Brevet FR2577685A1 — publié le 19860822

Dectecteur multiple pour tomoscintigraphie. L'invention concerne un détecteur multiple pour tomoscintigraphie. Pour étudier un organe, tel que le coeur, le cerveau, ou le foie, en tomoscintigraphie, on utilise généralement une gamma-camera tournante à monocristal sensible a une seule incidence. La gamma-camera présente un champ large d'environ (40 cm), une résolution spatiale et une linéarité excellentes. Cependant, la gamma-camera doit effectuer une mesure pour chaque incidence choisie et, en conséquence, le temps d'acquisition des données permettant la reconstruction des images de l'organe observé est très long. Un but de la présente invention est de s'affranchir de la gamma-camera en tomoscintiri aphie, et de relever en une seule fois toutes les données correspondant à chaque coupe et à chaque incidence, en profitant du fait que l'émission radioactive est isotrope. Un autre but de l'invention est de prévoir une disposition et un couplage particuliers des appareils de mesure utilisé, afin d'en réduire le nombre. L'invention a pour objet un détecteur multiple pour tomoscintigraphie, du type à cristal sensible à une seule incidence, caractérisé en ce qu'il comporte des détecteurs élémentaires dont le nombre correspond au produit du nombre d'incidences par le nombre de coupes, pour recevoir simultanément toutes les incidences de toutes les coupes désirées. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chlaque détecteur él eare est constitué par une barrette comport.'t un certan:ombre de cristaux iztaposés et orientée pour recevoir une ilncidence d'une coupe déterminée, - e détecteur m ltiple,omporte deux groupes de photonmultiplicaîeurs, un premier groupe de photomu'licp-.eurs d'énergie en-ijo mbre,al au nombre de détecteur.s êlmenires et- un deuxième groupe dle 'photo-multip!iciateurs de détermination de ran', en nombre égal au nombre des cristaux de chaque détecteur élémentaire, - cihaqcjue phoîomultiplica'ewr du premier groupe est relié à chacun des cristarux d'un dé'ecteur élémentaire par une liaison à fibre de verre, - c.haque photomult ipLicateur du deuxième groupe est relié à un cristal de méme rang de chaque détecteur élémentaire par une liaison à fibre ce verre, - tius les phoou!liplcateurs sont reliés électriquement à un calculateur primaire qui délivre des signaux numériques d'énergie et de position de chaque photon détecté, au calculateur chargé de la reconstructions des images tomographiques, - les photomultiplicateurs du premier groupe sont calibrés pour délivrer un signal proportionnel à l'énergie des photons émis par un cristal, - les photomultiplicateurs du deuxième groupe sont prévus pour délivrer une impulsion permettant d'identifier le rang du cristal correspondant. L'invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés lo sur lesquels on peut voir: Figure I: une représentation schématique de la disposition des détecteurs élémentaires dans l'exemple d'une observation sous huit incidences au moyen d'un détecteur multiple selon l'invention; Figure 2: un schéma symbolique de la disposition des appareils de mesure par rapport aux détecteurs élémentaires de la figure 1. En se reportant au dessin, on voit que le détecteur multiple selon l'invention est composé d'un certain nombre de détecteurs élémentaires. Dans l'observation d'un organe, un détecteur élémentaire est prévu pour chaque incidence et pour chaque coupe. Dans l'exemple décrit, à huit incidences et cinq coupes, il y a donc quarante détecteurs élémentaires. Les détecteurs élémentaires de la première coupe sont numérotés de 1 à 8, ils correspondent chacun à une incidence. Un détecteur élémentaire se présente sous forme d'une barrette constituée d'un certain nombre de cristaux juxtaposés, trente-deux par - exemple. Chacun de ces cristaux est par exemple un carré de 8 mm de côté. Les barrettes 1, 2 et 3 de la figure 2 correspondent aux détecteurs élémentaires 1, 2, 3 de la figure 1, et ont seules été représentées. Chaque cristal d'une barrette porte une référence correspondant à son rang. Ainsi, le cristal 15 est le cinquième cristal de la barrette 1, et le cristal 25 le cinquième cristal de la barrette 2, et ainsi de suite. Selon l'invention, chaque cristal d'une barrette se trouve reliés à deux photomultiplicateurs de types différents: un photomultiplicateur de mesure d'énergie, tel que 51, 52, 53; et un photomulplicateur de détermination du rang du cristal, tel que 61,..., 65. La liaison entre cristal et photomultiplicateur est avantageusement réalisée par fibre de verre puisqu'il faut transmettre au photomultiplicateur l'énergie lumineuse émise par la scintillation du cristal sous l'effet des rayons gamma émis par l'organe à observer qui est placé au centre de la figure I de façon à pouvoir être vu simultanément sous les huit incidences prévues, et dans les cinq coupes prévues. Ainsi, le photomultiplicateur d'énergie 51 reçoit les signaux lumineux de tous les cristaux de la barrette 1, et le photomultiplicateur 61, de détermination du rang du cristal, reçoit les signaux de tous les cristaux de rang 1. Dans l'exemple de réalisation proposé, o sont prévues huit incidences et cinq coupes, on a donc quarante barrettes telles que 1, 2 et 3. Chaque barrette comporte elle-même trente-deux cristaux. On a donc quarante photomultiplicateurs d'énergie tels que 51, et trente-deux photomultiplicateurs de détermination de rang tels que 61. L'ensemble des photomultiplicateurs est relié électriquement au calculateur primaire 70 qui a un rôle multiple. Tout d'abord il réalise une spectrométrie à partir des photomultiplicateurs d'énergie, pour ne prendre en compte que les photons dont l'énergie est située entre deux limites choisies par l'utilisateur en fonction du radio-élément utilisé, afin d'éliminer le rayonnement diffusé. Ensuite, il calcule, pour chaque photon retenu, la position du cristal ayant détecté ce photon, à partir des signaux des photomultiplicateurs d'énergie et des photomultiplicateurs de rang. Enfin, pour chaque photon détecté, il fournit sous forme numérique au calculateur 71 chargé de la reconstruction des coupes tomographiques, les quatre grandeurs: énergie, numéro de o20 coupe, numéro d'incidence, et rang du cristal. Lorsqu'un rayon gamma frappe un cristal tel que 25, c'est-à-dire le cristal de rang 5 de la barrette 2, ce cristal scintille en émettant un photon d'énergie déterminée. Le photomultiplicateur d'énergie 52 délivre un signal proportionnel à l'énergie du photon. Le photomultiplicateur 65 de détermination de rang délivre une impulsion permettant d'identifier le rang du cristal 25. La coïncidence du signal d'énergie et de l'impulsion de rang permet au calculateur primaire 70 de situer le cristal avec précision. Il faut remarquer que le signal d'énergie est proportionnel à l'énergie du photon. Le calculateur primaire 70 délivre des signaux numériques d'énergie et de position de chaque photon détecté, au calculateur 71 chargé de la reconstruction des images tomographiques. Selon l'invention, le détecteur multiple est constitué d'un certain nombre de détecteurs élémentaires ou barrettes, eux-mêmes constitués 3s d'un certain nombre de cristaux juxtaposés. Ces détecteurs élémentaires étant disposés géométriquement autour de l'organe à observer pour le voir sous plusieurs incidences, on peut en une seule mesure obtenir toutes les incidences et toutes les coupes désirées. Ce temps d'immobilisation de l'appareil est donc considérablement plus court que celui d'une gamma-camera tournante. Par ailleurs, le fait de prévoir deux groupes de photomultiplicateurs i fonctions différentes permet de réduire dans de fortes proportions le nombre des photomultiplicateurs tout en conservant une qualité de mesure remarquable. S'il s'avère nécessaire d'augmenter la précision de mesure, on peut n'affecter les groupes de photomultiplicateurs d'énergie qu'à la moitié des cristaux des barrettes, c'est-i-dire en prévoir deux pour chaque barrette, et par ailleurs doubler le nombre des photomultiplicateurs de rang en ne les affectant chacun qu'à la moitié du nombre des barrettes. Ce doublement du nombre des photomultiplicateurs n'est nullement rédhibitoire. Enfin un autre avantage du détecteur multiple selon l'invention est sa modularité. On peut en effet augmenter ou diminuer le nombre des détecteurs élémentaires en fonction de-l'organe étudié (coeur, cerveau, foie) pour avoir le nombre souhaité de coupes et d'incidences. Ce détecteur 1 multiple et modulaire permet d'enregistrer simultanément toutes les incidences de toutes les coupes il est particulièrement bien adapté à la tomoscintigraphie. Revendications. 1. Détecteur multiple pour tomoscintigraphie, du type à cristal sensible à une seule incidence, caractérisé en ce qu'il comporte des détecteurs élémentaires dont le nombre correspond au produit du nombre d'incidences par le nombre de coupes, pour recevoir simultanément toutes les incidences de toutes les coupes désirées. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détecteur élémentaire est constitué par une barrette(1,2...) comportant un certain nombre de cristaux juxtaposés (11,... 15,...; 21..., 25...) et orientée pour recevoir une incidence d'une coupe déterminée. 3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur multiple comporte deux groupes de photomultiplicateurs, un premier groupe de photomultiplicateurs d'énergie (51, 52...) en nombre égal au nombre de détecteurs élémentaires, (1, 2...), et un deuxième groupe de photomultiplicateurs de détermination de rang, en nombre égal au nombre ddes cristaux (11, 15...) de chaque détecteur élémentaire. 4. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque photomultiplicateur ( 51,...) du premier groupe est relié à chacun des cristaux (11,..., 15,...) d'un détecteur élémentaire (1,..) par une liaison à fibre de verre. 5. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque photomultiplicateur (61,..) du deuxième groupe est relié à un cristal (1l1, 21...) de même rang de chaque détecteur élémentaire (1, 2,..) par une liaison à fibre de verre. 6. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que tous les photomultiplicateurs (51, 52...; 61,...) sont reliés électriquement à un calculateur primaire (70) qui délivre des signaux numériques d'énergie et de position de chaque photon détecté, au calculateur (71) chargé de la reconstruction des images tomographiques. 7. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les phoomultiplicateurs (51, 52,...) du premier groupe sont calibrés pour délivrer un signal proportionnel à l'énergie des photons émis par un cristal. 8. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les photomultiplicateurs (61, 62,...) du deuxième groupe sont prévus pour délivrer une impulsion permettant d'identifier le rang du cristal correspondant.