Brevet FR2483117A1 — publié le 19811127

- La presente invention utilise un support (plaque, film) recouvert d'une couche fine (poudre agglomérat ou film continu) d'un matériau thermoluminescent après irradiation par des rayonnements ionisants. - Le réchauffage superficiel de la couche de matériau thermolumi- nescent est effectué de façon impulsionnelle par un éclairement intense en lumière laser infra rouge (C02 par exemple). Ce rayonnement est absorbé, soit dans le matériau luminescent soit dans le support. - La lecture (émission et mesure de la lumière de thermoluminescence pendant l'impulsion thermique) peut se faire soit en rechauffant simultanément toute la plaque (la détection optique doit alors analyser l'i mage point par point) soit en réchauffant la plaque point par point (alors un seul détecteur optique suffit). - Les dispositifs actuels d'imagerie radiographiques en rayons X ou &gamma; procèdent a) soit par luminescence : une plaque photographique est associée à un écran radioluminescent (c'est la radiographie classique) b) soit électrisation statique : une plaque recouverte de selenium est chargée électriquement ; les rayons ionisants incidents neutralisent localement le selenium et on révèle l'image électrique (Xéro radiographie) c) soit par ionisation : les ions formes par le rayonnement dans un film solide liquide ou gazeux sont déposes sur un film plastique isolant puis l'image est recélée par poudre (ionographie) d) soit par émission d'électrons à partir d'une surface sensible les électrons sont accélérés et multipliés dans une structure accélératrice (galette dè microcanaux) et envoyes sur un écran luminescent (intensificateurs de brillance). Toutes ces méthodes se traduisent par l'obtention d'un document graphique dont le développement n'est pas instantané; ; sa conversion électronique, par densitométrie par exemple, est longue et se traduit par une dégrada tion de l'information. On préfèrera tanLtot un procédé, tantôt un autre, suivant que l'on cherchera à renforcer tel ou tel caractère de l'observation (résolution, contraste, renforcements, dynamique, sensibilité, ou détectivité). En général, ces détecteurs d'image nécessitent un niveau non négligeable d'irradiation et présentent une dynamique (zone de réponse linéaire) assez réduite (au maximum 2 ordres de grandeur) ; il faut changer le support (de film) si l'on veut changer la zone utile de transparence et cela se traduit par l'obligation de prendre plusieurs clichés donc de multiplier les doses reçues. - La présente invention permet l'enregistrement et la lecture d'une image radiographique en utilisant un film mince de matériau thermoluminescent. Le phénomène de thermoluminescence (ou TSL) consiste dans l'émission d'une quantité de lumière proportionnelle à la dose d'irradiation reçue, cette émission est déclenchée lorsque l'on réchauffe le matériau au-delà d'une certaine température. Ce phénomène est couramment utilisé en radiodosimétrie avec des pastilles dosimétriques de fluorure de lithium par exemple.Dans le cas présent, une plaque ou un film souple revêtu d'une fine couche de matériau thermoluminescent reçoit l'image X ; la plaque ou le film support est choisi pour ménager une conduction thermi- que importante tandis que le matériau thermoluminescent est choisi pour avoir aussi un grand coefficient d'absorbsion infra rouge. On pourrait provoquer traditionnellement l'émission de thermoluminescence en réchauffant la plaque dans son ensemble au moyen d'une sole électrique ce qui nécessiterait une puissance importante et une évacuation thermique génante ; d'autre part cette opération serait lente et peu homogène. Dans le cas présent, le réchauffage s'effectue avec une impulsion infrarouge intense mais brève (quelques millisecondes ou même moins) obtenue 'a- partir d'un laser (C02 par exemple). Cette impulsion de lumière infra rouge est intégralement absorbée soit par la couche thermoluminescente, soit,à la rigueur, par la plaque (la profondeur de pénétration devant être de 11 ordre du micron). L'intensité et la durée de l'impulsion sont réglées pour que I'énergié infrawrouge absorbée ait le temps d'élever la température superficielle jusqu'à la température de TSL avant que cette quantité de chaleur ne se disperse de façon appréciable par diffusion thermique. Cette méthode nécessite une énergie de chauffage bien plus faible, car seule la pellicule sensible (de l'ordre de quelques microns d'épaisseur) a besoin d'être chauffée et ceci pendant une durée très brève. Si la plaque détectrice est de faible dimension (moins d'un centimètre carré de surface), le réchauffage peut se faire d'un seul coup mais la lecture optique doit analyser l'image émise (ce qui peut être réalisé avec un tube de prise de vue de type vidicon-silicium ou bien avec une matrice de photodiodes intégrées de type CCD). Si la plaque détectrice est de grande dimension, le faisceau laser est dévié (par un jeu de miroirs ou par une fibre optique mobile par exemple) pour exécuter un balayage horizontal et vertical de façon à décrire point par point la surface de la plaque ; la lecture optique s'effectue alors séquentiellement avec un détecteur optique unique synchronisé avec le balayage. Cette méthode permet donc d'adapter a la radiographie les exceptionnelles qualités de détectivité et de large dynamique de la dosimétrie solide. L'information est obtenue sous forme électronique, elle peut être traitée par un microordinateur et l'image restituée sur un moniteur de télévision ; une seule prise de vue est suffisante, ltélectronique permettra, a posteriori, de déplacer la "zone de gris" du détecteur pour balayer toute la dynamique de la détection de telle sorte que le meilleur contraste d'observation sur le moniteur peut être obtenu sur toutes les zones de l'image (grande opacité aussi bien que faible opacité). La plaque sensible est indéfiniment réutilisable, elle ne nécessite aucune manipulation chimique, aucune consommation de produit, le temps de mise en oeuvre et de lecture est très court. - Le dispositif, objet de l'invention, est représenté dans le cas de deux réalisations typiques, sur les figures 1 et 2 annexées. Il comportera dans tous les cas, une plaque sensible (1) constituée d'une pellicule mince (2), constituée d'un matériau thermoluminescent, éventuellement déposée sur une plaque support (3) servant aussi à l'évacuation thermique. La révélation de l'image latente se fera par un faisceau infra rouge de chauffage . * 4) . - Selon une réalisation illustrée sur la figure 1, la plaque sensible (1) reçoit sur toute sa surface une impulsion de lumière (4) laser infra rouge, géométriquement homogène ; la plaque sensible est placée contre une galette de conduits optiques parallèles (5) qui assure le tranfert de l'image transitoire sur un détecteur d'image (6) du type camera vidicon silicium ou matrice de photodiodes intégrées (CCD), la restitution finale de l'image se fait par une électronique appropriée (7) et un moniteur de télévision (8). - Selon une autre réalisation du dispositif, objet de l'invention, la plaque sensible (1) reçoit un faisceau laser infra rouge étroit (4) et éventuellement haché qui balaye la surface de long en large et de haut en bas. Un concentrateur (5) guide la lumière émise (6) successivement par chaque point de l'image, vers un détecteur optique unique (7) dont le signal électronique de sortie est traité par une électronique appropriée (8) et synchrone restituant l'image définitive sur un moniteur de télévision (9). - Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où une image doit être faite à partir de rayonnements ionisants il peut etre utilisé en radiographie médicale par rayons X ou en scintigraphie médicale, ou en gammagraphie industrielle, en neutrongraphie, en détection de traces d'impact de particules nucléaires lourdes, en imagerie astronomique . n peut aussi être utilisé en photographie en lumière visible ou ultraviolette. R EVENDICATION 1 - Dispositif d'imagerie par thermoluminescence caractérise par l'utilisation d'une pellicule fine constituée de matériau thermo luminescent. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation d'un faisceau laser infra rouge pour réchauffer la pellicule thermoluminescente. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par l'uti lisation d'une galette de fibres optiques entre la pellicule ther moluminescente et un détecteur d'image optique (film photogra- phique ou camera électrorLigue). 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par lguti- lisation d'un guide de lumière collectif entre la pellicule et un détecteur optique unique (photomultiplicateur ou cellule solide).