Brevet FR2471716A1 — publié le 19810619

La présente invention se rapporte à une installa- tion électrothermographique de constatation et de vi- sualisation de tumeurs notamment de carcinomes du sein, comprenant un dispositif d'évaluation sensible au rayon- nement thermique. Il est connu qu'une lésion maligne donne des tem- pératures plus élevées par rapport au tissu environnant chez l'homme. Cela tient à ce qu'il y a une activité métabolique locale plus élevée qui est soutenue par une augmentation de la création de vaisseaux lymphatiques et sanguins. Il s'ensuit que dans des carcinomes con- firmés histologiquement, il y a des élévations de tem- pérature par rapport au tissu sain voisin de 1 à 70C0 Pour des modifications bénignes du tissu, l'élévation de température est en revanche bien plus basse (jusqu'à C). Les tumeurs malignes sont donc bien plus irriguées en raison du bien plus grand nombre de vaisseaux, ce qui provoque l'élévation de température mentionnée ci- dessus qui est étroitement localisée d'une manière uni- forme. Le but de toutes les installations thermographiques connues jusqu'ici a été d'évaluer les niveaux de tempé- rature répartis par tachesou dans l'étendue et leur différence par rapport au tissu voisin en vue de dia- gnostiquer les carcinomes. Dans une telle installation électrothermographi- que connue, on utilise comme dispositif d'évaluation une plaque thermographique qui contient des cristaux liquides. Cette plaque thermographique enregistre les différences de température par des réactions colorées. Les cristaux liquides sont enfoncés dans la plaque ther- mographique. Lorsque la température s'élève, la cou- leur des cristaux liquides vire du rouge au bleu en passant par le vert. Au refroidissement,la variation de couleur s'effectue en sens inverse. La plaque thermo- graphique représente les domaines ayant des niveaux de température différents suivant des contours nets. Une telle installation électrothermographique pré- sente l'inconvénient que la région du corps à examiner doit entrer en contact avec la plaque thermographique et que, en raison de ce contact dans la région du corps à examiner, il s'ensuit une compensation des températures par l'intermédiaire de la plaque. L'invention vise une installation électrothermo- graphique du type précité dans laquelle les régions du corps à examiner en vue de déterminer des carcinomes sont explorées thermiquement sans contact afin de ne pas perturber le phénomène d'élévation de la- température du tissu ou la répartition des températures du tissu. En outrela répartition des températures du tissu est évaluée électroniquement et est reproduite en couleur sur un tube de reproduction d'images en couleur. Suivant l'invention,le dispositif d'évaluation pré- sente un montage destiné à former optiquement une image de l'image thermique de la région du corps à examiner surun transducteur thermoélectrique, des signaux analogiques cor- respondant aux points de l'image thermique sont élaborés dans le transducteur ou au moyen de celui-ci et sont en- voyés à un dispositif de mémorisation, à un nombre pres- crit de températures ou de plages de températures repéra- bles est associé un nombre correspondant de tensions de signal, et il est prévu un circuit d'évaluation ayant des paliers d'évaluation, dans lesquels à partir des tensions de signal sont formés les signaux vidéo de couleur ca- ractéristiques, par lesquels un dispositif de reproduction à moniteur couleur peut être influencé. Avantageusement la répartition thermique de la région du corps à relever est enregistrée électroniquement et est représentée ou reproduite sous la forme d'un signal vidéo couleur. Suivant une variante, il est prévu comme transduc- teur thermoélectrique un dispositif de détection pyroélec- trique à infrarouge auquel est associé un registre à dé- calage ayant un étage à balayage automatique. De tels détecteurs pyroélectriques sont des éléments sensibles aux infrarouges qui transforment en chaleur le rayon- nement infrarouge dans le cristal. La variation de tem- pérature pendant le réchauffement ou le refroidissement du cristal provoque un courant de compensation ou de déplacement entre les électrodes du détecteur. De tels détecteurs pyroélectriques sont ce qu'il est convenu d'appeler des éléments à l'état solide et donnent une ré- solution élevée et une grande densité de points images. Des réseaux de détecteurs pyroélectriques infrarouges sont décrits par exemple dans 'Applied Optics", Tome 18, No. 7, pages 943 à 945. Afin d'évaluer la radiation du corps sans autres radiations gênantes, il est prévu,suivant un autre per- fectionnement, un filtre optique à bande passante qui se trouve en amont, considéré suivant la direction du rayonnement, du transducteur thermoélectrique et qui pré- sente un domaine passant accordé à la fréquence de radia- tions du corps. Le dispositif de détection pyroélectrique infrarou- ge peut affecter la forme d'un réseau. Mais on a aussi la possibilité d'agencer ce dispositif détecteur pyro- électrique à infrarouge sous la forme de lignesou de bandeq un système à miroir, de préférence un système à miroir oscillantfétant alors prévu afin de former l'image du corps ou l'image thermique de celui-ci ligne par li- gne successivement sur les lignes du détecteur. Suivant une autre variante, les signaux tempéra- ture-tension peuvent être mémorisés d'une manière numé- rique ou analogique. De manière particulièrement avantageuse, le dis- positif de mémorisation est relié à des étages de commu- tation à seuil de comparaison ayant des seuils différents, dont le nombre dépend de celui des valeurs chromatiques pouvant être reproduites,et les entrées de comparaison des étages de commutation à seuil sont reliées à un étage de base température-tension dont les valeurs de sortie peuvent être réglées. Cet étage de base température- tension permet un réglage de l'installation électrother- mographique à une température de base prescrite servant de température de comparaison. Suivant une autre varianteles-étages de commuta- tion à seuil ayant dès valeurs étagées sont reliés par des étages à portes respectivement à des étages à ma- trice de chrominance dont les sorties correspondantes sont raccordées en commun aux entrées de commande de la valeur chromatique et à l'entrée luminescence du tube de reproduction d'image en couleur. Pour obtenir qu'à chaque température ou à chaque plage de température ne soit associée qu'une couleur, la porte ET est interposée entre les étages à seuil et les étages à matrice de chrominance et à l'aide de chaque porte OU d'un étage de commutation à seuil on signale à la porte ET de l'étage de commutation à seuil voisin de seuil plus bas ou plus élevé l'état de son signal. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: Les figures 1 et 2-sont des schémas d'une ins- tallation électrothermographique suivant l'invention, et La figure la représente les signaux de valeur chromatique et la correspondance entre la valeur chro- matique et la valeur de tension suivant une norme. A la figure 1,la référence 1 désigne un seinqui est la partie du corps à examiner et dont la répartition destempératuresest envoyée par l'intermédiaire d'un fil- tre 4 optique passe-bande,àunrécepteur 5 pyroélectrique à infrarouge ayant un circuit à autobalayage. L'image thermique du sein 1 est donc explorée ligne à ligne à l'aide du miroir 3 oscillant, chaque ligne ayant un nom- bre prescrit de points images. 2471 71 6 Le miroir 3 oscillant fait partie d'un système 4 à miroir basculant qui comporte un cadre S suivant la technique du galvanomètre. On commande le système 4 d'une manière qui n'est pas représentée par l'intermé- diaire de la connexion 6. Dans le dispositif 5 de détection pyroélectrique, on reçoit et on évalue'un spectre de rayonnement de I1pm à 50/nn environ, tout à fait comme dans un dispositif à couplage de charge. La référence 7 désigne un dispositif électronique de mémorisation d'images, qui peut être un dispositif boban- ae magnétiquep à mémoire morte, mais aussiun dispositif àmémoire à disque magnétique. Dans ce dispositif 7 de mémorisa- tion sont mémorisés les divers signaux de point4imaged de l'image thermique sous forme analogique ou sous for- me numérique. De la figure la on peut déduire comment les di- verses couleurs connues dans la technique de la télévi- sion ee. couleur que sont le blanc, le jaune, le cyan le vert, le pourpre, le rouge, le bleu et le noir, peuvent être obtenues à partir des couleurs fondamenta- les que sont le rouge, le vert et le bleu. On sait que la lumière blanche présente les couleurs rouge, verte et bleue en la même intensité. Le jaune se compose du rouge et du vert et le cyan du vert et du bleu. Le vert, le rouge et le bleu correspondent aux couleurs fondamentales. Le pourpre se compose de rouge et de bleu.tandis que le noir ne présente àucune composante de couleur. Il est connu par la technique de la télévision que le signal Y de luminance, en raison de la sensibi- lité spectrale de l'oeil humain, est égal à la somme du signal de valeur chromatique rouge,-multiplié par le coef- ficient relatif de luminosité 0,30,du signal de valeur chromatique vertgmultiplié par le coefficient de lumino- sité relatif 0,59 et du signal de valeur chromatique bleu, multiplié par le signal de luminosité relatif 0,11. Le signal Y de luminosité ou de luminance est donc de 1,0 pour la couleur blanche, de 0,89 pour la couleur jaune, de 0,70 pour la couleur cyan, de 0,59 pour la couleur verte, de 0,41 pour la couleur pourpre, de 0,30 pour la couleur rouge, de 0,11 pour la couleur bleue et de O pour la couleur noire. Dans l'exemple de réalisation, on uti- lise le signal de luminosité ou de luminance comme signal E caractérisant la couleur. L'amplitude de la tension E est donc caractéristique de la valeur chromatique associée. On peut voir à la figure la,au vu de la caractéristique par paliera de la tension E normalisée,l'association de la valeur chromatique et de la tension E normalisée. Suivant la figure 2pil est prévu un nombre d'éta- ges 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 et 15 d'évaluation à seuil correspondant au nombre de couleurs blanche, jaune, cyan, vert, pourpre, rouge, bleu et noir. L'étage 8 à seuil est associé à la couleur blanche et présente un seuil qui n'est dépassé que par la tension E = 1,0. Le commu- tateur 9 à seuil associé à la couleur jaune est fermé quand la tension E dépasse 0,89. Les seuils des commu- tateurs 10, 11, 12, 13, 14 et 15 à-seuil sont dépassés respectivement quand les tensions associées dépassent respectivement 0,7, 0,59, 0,41, 0o, 0,11 et 0. Chacun des commutateurs 8 à 11 à seuil présente une entrée de comparaison qui est reliée en commun à la sortie d'un étage 16 de comparaison qui sert au ré- glage du niveau de blanc. Cet étage 16 sert enfin à tenir compte d'une température TO de base sur la- quelle le montage de commutation doit être réglé. Cet étage 16 de commutation présente à cet effet un organe de réglage qui n'est pas représenté. A l'aide de l'é- tage 16 on peut décaler la gamme des couleurs en fonc- tion de la température TO de sortie. La sortie de l'étage 8 de commutation à seuil est reliée à une matrice 17 de chrominance pour la couleur blanche. Quatre sorties de la matrice 17 de chrominance vont aux entrées de commande R, V et B ainsi qu'à l'entrée Y de luminance du tube 18 de reproduction d'images en couleur. Le commutateur 9 à seuil est relié à l'entrée d'une porte ET 19,dont l'autre entrée est reliée par l'intermé- diaire d'un étage 20 inverseur à la sortie de l'étage 8 à seuil. La sortie de la porte ET 19 est reliée à une ma- trice 21 de chrominance pour la couleur jaune. Les sor- ties de cette matrice 21 de chrominance sont également reliées aux entrées R, B et y de commande du tube 18 de reproduction d'image8 en couleur. La sortie du commutateur 10 à seuil est reliée à l'entrée d'une porte ET 22,dont l'autre entrée est reliée par l'intermédiaire d'un étage 23 inverseur à la sortie d'une porte OU 24. L'une des entrées de la porte 24 OU est reliée à la sortie de la porte ET 19, tandis que l'autre entrée est reliée à la sortie du commutateur8 à seuil. La sortie de la porte ET 22 est reliée à une matrice 25 de chrominance pour la couleur cyan. Qua- tre autres liaisons de sortie conduisent aux entrées de commande du tube 18 de reproduction d'imaget en couleur La sortie du commutateur 11 à seuil est reliée à une première entrée d'une porte ET 26,dont l'autre entrée est reliée par un étage 27 inverseur à la sortie d'une porte OU 28. La première entrée de la porte OU 28 est reliée à la sortie de la porte ET 22,tandis que la deuxième entrée est reliée à la sortie de la porte OU 24. La sortie de la porte ET 26 va à l'entrée d'une matrice 29 de chrominance pour la couleur verte. Quatre sorties sont reliées aux entrées de commande correspondantes du tube 18. La sortie du commutateur 12 à seuil est reliée à une première entrée d'une porte ET 30dont la deuxième entrée est reliée par l'intermédiaire d'un étage 31 in- verseur à la sortie d'une porte OU 32. La première en- trée de la porte OU 32 va à la sortie de la porte ET 26 tandis que la deuxième entrée est reliée à la sortie de la porte OU 28. La sortie de la porte ET 30 va à l'en- trée d'une matrice 33 de chrominance pour la couleur pour- pre. Quatre sorties de cette matrice 33 de chrominance vont aux entrées de commande correspondantes du tube 18. La sortie du commutateur 13 à seuil est reliée à la première entrée d'une porte ET 34,dont la deuxième en- trée est reliée par l'intermédiaire d'un étage 35 inver- seur à la sortie d'une porte OU 36. La première entrée de cette porte OU 36 est reliée à la sortie de la porte ET 30,Jtandis que la deuxième entrée est reliée à la sor- tie de la porte OU 32. La sortie de la porte ET 34 est reliée à l'entrée d'une matrice 37 de chrominance pour la couleur rouge. Quatre sorties de cette matrice 37 de chrominance vont aux entrées de commande correspondan- tes du tube 18. La sortie du commutateur 14 à seuil est reliée à une première entrée d'une-porte ET 38,dont la deuxième entrée est reliée par l'intermédiaire d'un étage 39 in- verseur à la sortie d'une porte OU 40. Une première en- trée de cette porte OU 40 est reliée à la sortie de la porte ET 34,tandis que la deuxième entrée est reliée à la sortie de la porte OU 36. La sortie de la porte ET 38 est reliée à l'entrée d'une matrice 41 de chrominance pour la couleur bleue. Quatre sorties de cette matrice 41 de chrominance sont reliées aux entrées de commande correspondantes du tube 18. La sortie de l'étage 14 de commutation à. seuil est reliée à la première entrée d'une porte ET 42,dont la deuxième entrée est reliée par l'intermédiaire d'un étage 43 inverseur à la sortie d'une porte OU 44. La première entrée de cette porte OU 44 est reliée à la sortie de la porte ET 38,tandis que la deuxième entrée de cette porte OU 44 est reliée à la sortie de la porte OU 40. La sor- tie de la porte ET 42 est reliée à l'entrée d'une matrice de chrominance pour la couleur noire. Quatre sorties de cette matrice de chrominance sont reliées aux entrées de commande correspondantes du tube 18. A l'aide de l'optique 2 de l'agencement 4' à mi- roir oscillant,du filtre 4 à bande passante et de l'uni- té d'absorption pyroélectrique à infrarouge, on prend point par point et ligne par ligne l'image thermique d'un sein 1 et on la mémorise dans le dispositif 7 de mémorisation. A l'aide de l'étage 16, on règle le mon- tage à un niveau TO de température prescrit. Po=raquie point image parviennent,suivant la température déterminée dans le tissu du sein 1, des valeurs de tension analogiques aux entrées des étages 8 à 15 de commutation. Si l'on détermine par exemple une région ayant une température plus élevée, l'étage 8 de commutation devient passant et par l'intermédiaire de la matrice 17 de chrominance, cette région de température est reproduite en la cou- leur blanche sur l'écran du tube 18. Si on détermine une succession de signaux ayant les valeurs E de ten- sion dans la plage de 0,89 à 1,0, c'est l'étage 9 à seuil qui devient passant, de sorte que l'entrée corres- pondante de la porte ET 19 présente la valeur de tension "1". Comme pour cette région du tissu l'étage 8 à seuil est bloqué, le potentiel "0" du côté de la sortie est envoyé par l'intermédiaire de l'étage 20 inverseur à titre de potentiel "1" à la deuxième entrée de la porte ET 19. Il en résulte que la matrice 21 de chrominance reçoit un signal de commande et en conséquence les sor- ties et R prennent le potentiel "1". La région de tis- su précitée est donc reproduite en la couleur jaune sur l'écran du tube 18. Si on reçoit maintenant d'une au- tre région du tissu un rayonnement qui donne une tension de 0,41 à 0,58 (pourpre), l'étage 12 à seuil devient pas- sant. Il en résulte que la première entrée de la porte ET 30 se trouve au potentiel "1". Comme les étages 11, 10, 9,et 8 sont bloqués (on a dépassé vers le bas leur valeur de seuil), leurs sorties sont au potentiel "0". 2471716 Les portes OU 24, 28 transmettent le potentiel "0" aux deuxièmes entrées de la porte OU 32 dont la première en- trée présente également la valeur "0" pour le potentiel. Cette valeur "0" de potentiel est envoyée par l'inver- seur 31 en tant que potentiel "1" à la deuxième entrée de la porte ET 30. Il en résulte que le potentiel de commande est envoyé à l'entrée de la matrice 33 de chro- minance pour la couleur pourpre. Les conducteurs R et B de sortie reçoivent le potentiel de commande pour les entrées de commande correspondantes du tube 18. Il en résulte que la région de tissu précitée est représentée en pourpre. Bien que lés étages 13, 14 et 15 de commuta- tion à seuil ayant des seuils plus bas, soient passants, leur potentiel "1" de sortie n'agit pas respectivement sur les entrées des matrices 37, 41 et 45 de chrominance. Le potentiel "1" de sortie de la porte OU 36 est envoyé d'une part par l'intermédiaire de l'inverseur 35 de la porte OU 40 et de l'inverseur 39 ainsi que par l'intermé- diaire de la porte OU 44 et de l'inverseur 43 en tant que potentiel "0" à chacune des deuxièmes entrées des portes ET 34, 38 et 42. Ces portes ET 34, 38, 42 sont donc blo- quées. Si la tension E présente donc pour une région du tissu déterminée des valeurs qui se trouvent dans l'un des paliers suivant la figure la, seule la matrice de chrominance associée à la couleur concernée est comman- dée et la région de tissu précitée est reproduite en cette couleur sur l'écran du tube. Ainsi à chaque point image de l'image thermique est associée,en fonction de sa température, toujours d'une manière univoque, une cou- leur déterminée. Lorsque la température croit, les va- leurs chromatiques se modifient du noir au blanc. En mo- difiant les grandeurs de commande de l'étage 16, on peut déplacer la gamme de couleur. REVENDICATIONS 1) Installation électrothermographique de constatation et de visualisation de tumeurs, notamment de carcinomes du sein, comprenant un dispositif d'évaluation sensible au rayonnement thermique, caractérisée en ce que le-dis- positif d'évaluation présente un montage (2, 3, 4) des- tiné à former optiquement une image de l'image thermique de la région (1) du corps à examiner sur un transducteur thermoélectrique, des signaux analogiques correspondant aux points de l'image thermique sont élaborés dans le transducteur ou au moyen de celui-ci et sont envoyés à un dispositif (7) de mémorisation, à un nombre prescrit de températures ou de plages de températures repérables est associé un nombre correspondant de tensions de si- gnal, et il est prévu un circuit d'évaluation ayant des paliers ( 8 à 45) d'évaluation, dans lesquels à partir des tensions de signal sont formés les signaux vidéo de couleur caractéristiques, par lesquels un dispositif (18) de reproduction à moniteur couleur peut être in- fluencé. 2) Installation suivant la revendication 1, caracté- risée en ce qu'il est prévu comme transducteur thermoé- lectrique un dispositif (5) de détection pyroélectrique à infrarouge auquel est associé un registre à décalage ayant un étage à balayage automatique. 3) Installation suivant la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce qu'il est prévu un filtre (4) optique à bande passante qui se trouve en amont, considéré sui- vant la direction du rayonnement, du transducteur (5) thermoélectrique et qui présente un domaine passant ac- cordé à la fréquence de radiation du corps. 4) Installation suivant la revendication 2 ou 3, ca- ractérisée en ce que le dispositif de détection pyroé- lectrique à infrarouge est en forme de réseau. 5) Installation suivant la revendication 2 ou 3, ca- ractérisée en ce que le dispositif de détection pyroélectri- que à infrarouge est en forme de lignesou de bandeset il est prévu un système (3) à miroir-, de préférence un sys- tème (4') à miroir oscillantigrâce auquel l'image ther- mique de la région du corps est formée ligne par ligne successivement sur les lignes du détecteur. 6) Installation suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que les signaux températurç- tension peuvent être mémorisés sous forme analogique ou numérique. 7) Installation suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le dispositif de mémori- sation est relié à des étages (8 à 15) de commutation à seuil de comparaison,ayant des seuils différents dont le nombre dépend de celui des valeurs chromatiques pouvant être reproduites et les entrées de comparaison des éta- ges (8 à 15) de commutation à seuil sont reliées à un é- tage (16) de base température-tension dont les valeurs de sortie peuvent être réglées. 8) Installation suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que les étages de commuta- tion à seuil ayant des valeurs étagées sont reliés par des étages à portes respectivement à des étages (17,31, , 29, 33, 37, 41, 45) à matrice de chrominance dont les sorties correspondantes sont raccordées en commun aux entrées de commande de la valeur chromatique et à l'entrée luminescence du tube (18) de reproduction d'i- mage en couleur 9) Installation suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que les étages à portes présentent des portes ET (19, 22, 26, 30, 34, 38, 42) et des portes OU (24, 28, 32, 36, 40, 44), les portes ET -sont interposées entre les étages (8 à 15) à seuil et les étages (17, 21, 25, 29, 33, 37, 41, 45) à matrice de chrominance et à l'aide de chaque porte OU d'un étage de commutation à seuil on signale à la porte ET de l'é- tage de commutation à seuil voisin de seuil plus bas ou plus élevé l'état de son signal. ) Installation suivant la revendication 9, caractéri- sée en ce qu'entre la sortie d'une porte OU (par exemple 24) d'un étage (9) de commutation à seuil et l'entrée de la porte ET (22) de l'étage (10) de commutation à seuil voisin est interposé un inverseur (23).