaques sont égales et opposées. Ainsi, lorsque les plaques se raccordent sur leurs côtés, les composantes horizontales des forces de retenue sont éliminées et il n'est pas nécessaire que les cotés de la plaque supérieure et de la-base supportent ou appliquent des forces horizontales. Comme décrit précédemment, la courbure de la fenêtre comme indiqué sur la figure 3, n'est pas essentielle mais est avantagese car elle permet l'utilisation d'un espace sphérique contenant le gaz, donnant une rEDlution maximale à l'image. En outre, il n'est pas primordial que les plaques 50, 51 aient des rayons identiques de courbure. Lorsque l'une des plaques est plane et lorsque l'autre a une courbure égale au double de celle du mode de réalisation avantageux représenté, les contraintes dans la plaque et l'épaisseur centrale de la fenêtre restent pratiquement identiques, pourvu que les côtés permettent un léger déplacement latéral, par exemple de quelques dizaines de microns. Dans le cas de rayons de courbure égaux, le déplacement latéral est nul.La contrainte de compression exercée dans la charge placée entre les plaques varie- entre 0 pour la configuration dans laquelle la plaque supérieùre 50 est plane et la feuille inférieure 51 courbe, et une valeur qui est égale à la pression du gaz pour la configuration dans laquelle la plaque inférieure 51 est plate et la plaque supérieure 50 courbe. La feuille réceptrice est serrée à la périphérie de l'espace délimité lorsque la chambre est fermée. Lorsque le gaz absorbant les radiations est introduit dans l'espace, la feuille est légèrement tendue à la configuration de l'électrode inférieure, mais, lorsque la pression appliquée par le gaz disparaît, la feuille reprend sa position avant l'application de la pression. Lorsque la feuille est retirée de la chambre, elle reprend facilement une configuration plane. La coopération de l'électrode inférieure avec le joint assure l'application à la feuille de forces latérales suffisantes de serrage pour que les bords de la feuille ne puissent pas former des ondulations ou glisser vers l'intérieur. Lors de la conception de la chambre de formation d'images, l'électrode inférieure 29 peut être formée d'un bloc épais de métal tel que l'aluminium et elle ne présente pas de déformation lorsque la chambre est sous pression. Les plaques 50, 51 de la fenêtre sont assez minces et habîtiiellement, elles se déforment dans une certaine mesure sous l'action du gaz sous pression. Ce phénomène peut être facilement traité lors de la conception des divers éléments. Par exemple, lors de l'utilisation d'une source de rayons X se trouvant à 1 m de l'espace, la surface de l'électrode 29 qui se trouve vers cet espace est de préférence sphérique, avec un rayon de 1 m. La plaque inférieure 51 qui forme l'électrode supérieure de l'espace a un rayon de 1 m dans le plan des figures 3 et 4 et un rayon de 71 cm dans le plan de la figure 2. Cependant, lorsque le gaz de l'espace est sous pression, la fenêtre est légèrement comprimée et provoque un aplatissement de la plaque 51, à un rayon de l'ordre de 1 m si bien que la largeur de l'espace est uniforme dans la chambre. REVENDICATIONS 1. Chambre de formation d'images destinée à un appareil radiographique, caractérisée en ce qu'elle comprend une base, une première électrode portée dans la base, une fenêtre des tinée à transmettre des rayns X et comprenant une plaque externe et une plaque interne avec une surface conductrice constituant une seconde électrode, les plaques coopérant sur leurs faces opposées et étant séparées l'une de l'autre par une charge résistant à la compression, un dispositif de montage des plaques sur la base afin que la plaque interne soit adjacente à la première électrode, cette dernière et la plaque délimitant ainsi un espace entre elles, et un dispositif destiné à assurer l'étanchéité dudit espace près de la périphérie de la plaque interne afin qu'un fluide puisse etre maintenu dans cet espace. 2. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque externe a la forme d'une selle et la plaque interne est convexe du cOté dudit espace. 3. Chambre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque interne a une forme générale sphérique. 4. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de montage de la première électrode sur la base afin que cette électrode puisse se déplacer en se rapprochant ou s1 éloignant de la fenêtre, le dispositif d'étanchéité étant monté sur la fenêtre et coopérant avec la première électrode lorsque celle-ci s'est déplacée vers la fenêtre. 5. Chambre selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de guidage placé sur la pre mièvre électrode à une extrémité au moins de la fenêtre et destiné à transmettre une feuille réceptrice d'image dans ledit espace. 6. Chambre selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de montage comprend plusieurs vérins montés entre la base et la première électrode, et un dispositif destiné à introduire du fluide sous pression dans les cylindres des vérins afin que l'électrode soit déplacée. 7. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif destiné à assurer l'isolement électrique de la première électrode par rapport à la plaque interne, un dispositif destiné à appliquer un pountiel électrique entre la première électrode et la plaque interne, celleci constituant la seconde électrode, et un dispositif destiné à introduire un gaz sous pression dans ledit espace. 8. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque externe a une face supérieure et des côtés opposés dépassant de part et d'autre de la première électrode et fixés à la base, et la chambre comprend un dispositif porté dans la base et destiné à déplacer la première électrode afin que celle-ci se rapproche ou s'éloigne de la plaque interne. 9. Chambre selon la revendication 8, caractérisée en ce que la plaque externe a des flaques retournés vers l'intérieur, sur les côtés qui dépassent autour de la plaque interne, et la chambre comprend un dispositif de serrage de ces flasques sur la base. 10. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif reliant les plaques externe et interne à leurs extrémités opposées. 11. Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif destiné à serrer une feuille réceptrice d'images électrostatiques dans ledit espace, et un dispositif destiné à introduire un gaz capable d'absorber les rayons X et de former des ions, sous pression, dans ledit espace, d'un côté de la feuille, le gaz repoussant la feuille contre la plaque interne ou la première électrode. 12. Chambre selon la revendication 11, caractérisée en ce que la première électrode est concave du côté dudit espace, et le gaz est introduit entre la feuille et la plaque interne afin qu'il repousse la feuille contre la première électrode. 13. Procédé de mise à la configuration voulue d'une feuille réceptrice d'image électrostatique dans une chambre de formation d'images radiographiques, par mise en oeuvre d'une source de radiations ionisantes dirigées vers un espace délimité entre les électrodes de la chambre de formation d'images, l'une de ces électrodes étant concave, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend le serrage de la feuille réceptrice autour de sa périphérie, dans l'espace compris entre les électrodes et du côté de l'électrode concave, et l'introduction d'un gaz capable d'absorber les radiations et de produire des ions, sous pression,dans ledit espace, d'un cOté de la feuille afin que celle-ci soit tendue et prenne une configuration concave, une électrode concave constituant un moule délimitant la configuration de la feuille tendue, le gaz maintenant la feuille en place contre l'électrode. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la source de rayonnement est pratiquement une source -ponc- tuelle, et les surfaces des électrodes, au niveau dudit espace, sont pratiquement sphériques, la source du rayonnement constituant le centre, et la feuille réceptrice est repoussée par le gaz capable d'absorber les radiations et de produire des ions, à une configuration pratiquement sphérique.