Brevet FR2486673A1 — publié le 19820115

La présente invention se rapporte à un appareil de lecture d'information d'image de rayonnement, pour analy- ser une plaque luminophore stimulable avec un faisceau lumineux de rayons de stimulation de façon à obliger la 5 plaque luminophore stimulable portant une information d'i- mage de rayonnement à émettre une lumière en relation avec l'information d'image de rayonnement emmagasinée dans celle-ci en vue de la lecture de l'information et elle a trait plus particulièrement à un dispositif pour commander 10 le gain de l'appareil de lecture dans différentes conditions. Une substance luminophore stimulable emmagasine une partie de l'énergie d'un rayonnement lorsqu'elle est exposée à un rayonnement comme des rayons X, des rayons o, des ra- 15 yons A, des rayons r et des rayons ultraviolets. Ensuite, quand la substance luminophore stimulable qui a été expo- sée au rayonnement est exposée à des rayons de stimulation, de la lumière est émise par cette substance luminophore lors de sa stimulation en correspondance avec l'énergie de 20 rayonnement emmagasinée. On a proposé un système de formation d'image aux rayons X, dans lequel une image aux rayons X d'un corps humain, etc., est initialement enregistrée dans une plaque luminophore stimulable en forme de feuille, puis la plaque 25 luminophore est explorée avec des rayons stimulants de fa- çon à obliger la substance luminophore à émettre de la lu- mière lors de sa stimulation, puis la lumière émise est détectée par un photodétecteur de manière à obtenir un signal d'image qui est utilisé pour moduler le faisceau 30 lumineux en vue de l'enregistrement de l'image aux rayons X sur un support d'enregistrement tel qu'un film photogra- phique. Un tel système a été revendiqué par exemple dans les demandes de brevets japonais publiées avant examen n' 55(1980)-12429 et 55(1980)-12145. 35 Cependant avec un tel système conventionnel, lorsque la plaque luminophore stimulable contenant l'information 2486673 2 d'image de rayonnement est explorée avec un faisceau laser en vue de la lecture de la lumière émise par cette plaque lors de sa stimulation, l'intensité de la lumière détectée varie fortement même si on utilise pour l'exploration un 5 faisceau laser d'intensité constante. En conséquence un tel système conventionnel ne permet pas de produire une image de rayonnement qui soit facile à observer. Cela s'explique par le fait que les conditions radiographiques telles que la dose d'exposition, la qualité du rayonnement 10 et de l'objet en cours de radiographie, ne sont pas tou- jours constantes. Si le gain du système de lecture de l'image de rayonnement, tel qu'un photodétecteur, est fixe sans être réglable en correspondance aux conditions ra- diographiques, il se pose le problème suivant, à savoir 15 que le gain du système de lecture peut convenir pour la lecture de certains éléments d'information d'image de ra- yonnement mais cependant, lors de la lecture d'autres élé- ments de l'information d'image de rayonnement, le gain est trop faible et l'information d'image de rayonnement 20 ne peut pas être lue correctement à cause des parasites. En outre, le signal de sortie de la source laser utilisée pour émettre les rayons de stimulation est ins- table et son intensité varie inévitablement d'environ 10 à 20%/1 au cours du temps. Cette fluctuation de l'intensité des rayons de stimulation provoque une variation du niveau de la lumière émise par la substance luminophore lors de sa stimulation. Cela s'explique par le fait que l'intensité de la lumière émise par la substance lumino- phore est approximativement proportionnelle à celle des 30 rayons de stimulation. En conséquence, des parties d'une image ayant la même densité sont reproduites avec des densités différentes. Il en résulte qu'il n'est pas pos- sible de reproduire correctement une information d'image de rayonnement. 35 En conséquence, pour obtenir toujours une lecture correcte d'une information d'image de rayonnement emmaga- 2486673 3 sinée dans la substance luminophore stimulable, il est nécessaire de commander le gain de lecture de façon que le signal d'image provenant du système de détection de lumière soit compris dans une gamme constante même quand 5 les conditions radiographiques, telles que la dose d'ex- position, la qualité du rayonnement et de l'objet, sont différentes et lorsque l'intensité de la source de rayons de stimulation varie. L'invention a en conséquence pour but de fournir un 10 dispositif pour commander le gain de lecture d'un appareil de lecture d'information d'image de rayonnement, qui per- mette de résoudre les problèmes définis ci-dessus en com- mandant toujours le gain de lecture de l'appareil de lec- ture en concordance avec une variation des conditions ra- 15 diographiques et une fluctuation de l'intensité de la sour- ce de rayons de stimulation en vue de reproduire une image de rayonnement appropriée qui soit facile à observer. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif de commande de gain de lecture conforme à la présente inven- 20 tion, dans lequel une partie des rayons de stimulation est extraite pendant l'opération de lecture et est intro- duite dans un photodétecteur additionnel qui est disposé séparément du photodétecteur de lecture de l'information, en ce que le signal de sortie du second photodétecteur 25 est utilisé pour régler le gain de lecture pendant la phase de lecture, en vue de commander ainsi le gain de lecture en correspondance à une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de stimulation, le gain de lecture étant également réglé à l'aide du signal standard en accord avec les conditions radiographiques. Avec le dispositif conforme à la présente invention, le gain de lecture est commandé en fonction de deux fac- teurs de réglage: un des facteurs est fixe pour la même image en concordance avec les conditions radiographiques 35 tandis que l'autre facteur varie, aussi dans la même ima- ge, en concordance avec une fluctuation des rayons de sti- 2486673 4 mulation. De cette manière le dispositif conforme à la présente invention permet d'effectuer une lecture d'une information d'image avec un niveau de sortie constant et il établit une qualité améliorée et stabilisée des ima- 5 ges reproduites. Dans le contexte de la présente invention, l'ex- pression "commande du gain de lecture de l'appareil de lecture" se rapporte à toute forme de commande qui a une influence sur le gain final de lecture de l'appareil de 10 lecture. En conséquence, elle se rapporte à tous les mo- des possibles de commande allant de la commande de l'in- tensité des rayons de stimulation jusqu'à la commande du gain d'amplificateur final. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- 15 tion seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels Les figures 1, 4, 5 et 6 sont des vues schématiques montrant différents modes de réalisation du dispositif de 20 commande du gain de lecture d'information d'image de ra- yonnement conforme à la présente invention, La figure 2 est une vue en perspective d'une feuil- le de guidage de lumière utilisée dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, et 25 la figure 3 est une vue en perspective partielle montrant la face réceptrice de lumière d'un photomultipli- cateur utilisé dans un mode préféré de réalisation de la présente invention. Sur la figure I qui représente le premier mode de 30 réalisation de l'invention, on voit qu'une source laser 1 émet un faisceau laser 2 qui a une longueur d'onde ren- trant dans la gamme comprise entre 500 et 800 nm. Sur le trajet optique du faisceau laser 29 il est prévu un dé- flecteur de lumière 3, tel qu'un miroir à galvanomètre, 35 pour dévier le faisceau laser 2 dans une direction. Le faisceau laser dévié par le déflecteur 3 arrive sur une 2486673 5 plaque luminophore stimulable 4 qui emmagasine une image de rayonnement. Cette plaque luminophore stimulable 4, exposée au faisceau laser, émet une lumière en corres- pondance avec l'image emmagasinée et la lumière émise 5 pénètre dans une feuille de guidage de lumière 5. La feuille de guidage de lumière 5 comporte une face d'entrée de lumière linéaire 5a, comme indiqué sur la figure 2, et elle est placée à proximité de la ligne d'exploration ou d'analyse de la plaque luminophore sti- 10 mulable 4. La face de sortie de lumière 5b de la feuille 5 est profilée en forme d'anneau et elle est placée en contact étroit avec la face réceptrice de lumière d'un photodétecteur 6, tel qu'un photomultiplicateur. La feuil- le de guidage de lumière 5 est réalisée par traitement 15 d'une feuille d'une résine thermoplastique transparente, telle qu'une résine acrylique, de manière que la lumière émise par la plaque luminophore stimulable 4 puisse être transmise par réflexion totale au travers de la feuille de guidage de lumière 5. Cette feuille de guidage de 20 lumière peut avoir une structure et une forme conformes à ce qui a été décrit dans la demande de brevet japonais publiée avant examen n' 56(1981)-11397. Comme photodétecteur 6, il est préférable d'utiliser un photomultiplicateur ayant une sensibilité spectroscopi- 25 que du type S-11. Comme indiqué sur la figure 3, un fil- tre 7 est fixé sur la face réceptrice de lumière du photo- détecteur 6 et il a une transmittance de 80% pour la lu- mière émise de 400 nm et de 0,1% ou moins pour la lumière émise de 633 nm. De cette manière, seule la lumière ayant 30 une longueur d'onde comprise dans la gamme allant de 300 à 500 nm est détectée par le photodétecteur 6. Le signal de sortie du photodétecteur 6 est amplifié par un amplifica- teur 18 par l'intermédiaire d'un circuit de conversion de tension 17 et il est transmis à une unité de reproduction. 35 Dans le trajet optique du faisceau laser 2 émis par la source 1,il est prévu un miroir semi-transparent 9 pour 2486673 6 réfléchir une partie 2a du faisceau Laser 2 vers un orga- ne de commande de quantité de lumière 8, tel qu'un modu- lateur A-0, par l'intermédiaire d'une lentille 10. L'or- .gane de commande de quantité de-lumière 8 commande la 5 quantité de lumière du faisceau laser 2a à l'aide d'un si- gnal standard 5 qui est fourni par un circuit générateur de signal standard 11 en concordance avec les conditions radiographiques. La quantité de lumière du faisceau la- ser ainsi commandée est détectée par un photodétecteur 10 additionnel 12 en vue du contrôle de la quantité de lu- mière du faisceau laser, et le signal de sortie du photo- détecteur additionnel 12 est amplifié par un amplificateur 13. Le signal amplifié est appliqué à un circuit d'excitation en haute tension 14 associé au photodétecteur 6 15 précité de manière à régler la source de haute tension 15 du photodétecteur 6. De cette manière, le gain de l'appareil de lecture est commandé en relation avec des fluctuations des condi- tions radiographiques et de l'intensité de la source de 20 rayons de stimulation pendant l'opération de lecture de l'information d'image de rayonnement qui est emmagasinée dans la plaque luminophore stimulable 4. Lorsque le signal standard précité 5 prend une va- leur inappropriée pour certaines raisons, il est égale- 25 ment possible de commander la source de haute tension 15 du photodétecteur 6 à l'aide de la tension standard cons- tante et prédéterminée qui est fournie par le circuit générateur de 'tension standard 16. La figure 4 représente un second mode de réalisation 30 de la présente invention. Sur cette figure, des compo- sants semblables à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références numériques que sur cette figure pour simplifier l'explication. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, le signal standard S est mélan- 35 gé électriquement avec le faisceau laser 2a en vue du con- trôle de la quantité de lumière du faisceau laser. Le si- 2486673 7 gnal de sortie du photodétecteur additionnel 12, servant au contrôle de la quantité de lumière du faisceau laser, est amplifié par l'amplificateur 13 et il est appliqué à un amplificateur mélangeur 19. D'autre part, le signal 5 standard S fourni par le circuit générateur de signal standard 11 est également appliqué à l'amplificateur mé- langeur 19, o il est mélangé avec le signal provenant de l'amplificateur 13. Ensuite, le signal de sortie de l'amplificateur mélangeur 19 est appliqué au circuit d'ex- 10 citation en haute tension 14 de façon à régler la source de haute tension 15 du photodétecteur 6. De cette manière, le gain de l'appareil de lecture est commandé en fonction des fluctuations des conditions radiographiques et de l'intensité de la source de rayons 15 de stimulation pendant l'opération de lecture de l'infor- mation d'image de rayonnement qui est mémorisée dans la plaque luminophore stimulable 4. La figure 5 représente un troisième mode de réali- sation de la présente invention, o des composants sembla- 20 bles ont été indiqués par les mêmes références numériques que sur la figure 1. Dans ce troisième mode de réalisa- tion, la commande du gain de lecture en relation avec une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de sti- mulation est effectuée indépendamment du réglage du gain 25 de lecture en relation avec une variation des conditions radiographiques. Le signal de sortie du photodétecteur additionnel 12, servant à contrôler la quantité de lumière du faisceau laser, est comparé dans un comparateur 20 avec le signal de référence qui est fourni par le générateur de 30 signal de référence 21 en vue de rendre constante la quan- tité de lumière du faisceau laser. Le signal de sortie du comparateur 20 est utilisé pour exciter l'organe de commande de quantité de lumière 8, tel qu'un modulateur A/0, de fa- çon que l'intensité du faisceau laser 2 assurant l'irradia- 35 tion de la plaque luminophore stimulable 4 soit commandée à une valeur constante. 2486673 8 D'autre part, pour commander le gain de lecture en concordance avec les conditions radiographiques, le signal standard 5 émis par le circuit générateur 11 est utilisé pour régler la source de haute tension 15 du photodétecteur 5 6 par l'intermédiaire du circuit d'excitation en haute tension 14 de ce photodétecteur 6. De cette manière, le gain de l'appareil de lecture est commandé en concordance avec des fluctuations des conditions radiographiques et de l'intensité de la source 10 de rayons de stimulation pendant l'opération de lecture de l'information d'image de rayonnement qui est mémorisée dans la plaque luminophore stimulable 4. Tous les modes de réalisation de la présente inven- tion qui ont été représentés sur les figures 1, 4 et 5 15 permettent d'atteindre les objectifs de la présente in- vention, comme décrit ci-dessus. Cependant, ces modes de réalisation posent les problèmes suivants en ce qui concerne l'application pratique. - En premier lieu, dans le premier et le second mode 20 de réalisation représentés respectivement sur les figures 1 et 4, le gain de lecture est commandé en agissant sur la tension de la source de haute tension 15 du photodétec- teur 6 en concordance avec une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de stimulationo Cependant il est 25 très difficile de commander la tension de la source 15 à une fréquence élevée. En conséquence il n'est pas toujours possible d'assurer la commande d'une façon exacte après une faible fluctuation de l'intensité de la source de ra- yons de stimulation, comme cela se produit pendant 1'opé- 30 ration de lecture de l'information d'image de rayonnement. En outre, dans lesdits premier et second modes de réalisation, la commande en fonction d'une fluctuation de l'intensité des rayons de stimulation et la commande en fonction d'une variation des conditions radiographiques 35 sont effectuées simultanément par les mêmes moyens. Il en résulte qu'il est difficile d'effectuer ces commandes 2486673 9 indépendamment l'une de l'autre. En outre, dans le premier mode de réalisation, l'appareillage devient compliqué du fait que le systè- me optique est utilisé pour assurer la commande en fonc- 5 tion d'une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de stimulation et également en fonction d'une variation des conditions radiographiques. A la différence des deux modes de réalisation men- tionnés ci-dessus, le troisième mode de réalisation repré- 10 senté sur la figure 5 effectue le réglage de l'intensité des rayons de stimulation qui sont fournis à la plaque lu- minophore stimulable 4. En conséquence, dans ce troisiè- me mode de réalisation, il est possible de compenser une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de 15 stimulation qui se produit pendant l'opération de lec- ture, en vue de rendre constante l'intensité des rayons de stimulation qui sont appliqués à la plaque luminophore 4. Il est également possible d'effectuer avantageusement la commande du gain de lecture en relation avec une fluc- 20 tuation de l'intensité de la source de rayons de stimula- tion indépendamment de la commande effectuée en fonction d'une variation des conditions radiographiques. Cela s'explique par le fait qu'on utilise des moyens indépen- dants pour remplir les deux fonctions de commande. Ce- 25 pendant, pour régler l'intensité des rayons de stimula- tion à une valeur constante, il faut inévitablement commander leur intensité de manière qu'elle soit égale à la valeur minimale de l'intensité de la source de rayons de stimulation. En conséquence, l'intensité disponible des 30 rayons de stimulation devient faible. Il en résulte que l'intensité de la lumière intrinsèquement faible qui est émise par la plaque luminophore 4 devient trop basse pour permettre une lecture de l'information d'image de rayon- nement avec une haute sensibilité. En outre l'appareil- 35 lage devient compliqué du fait que le système optique est utilisé pour assurer la commande en fonction d'une fluc- 2486673 10 tuation de l'intensité de la source de rayons de stimula- tion. La figure 6 représente le quatrième mode de réali- sation de la présente invention qui remédie également 5 aux inconvénients mentionnés ci-dessus pour les autres modes de réalisation de l'invention. Dans le quatrième mode de réalisation, une partie des rayons de stimulation est extraite et détectée. Le signal détecté est appliqué à l'amplificateur 22 de façon 10 à commander son gain (niveau). Cet amplificateur 22 sert à amplifier le signal de sortie provenant du photodétec- teur 6 qui détecte la lumière fournie par la plaque lumi- nophore stimulable 4. En outre, le signal standard S com- mande le gain de la source de haute tension 15 du photodé15 tecteur 6 précité. Dans le quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 6, l'amplificateur 22 est un amplificateur à gain variable. Le gain de cet amplificateur est com- mandé en fonction d'une fluctuation de l'intensité de 20 la source de rayons de stimulation afin que le niveau du signal final de sortie soit commandé à une valeur entrant dans une gamme désirée. Le gain de l'amplificateur 22 peut être commandé à une fréquence élevée et par conséquent une commande suffisante peut être assurée même pour de 25 légères fluctuations de la source de rayons de stimulation. En outre, la commande du gain de lecture est effectuée à l'aide du signal standard S en correspondance aux condi- tions radiographiques et indépendamment de la commande ef- fectuée en fonction d'une fluctuation de l'intensité de la 30 source de rayons de stimulation. En conséquence ce mode de réalisation est avantageux également du fait que les deux fonctions de commande peuvent être remplies indépen- damment l'une de l'autre. Comme substances luminophores stimulables, il est 35 préférable d'utiliser conformément à la présente invention des substances émettant de la lumière pour une longueur 2486673 11 d'onde comprise entre 300 et 500 nm lors de leur stimula- tion. Par exemple, il est avantageux d'utiliser comme substance luminophore un fluorohalogénure de métal alcalino-terreux activé par terres rares. Un exemple d'une 5 telle substance luminophore a été décrit dans la demande de brevet japonais publiée avant examen n 55(1980)-12143 et correspond à la formule : (Balxy, Mgx, Cay)FX:aEu2+, o X désigne au moins un des éléments Cl et Br, x et y sont des coefficients satisfai- 10 sant à la relation 0 x+y(0,6 et xy4 0, tandis que a est un nombre satisfaisant à la relation 10 6 a 5x10-2. Un autre exemple de substance luminophore a été décrit dans la demande de brevet japonais publiée avant examen n 55(1980)-12145 et correspond à la formule (Ba1_x, MIIX)FX: 15 yA o MII désigne au moins un des éléments suivants: Mg, Ca, Sr, Zn et Cd, X au moins un des éléments suivants Cl, Br et I, A au moins un des éléments suivants Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb et Er, x est un nombre satisfaisant à 0. x 0,6 et y est un nombre satisfaisant à 0$y par modification de la tension appliquée au photodétecteur 6. Cependant il est également possible de commander le gain du photodétecteur 6 en faisant varier la résistance de fuite. 25 En outre, le détecteur de lumière 3 peut être cons- titué par tous dispositifs connus tels qu'un miroir polygo- nal, en addition au miroir à galvanomètre. De même, en ce qui concerne le photodétecteur 6, on peut utiliser à la place du photomultiplicateur tout convertisseur photo-élec- 30 trique connu. 2486673 14 REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande du gain de lecture d'infor- mation d'image de rayonnement, dans un appareil de lec- ture d'information d'image de rayonnement servant à l'a- 5 nalyse d'une plaque luminophore stimulable, qui contient une information d'image de rayonnement, à 1 aide d'un faisceau lumineux de rayons de stimulation convertissant l'information d'image de rayonnement emmagasinée dans la plaque en une lumière émise en fonction de l'information 10 d'image de rayonnement, et pour la lecture de la lumière émise avec un système de lecture comportant un photodétecteur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un photo- détecteur additionnel (12) disposé séparément du premier photodétecteur (6), un moyen (9) pour introduire une par- 15 tie des rayons de stimulation dans ledit photodétecteur additionnel (12) pendant l'opération de lecture, un premier moyen de commande de gain (8, 14) pour commander le gain de lecture en relation avec une fluctuation de l'intensité de la source de rayons de stimulation (1) par commande du 20 gain dudit système de lecture pendant l'opération de lec- ture au moyen du signal de sortie dudit photodétecteur ad- ditionnel (12), un moyen (11) pour engendrer le signal standard (S) en relation avec les conditions radiographiques pendant une phase d'enregistrement en vue de la mémorisa- 25 tion et de l'enregistrement de ladite information d'image de rayonnement, et un second moyen de commande de gain (17) servant à commander le gain de lecture en relation avec les conditions radiographiques par commande du gain dudit système de lecture à l'aide dudit signal standard (S). 30 2) Dispositif de commande du gain de lecture d'informa- tion d'image de rayonnement selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le photodétecteur (6) dudit système de lecture est un photomultiplicateur et en ce que ledit second moyen de commande de gain (17) assure la commande 35 du gain de lecture par modification de la tension de sour- ce dudit photomultiplicateur. 2486673 15 3) Dispositif de commande de gain de lecture d'infor- mation d'image de rayonnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier moyen de commande de gain commande le gain de lecture par modification de la 5 tension de source dudit photomultiplicateur. 4) Dispositif de commande de gain de lecture d'infor- mation d'image de rayonnement selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit premier moyen de commande de gain commande le gain de lecture par mo- 10 dification de l'intensité des rayons de stimulation. 5) Dispositif de commande de gain de lecture d'infor- mation d'image de rayonnement selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier moyen de commande de gain assure la commande du gain de lecture 15 en modifiant le gain de l'amplificateur (13) servant à amplifier le signal de sortie du photodétecteur (12) du- dit système de lecture.