Brevet FR2550701A1 — publié le 19850222

L'alimentation en énergie d'un tube à rayons X pour l'examen de patients humains et d'autres sujets peut dépasser une puissance de cinquante kilowatts pendant de brèves expositions Cette grande puissance est fournie par une alimentation au tube,par l'intermédiaire de câbles à haute tension, sous la commande d'un programmateur complexe qui déclenche et arrête l'alimentation en énergie du tube Les câbles à haute tension ont une capacité propre substantielle dans leur environnement constitué de bâtis métalliques supportant le tube à rayons X, et ils acquièrent une charge électrique importante, au début de l'application de la haute tension au tube Par conséquent, bien que le programmateur puisse arrêter l'alimentation sous haute tension, les câbles se déchargent ensuite et continuent d'alimenter en énergie le tube à rayons X, ce qui prolonge l'irradiation du sujet au-delà de l'intervalle programmé L'invention a donc pour objet d'offrir un moyen permettant d'arrêter l'exposition d'un sujet aux rayons X, bien que les câbles aboutissant à un tube à rayons X puissent décharger de l'énergie vers le tube après le temps programmé d'alimentation en énergie. Conformément à l'invention, un appareil à rayons X pour l'exposition radiologique d'un sujet comprend une source émettant un faisceau de rayons X sur un trajet pas25 sant par la position du sujet, une alimentation en énergie électrique sous haute tension connectée à la source de rayons X, des moyens de détection de rayons placés dans le faisceau et mesurant la puissance des rayons X rayonnés par la source, un obturateur radio-opaque placé dans le 30 faisceau et pouvant être fermé pour masquer le sujet par rapport aux rayons, cet obturateur pouvant prendre une position d'ouverture dans laquelle il transmet le faisceau au sujet, et un dispositif de commande reliant les moyens de détection à l'obturateur pour fermer ce dernier lors35 qu'un niveau prédéterminé d'énergie de rayons X a rayonné vers le sujet, ce niveau étant mesuré par les moyens de détection, le dispositif de commande arrêtant ainsi l'irradiation du sujet malgré la poursuite de l'émission du rayonnement par la source. L'invention sera décrite plus en détail en 5 regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: la figure 1 est une vue schématique d'une forme de réalisation de l'appareil à rayons X selon l'invention; et la figure 2 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation de l'appareil selon l'invention. Comme représenté sur la figure 1, la cathode k et l'anode a d'un tube X à rayons X sont alimentées par une source 1 d'énergie à haute tension, par l'intermédiaire de câbles 2 à haute tension Chaque câble possède une capacité propre substantielle C (indiquée en traits pointillés) en association avec les supports métalliques lourds habituels destinés au tube et à d'autres équipements, et ils peuvent acquérir une charge électrique importante Une commande 3 d'exposition régule l'alimentation en énergie, la déclenchant et l'arrêtant Cette commande règle également les durées, l'intensité de l'irradiation et les opérations annexes Le tube X rayonne un faisceau B de rayons X suivant un axe A passant par la position P d'un patient ou autre sujet reposant sur une table T Au-delà de la table T se trouve un récepteur R de rayons, généralement un écran à scintillation émettant un rayonnement secondaire visible destiné à être vu et enregistré, ou bien le récep30 teur peut être un film radiographique. L'appareil qui était décrit jusqu'à présent est classique et il applique des rayons X au sujet placé dans la position P sous l'effet de l'alimentation en énergie du tube X par l'intermédiaire des câbles 2 de façon à déclencher l'application de la haute tension par l'alimentation au tube et la cessation de cette haute tension, comme programmé par la commande 3 d'exposition. Cependant, l'interruption de la haute tension appliquée par l'alimentation 2 n'empêche pas la charge contenue dans les câbles 2 de continuer à être déchargée vers le tube X dans les appareils antérieurs. Conformément à l'invention telle que montrée sur la figure 1, un capteur M 1 de rayons X est placé de préférence au-delà de la position P du patient et entre cette position et le récepteur R, sans le masquer Le 10 capteur Ml mesure la quantité d'énergie rayonnée avec le temps par la source, à travers la position P du patient, et transmet cette quantité, intégrée dans le temps et mesurée,à la commande 3 d'exposition Cette dernière est connectée à une première bobine K 1 qui, avant ou au moment 15 de l'excitation du tube X à rayons X, tire un obturateur radio-opaque 6, contre la traction exercée par un ressort 7, vers une position d'ouverture telle que représentée L'obturateur peut être en plomb, en tungstène ou en uranium dans le cadre de la figure 1 L'obturateur est loqueté en posi20 tion d'ouverture, tel que montré sur la figure 1, par le loquet 8 d'une seconde bobine K 2 de déloquetage Dans cette position d'ouverture, une fenêtre 9 de rayonnement, ménagée dans l'obturateur, transmet le faisceau B de rayons X vers et à travers la position P du sujet Après que la commande 25 3 a déclenché une irradiation par rayons X et lorsque le capteur M 1 détecte un niveau de seuil préalablement établi dans la commande 3, cette dernière excite la bobine K 2 de déloquetage de façon à dégager son loquet 8 de l'obturateur 6 La masse de ce dernier et la force du ressort 7 30 sont choisies de manière que, en pratique, l'obturateur passe en 5 millièmes de seconde de la position d'ouverture de la figure 1 à une position de fermeture masquant la position P du patient par rapport à la source X de rayons X. Ensuite, la poursuite d'émission de rayons X due à la décharge de la capacité propre C des câbles 2 n'atteint pas le sujet qui est masqué par l'obturateur Le sujet reçoit donc la dose précise de rayons X programmée dans la commande 3 d'exposition, sans variations indéterminées introduites par la capacité ambiante ou autre réactance propre des câbles. Dans une autre forme de réalisation de l'invention montrée sur la figure 2, un capteur M 2 de rayons mesure l'énergie, en ampères-secondes, fournie à l'anode a du tube à rayons X Cette mesure est transmise par des connexions du capteur à un détecteur 3 * de seuil faisant partie de la commande 3 d'exposition Le détecteur de seuil comprend un potentiomètre P destiné à régler le niveau de seuil auquel s'arrête le rayonnement passant à travers un obturateur radio-opaque rotatif 6 * L'obturateur 6 * est tourné par un embrayage 11 à glissement, sous l'action d'un 15 moteur M, dans le sens indiqué par une flèche M* lorsqu'un loquet 8 * est dégagé Le loquet 8 * est dégagé de l'obturateur tournant 6 * deux fois à chaque exposition, par des moyens de synchronisation faisant partie de la commande 3 * d'exposition et connectés à une bobine K 2 qui est reliée 20 mécaniquement au loquet Les deux dégagements du loquet sont coordonnés par la commande d'exposition de manière que, lorsque la commande 3 * provoque l'application d'énergie par l'alimentation 1 au tube X à rayons X, l'obturateur tournant 6 * se déplace vers la position d'ouverture montrée 25 sur la figure 2, dans laquelle il transmet des rayons X par l'une de ses fenêtres W*, suivant l'axe A du faisceau. Lorsque l'élément M 2 de mesure des ampères-secondes détermine que l'énergie totale rayonnée, avec le temps, a atteint le niveau présent du détecteur 3 * de seuil, il transmet, 30 par sa connexion avec la commande 3 * d'exposition, un signal qui déclenche de nouveau la bobine K 2 du loquet, dégageant le loquet 8 * momentanément et suffisamment longtemps pour permettre à l'obturateur rotatif 6 * d'interposer un secteur opaque à la place d'une fenêtre Le moteur M 35 ouvre et ferme l'obturateur 6 * suivant le programme de la commande 3 d'exposition et l'énergie, intégrée dans le temps, fournie au tube X à rayons X. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 255070 t R E V E N D I C A T I O N S 1 Appareil à rayons X pour l'exposition radiologique d'un sujet, caractérisé en ce qu'il comporte une source (X) émettant un faisceau (B) de rayons X suivant un trajet (A) passant par la position (P) du sujet, une alimentation ( 1) en énergie électrique sous haute tension connectée à la source de rayons X, des moyens (M 1) de détection de rayonnement placés dans le faisceau et mesurant l'énergie des rayons X émis par la source, un obturateur radio-opaque ( 6) placé dans le faisceau et pouvant être fermé pour masquer le sujet par rapport aux rayons, cet obturateur pouvant prendre une position d'ouverture dans laquelle il transmet le faisceau au sujet, et des moyens ( 3) de commande reliant les moyens de détection 15 à l'obturateur pour fermer ce dernier lorsqu'un niveau prédéterminé d'énergie de rayons X a rayonné vers le sujet, ce niveau étant mesuré par les moyens de détection, de façon à arrêter l'irradiation du sujet malgré la poursuite du rayonnement émis par la source. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de rayonnement comprennent un élément intégrant l'énergie rayonnée par rapport au temps. 3 Appareil selon la revendication 1, caracté25 risé en ce que les moyens de détection comprennent un détecteur ( 3 *) de seuil qui réagit à un niveau prédéterminé d'énergie de rayons X en fermant l'obturateur. 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (P) destiné à régler 30 le seuil du détecteur. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend des moyens destinés à régler dans le temps l'ouverture de l'obturateur. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à déplacer l'obturateur. 255070 i 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent un ressort ( 7). risé en ce à loqueter dispositif risé en ce 10 dispositif risé en ce dispositif risé en ce 8 Appareil selon la revendication 7, caractéqu'il comporte des éléments (K 1, K 2) destinés l'obturateur et à le déloqueter en réponse au de commande. 9 Appareil selon la revendication 6, caractéque les moyens de déplacement comprennent un linéaire (K 1). Appareil selon la revendication 6, caractéque les moyens de déplacement comprennent un rotatif (M) 11 Appareil selon la revendication 6, caractéque les moyens de déplacement ouvrent et ferment l'obturateur. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 'obturateur présente une fenêtre ( 9) transmettant le faisceau lorsque cet obturateur est en 20 position d'ouverture. 13 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de rayons sont placés au-delà de la position du sujet. 14 Appareil selon la revendication 1, caracté25 risé en ce qu'il comporte une masse métallique de support et des câbles ( 2) connectant l'alimentation en énergie à la source de rayons X, les câbles et la masse présentant une capacité substantielle (C) qui emmagasine de l'énergie qui est déchargée à travers la source de rayons X après 30 interruption de l'alimentation en énergie.