Brevet FR2512211A1 — publié le 19830304

"Dispositif pour former des imagesstratifiées d'un corps " L'invention concerne un dispositif pour former des images stratifiées d'un corps, ce dispositif étant muni de plusieurs sources de rayonnement situées dans un même plan et pouvant occuper plusieurs positions, d'un détecteur de rayonnement situé de l'autre côté du corps à irradier et servant à la formation d'images en perspective, ainsi que d'un dispositif de reconstruction pour la superposition desdites images en pers- pective aux fins de formation d'images stratifiées. Un tel dispositif est connu de la revue "Rbntgenpraxis", 1981, Volume 34, pages 253 à 257 Ce dispositif connu est équi- pé de plusieurs tubes de Rbntgen qui sont placés dans un même plan et qui, durant un court laps de temps, peuvent être con- sécutivement enclenchés, les faisceaux de rayonnement émis par ces tubes de Rântgen irradiant suivant plusieurs directions dif- férentes et consécutivement un corps à examiner Les images en perspective distinctes peuvent à cette occasion être engendrées aussi rapidement et être déjà superposées par déviation magnéti- que à l'intérieur d'un tube d'intensification d'image radiosco- pique servant de détecteur de façon qu'il en résulte sur l'é- cran de sortie dudit tube intensificateur une image stratifiée du corps irradié En un cycle de fonctionnement des sources de rayonnement, ce dispositif permet la formation d'images strati- fiées d'une région à l'intérieur du corps examiné Les images en perspective distinctes ne sont dans ce cas pas mises en mé- moire. Si, à l'aide du dispositif connu, on désire reconstruire plusieurs images stratifiées sur la base d'un seul jeu d'ima- ges en perspectives, il est indispensable de "mettre en mémoire" les images en perspective obtenues pour un cycle de fonctionne- ment des sources de rayonnement Pour diminuer l'importance des défauts d'image dans l'image stratifiée obtenue par re- construction, il importe alors que les images en perspective utilisées pour la reconstruction ne soient pas superposées. Ceci est réalisable du fait que, dans le dispositif connu, les angles d'ouverture des faisceaux de rayonnement sont choisis réduits en correspondances de sorte que chacune des images en perspective apparaissant sur l'écran de sortie du tube intensi- ficateur d'image radioscopique se situe dans une région dis- tincte Dans ce cas, toutefois, on est confronté avec l'incon- vénient de ne pouvoir irradier qu'une région de corps relative- ment peu étendue. Le but de l'invention est de procurer un dispositif qui, tout en servant à la formation d'images, stratifiées d'un corps, permet d'obtenir, comparativement au dispositif connu et avec l'emploi d'un détecteur relativement peu étendu, des images stratifiées qui présentent de moins nombreux défauts d'images, et cela également en cas d'irradiation de régions de corps étendues. Conformément à l'invention, le but précisé ci-dessus est atteint du fait qu'à la sortie du détecteur est élaboré un dispositif d'enregistrement servant à l'enregistrement des images en perspective, et qu'entre le détecteur et ledit dis- positif d'enregistrement d'image se trouve un système de sépa- ration d'images servant à reproduire sur ledit dispositif d'en- registrement les images en perspective non superposées. L'action dudit système de séparation d'images, qui peut être une unité soit lumino-optique soit électro-optique, est telle que les images en perspective visibles qui apparaissent sur la sortie du détecteur (par exemple l'écran de sortie d'un tube intensificateur d'image radioscopique) et qui, sur ladite sortie, apparaissent l'une à la suite de l'autre dans des ré- gions non séparées, sont séparées sur le dispositif d'enregis- trement d'images, de sorte que la qualité des images strati- fiées obtenues à partir desdites images en perspective est meilleure que celle des images stratifiées fournies par le dispositif connu. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le système optique de séparation d'images comporte une combi- naison lentille-diaphragme réduisant les images en perspective, ou une unité de guidage d'image à pouvoir réducteur, et ce système optique de séparation d'images doit chaque fois être orienté directement devant une image en perspective apparais- sant sur la sortie du détecteur. De par la réduction des images en perspective apparaissant sur la sortie du convertisseur d'image, il est possible de réaliser de façon particulièrement simple la séparation des- dites images en perspective De plus, le contenu d'information des images en perspective et, partant des images stratifiées ne subit aucune limitation, étant donné que les images en perspective représentent, également en situation réduite, com- plètement la région de corps précédemment irradiés. Lors de la formation des images en perspective sur le dispositif d'enregistrement d'image, la combinaison lentille- diaphragme ou l'unité de guidage d'image est mue en synchro- nisme avec les sources de rayonnement chaque fois enclenchées, de sorte que ladite combinaison ou unité est orientée chaque fois devant une image en perspective apparaissant sur la sor- tie du convertisseur d'image. Si, au lieu d'une seule source de rayonnement, on enclen- che consécutivement plusieurs sources de rayonnement, par exemple deux sources de rayonnement dont les faisceaux de ra- yonnement ne coïncident pas sur l'entrée du détecteur, l'uni- té correspondante de séparation d'images peut être formée éga- lement par plusieurs combinaisons lentille-diaphragme ou plu- sieurs unités de guidage d'image qui circulent en synchronisme avec les sources de rayonnement chaque fois enclenchées. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, dans le cas o les sources de rayonnement occupent la circon- férence d'un cercle, le système optique de séparation d'images est formé par au moins un faisceau de guides d'image incurvé en forme d'arbre à cames et dont le plan d'entrée se situe en face du plan de sortie du convertisseur d'image, alors qu'au- tour d'un axe qui est transversal à l'écran de sortie du con- vertisseur d'image et qui passe par le centre de cet écran, ledit faisceau de guides d'image est à même de tourner de fa- çon qu'en concordance avec la répartition originale des images en perspective, celles-ci soient reproduites sur le dispositif d'enregistrement d'image. Grâce à l'emploi d'une unité de séparation d'images formée de la sorte, on obtient que, sur le dispositif d'enregistrement d'image, l'enregistrement des images en perspective occupant une circonférence de cercle sur le plan de sortie du convertis- seur d'image, ne soit pas seulement possible de façon séparée mais également de façon non réduite et éventuellement même de façon agrandie Sur le dispositif d'enregistrement d'image, les images en perspective se situent également sur la circonférence d'un cercle qui toutefois présente un diamètre plus grand que celui de la circonférence de cercle citée en premier lieu. Dans ce cas également, lors de l'enclenchement simultané de plusieurs sources de rayonnement dont les faisceaux de rayonnement ne coïncident pas sur l'entrée du convertisseur d'image, il est possible d'utiliser plusieurs faisceaux de fi- bres de guidage d'image incurvés en forme d'arbre à cames Ces faisceaux de fibres également sont mus en synchronisme avec les sources de rayonnement enclenchées, de sorte que la répar- tition des images en perspective sur le dispositif d'enregis- trement d'image correspond à la répartition sur l'écran de sortie du convertisseur d'image. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure la représente un dispositif équipé d'une uni- té de séparation d'images et servant à l'enregistrement des images en perspective; la figure lb montre les faisceaux de rayonnement se su- perposant sur le plan d'entrée de l'intensificateur d'image; la figure lc montre séparément sur le dispositif d'en- registrement d'image les images en perspective obtenues à -l'aide des faisceaux de rayonnement; la figure 2 illustre en a, b et c trois exemples de réalisation d'unités optiques de séparation d'images; la figure 3 montre d'une part une unité de déviation électro-optique servant à la séparation des images en perspec- tive, et d'autre part un dispositif-de reconstruction d'image stratifiée monté à la suite de ladite unité. Le dispositif que montre la figure la et qui sert à l'en- registrement d'images en perspective comporte un ensemble de sources de rayonnement l, à savoir un ensemble formé par plu- sieurs tubes de Rbntgen 3 placés suivant la circonférence d'un cercle 2 et pouvant consécutivement être enclenchés durant un court laps de temps Il peut par exemple s'agir de tubes de Rântgen 3 commandés par leur grille De plus, les faisceaux de rayonnement 4 émis par ces tubes de Rântgen 3 sont orientés de façon qu'ils irradient une région commune 5 d'un corps 6 que l'on désire examiner et qui repose sur un plateau d'examen 7 Sous le corps 6 se trouve un intensificateur d'image radios- copique 8 qui sert de convertisseur d'image et dont le plan d'entrée 9 est frappé par les faisceaux de rayonnement 4. Sur la figure lb, on a dessiné distinctement les sections de faisceau 4 a des faisceaux de rayonnement 4 qui consécuti- vement frappent le plan d'entrée 9 de l'intensificateur d'ima- ge radioscopique 8 Comme les angles d'ouverture des faisceaux de rayonnement 4 ont été choisis relativement grands pour pou- voir irradier une région corporelle 5 aussi étendue que possi- ble, les sections de faisceau de rayonnement adjacentes 4 a se chevauchent dans une certaine mesure. Egalement les images en perspective (images optiques) obtenues sur l'écran de sortie 10 de l'intensificateur d'ima- ge radioscopique 8 à l'aide des faisceaux de rayonnement 4, ont la même répartition que montre la figure lb, mais cette fois-ci sous forme réduite De plus, une image en perspective est chaque fois couverte par des images en perspective adja- centes Si ces images en perspective devaient consécutivement être mises en mémoire sous cette forme superposée à l'aide d'un dispositif d'enregistrement d'image usuel, et cela par exemple sur une pellicule photosensible, lesdites superposi- tions donneraient lieu toutefois à des défauts dans les images stratifiées reconstruites à partir de ces images en perspecti- ve Un procédé adéquat pour la formation d'image stratifiées à partir d'images en perspective est décrit par exemple dans la demande de brevet allemand NO 27 46 035. Afin de pouvoir emmagasiner sous forme séparée les images en perspective qui consécutivement apparaissent sur l'écran de sortie 10 de l'intensificateur d'image radioscopique 8, on a placé sous ledit intensificateur 8 un dispositif d'enregistre- ment d'image 11, tandis qu'entre celui-ci et ledit intensifica teur 8 se trouve une unité de séparation d'images 12 qui est formée par une lentille 13 et un diaphragme correspondant 14 pour limiter l'image et pour réduire le rayonnement parasitaire, et qui, sous forme réduite, reproduit les images en perspecti- ve sur le dispositif d'enregistrement 11 La réduction à la- quelle donne lieu l'unité de séparation 12 est en outre choisie de façon que les images en perspective 4 b reproduites consécu- tivement sur le dispositif d'enregistrement 11 ne se chevau- chent plus (comme le montre la figure lc) Le dispositif d'en- registrement d'image 11 est formé par exemple par une pellicule photosensible lia ou par un écran lumineux llb servant à la superposition temporelle réelle des images en perspective pour former à partir de celles-ci des images stratifiées, ce qui est décrit plus en détail en référence à la figure 3. Pour reproduire sur le dispositif d'enregistrement 11 les images en perspective apparaissant sur l'écran de sortie 10 de l'intensificateur d'image radioscopique 8, l'unité de sépa- ration d'images 12 formée par la lentille 13 et le diaphragme correspondant 14 est, en synchronisme avec le tube de Rbntgen 3 chaque fois enclenché, tournée autour d'un axe 15 qui est perpendiculaire à l'écran de sortie 10 et passe par le centre de celui-ci de façon que la lentille 13 se trouve en face de l'image en perspective obtenue à cette occasion sur l'écran de sortie 10 On utilise dans ce but un dispositif de commande 16 qui, en fonction du tube de Rôntgen 3 qui est enclenché, fait mouvoir l'unité de séparation 12 autour de l'axe 15. En cas d'enclenchement simultané de plusieurs tubes de Rbntgen 3, par exemple deux tubes de R Bntgen qui se font face et dont les faisceaux de rayonnement 4 ne se chevauchent pas sur le plan d'entrée 9 de l'intensificateur d'image radiosco- pique 8, l'unité de séparation d'images 12 est formée par des combinaisons lentille-diaphragme 13, 14 dont le nombre cor- respond au nombre de tubes de Rôntgen enclenchés simultanément, ce qui a comme conséquence de réduire notablement la durée pour l'enregistrement des images en perspective et pour l'exa- men du corps 6. Il se peut également que l'ensemble ne comporte qu'une seule source de rayonnement, par exemple un seul tube de Rôntgen 3 qui peut être amené consécutivement dans les positions requises définies d'avance De plus, au lieu d'être mue sui- vant une circonférence de cercle 2, il se peut également que la source de rayonnement soit mue suivant une ligne droite. Dans ce cas, le mouvement de l'unité de séparation d'images 12 doit être adapté à celui de la source de rayonnement La même chose est valable pour un nombre de sources de rayonnement égal à deux ou davantage, sources dont les faisceaux de rayonnement 4 ne coïncident pas sur le plan d'entrée 9 du tube intensifi- cateur d'image radioscopique 8, qui sont déplacées simultané- ment et qui dans les positions différentes sont enclenchées chaque fois durant un court laps de temps. Lors de l'irradiation du corps 6 à examiner, il faut en outre veiller à ce que les faisceaux de rayonnement 4 frappent le corps si possible dans la région plane du plan d'entrée 9 de l'intensificateur 8, pour éviter de la sorte des distor- sions dans les images en perspective en conséquence de la forme convexe dudit plan d'entrée 9 Il va de soi que de telles dis- torsions résiduelles peuvent être corrigées à l'aide d'autres composants optiques ou électroniques, ce qui toutefois compli- que la construction du dispositif. La figure 2 illustre en a, b et c trois exemples de réa- lisation de l'invention C'est ainsi qu'en correspondance à la figure 2 a, l'unité optique de séparation d'image est formée par un faisceau divergent 16 de guides d'image 17 qui est dé- plaçable en correspondance aux positions des images en pers- pective apparaissant sur l'écran de sortie 10 de l'intensifica- teur 8 Dans le cas envisagé, le dispositif d'enregistrement d'image lia est une pellicule photosensible servant à recevoir les images en perspective Comme dans le cas du dispositif déjà décrit en référence à la'figure la, l'enregistrement-to- tal et l'emmagasinage des'images en perspective est possible en quelques millisecondes, ce qui donc permet également l'en- registrement d'images d'objets en mouvement Après l'emmagasi- nage des images en perspective sur la pellicule lia, et après l'exposition de celle-ci, on passe à son développement Ensuite, la pellicule développée lla subit une irradiation lumineuse, de sorte que par exemple à l'aide d'un ensemble matriciel de lentilles dont les positions correspondent aux positions des tubes de Rbntgen lors de l'enregistrement des images en pers- pective, il est possible de passer à la superposition des ima- ges en perspective pour obtenir des images stratifiées A l'aide d'un autre dispositif de reproduction 24 (sur la fi- gure 3, par exemple une plaque en verre mat ou une caméra de télévision pouvant être positionnée de façon quelconque dans la région de superposition des images en perspective), on peut alors, à l'aide d'un seul jeu d'images en perspective-, repro- duire l'image de plusieurs couches différentes dans la région corporelle irradiée en commun par tous les faisceaux de rayon- nement 4. Suivant la figure 2 b, l'unité optique de séparation-d'ima- ges 12 est formée par un faisceau 18 de guides d'image 19, in- curvé en forme d'arbre à cames Cette unité 12 est utilisée lorsque les positions des sources de rayonnement se trouvent sur la circonférence d'un cercle De plus, le plan d'entrée du faisceau 18 se situe en face del'écran de sortie 10 de l'inten- sificateur d'image radioscopique 8, et est à même de tourner autour de l'axe 15 qui est perpendiculaire à l'écran de sortie et passe par son centre Le faisceau de guides d'image 18 forme dans le rapport 1-: 1 sur le tube d'enregistrement d'ima- ge lla les images en perspective qui apparaissent consécuti- vement sur l'écran de sortie 10-et qui occupent une circonfé- rence de cercle, lesdites images en perspective apparaissant notamment suivant un cercle dans le diamètre plus grand De plus, le faisceau 18 subit, par rapport aux sources de rayon- nement enclenchées chaque fois enclenchées, une rotation telle que la répartition des images en perspective sur le dispositif d'enregistrement lla corresponde à celle des images en perspec- tive sur l'écran de sortie 10 A cet effet, on utilise le dispositif de commande 16 déjà décrit en ce qui concerne la figure la. La même chose est valable pour l'unité de séparation d'images répondant à la figure 2 c, cette unité étant formée par exemple par deux faisceaux de guides d'image 24 21 qui se font face et sont incurvés en forme d'arbre à cames A l'aide de cette unité de séparation d'images, il est possible de trans- férer à l'état non réduit chaque fois simultanément deux ima- ges en perspective séparées apparaissant simultanément sur l'écran de sortie 10 de l'intensificateur d'image radioscopi- que 8 Les faisceaux de guides d'image ( 18) et ( 20, 21) répon- dant d'une part à la figure 2 b et d'autre part à la figure 2 c peuvent à leur sortie être munis par exemple d'un ensemble op- tique supplémentaire, par exemple un ensemble de fibres opti- ques (non représenté) sous l'action duquel les images en pers- pective sont reproduites à l'état agrandi sur le dispositif de reproduction d'images Si l'on pratique ainsi, il est plus facile d'embrasser d'un coup d'oeil les images stratifiées formées à partir des images en perspective. Entre l'unité de séparation d'images 16, 18, ou 20, 21, le convertisseur d'image 8 et le dispositif d'enregistrement d'image lla, il est possible d'élaborer en supplément un liqui- de de couplage optique pour la mise en couplage et le découpla- ge du rayonnement De plus, dans le but d'établir un contact étroit entre le dispositif et l'unité de séparation d'images, le dispositif d'enregistrement d'image lla réalisé sous forme de pellicule d'images radioscopiques peut être appliqué sur l'unité de séparation d'images éventuellement en synchro- nisme avec les tubes de Rôntgen enclenchés 3, ce qui par exem- ple peut se faire à l'aide d'un ressort. Comme le montre la figure 3, il se peut que l'unité de séparation d'images soit formée par une unité de déviation électronique optique 22 sous l'action de laquelle les images en perspective apparaissant consécutivement sur l'écran de sortie 10 de l'intensificateur 8 sont converties en images électro-optiques, puis déviées et séparées les unes des autres avant d'être reconverties en images optiques qui sont alors reproduites séparément sur le dispositif d'enregistrement d'image Dans ce cas, l'unité de déviation 12 peut être nette- ment séparée de l'intensificateur d'image radioscopique 8 et couplée à celui-ci par des fibres en verre. Toutefois, il se peut également que l'unité de déviation 12 se trouve directement à l'intérieur de l'intensificateur 8. Le dispositif d'enregistrement d'image est formé par exem- ple par un écran lumineux llb à longue durée de persistance, de sorte que la superposition des images en perspective repro- duites rapidement l'une après l'autre sur ledit écran, peut en même temps avoir lieu à l'aide d'un ensemble matriciel de lentille 23 placé derrière l'écran lumineux llb pour obtenir de la sorte les images stratifiées désirées Il va de soi que l'écran lumineux llb peut être formé aussi par l'écran de sor- tie de l'unité de déviation électro-optique 22 Dans ce cas, il est possible de placer dans la région de superposition des images en perspective par exemple une plaque en verre mat 24 ou un tube intensificateur d'image, une caméra ou un autre dispositif de ce genre, de sorte qu'il est possible d'obtenir différentes images stratifiées du corps. Derrière l'écran lumineux lia, b, il est possible aussi de placer une caméra de télévision pour l'enregistrement des images en perspective, celles-ci étant par exemple mises en mémoire dans une plaque vidéo La superposition des images en perspective et des images de télévision pour former une image stratifiée peut alors avoir lieu dans un tube à fonction de mémoire Ce procédé de reconstruction est connu sous le nom de "Tomosynthèse électronique" et est décrit par K D mmlinck dans la revue "Der Radiologe" Volume 9, pages 37 à 40, parue 251 ? 211 en 1967 Il est évidemment possible aussi de numériser les ima- ges en perspective enregistrées à l'aide de la caméra de télé- vision, la superposition pouvant être réalisée dans un ordi- nateur. Pour obtenir des images stratifiées qui ont la même qua- lité et les mêmes dimensions, le dispositif conforme à l'inven- tion peut être façonné en supplément aussi en correspondance au dispositif décrit dans la demande de brevet allemand NO 37 621 7, dispositif qui peut être ajusté sur une section corporelle déterminée à l'intérieur du corps, tandis qu'entre le dispositif et le corps il est possible de réaliser un mou- vement relatif pour la formation des images d'autres sections corporelles. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour former des images stratifiées d'un corps, ce dispositif étant muni de plusieurs sources de rayon- nement situées dans un même plan et pouvant occuper plusieurs positions, d'un détecteur de rayonnement situé de l'autre c 6 té du corps à irradier et servant à la formation d'images en pers- pective, ainsi que d'un dispositif de reconstruction pour la superposition desdites images en perspective pour former à partir de celles-ci des images stratifiées, caractérisé en ce qu'à la sortie du détecteur ( 8) est élaboré un dispositif d'enregistrement ( 11) servant à l'enregistrement des images en perspective, et qu'entre le détecteur et ledit dispositif d'enregistrement d'image se trouve un système de séparation d'images ( 12) servant à reproduire sur ledit dispositif d'enre- gistrement les images en perspective non superposées. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de séparation d'images ( 12) est un système optique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de séparation d'images ( 12) est une unité de déviation électro-optique ( 22). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système optique de séparation d'images comporte une combinaison lentille ( 13)diaphragme ( 14) réduisant les images en perspective, ou une unité de guide d'image ( 16) à pouvoir réducteur, ledit système pouvant être placé devant une image en perspective apparaissant sur la sortie du convertisseur d'image ( 8). 5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les sources de rayonnement occupent la circonférence d'un cercle ( 2), caractérisé en ce que le système optique de séparation d'image est formé par un faisceau ( 18; 20, 21) de guides d'ima- ge ( 19) incurvé en forme d'arbre à cames et dont le plan d'en- trée se situe en face de l'écran de sortie ( 10) du convertis- seur d'image ( 8), alors qu'autour d'un axe ( 15) qui est trans versal à l'écran de sortie du convertisseur et passe par le centre de cet écran, ledit faisceau de guides d'image est à même de tourner de façon qu'en concordance avec la répartition originale des images en perspective, celles-ci sont reprodui- tes sur le dispositif d'enregistrement d'image ( 11 a, b). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un ensemble optique agrandisseur est raccordé à la sortie du faisceau de fibres de guidage d'image ( 18; 20, 21). 7. Dispositif selon la revendication 4, 5 ou 6, caracté- risé en ce qu'en correspondance à un nombre d'images en pers- pective apparaissant simultanément, le dispositif comporte plusieurs systèmes optiques de séparation d'images ( 20, 21). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour la mise en couplage et le découplage du rayonnement, un liquide de couplage de lumière est élaboré à l'entrée et à la sortie du système optique de séparation d'images ( 16; 18, , 21). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que le dispositif d'enregistrement d'image est une pellicule photosensible (lia). 1 O Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'enregistrement d'ima- ge est formé par un écran lumineux ( 11 b) à la suite duquel est placé un dispositif de reconstruction muni d'un ensemble matri- ciel de lentilles ( 23) pour la superposition des images en perspective ( 4 b). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, ca- ractérisé en ce qu'un écran lumineux (llb) est suivi d'un dis- positif de reconstruction qui comporte une caméra de télévi- sion ainsi qu'un dispositif électronique pour l'emmagasinage et la superposition des images en perspective. 12. Dispositif selon une des revendications 1 à 11, carac- térisé en ce que le convertisseur d'image ( 8) est un intensi- ficateur d'image radioscopique. 13. Dispositif selon les revendications 3 et 10, caracté- risé en ce que l'écran lumineux ( 11 b) est l'écran de sortie du dispositif de déviation électronique optique ( 22).