Brevet FR2582928A1 — publié le 19861212

Dans une installation de diagnostic par rayons X, la diffusion indésirée de rayons X peut être réduite par l'interposition d'un disque rotatif de masquage opaque aux rayons X, présentant des fentes transparentes aux rayons X, entre un tube à rayons X et le sujet en cours d'examen. Ces fentes sont en forme de secteur, leus grands côtés divergents étant définis par des rayons partant de l'axe du disque, et elles servent à confiner les rayons X à un faisceau en forme d'éventail, à section transversale en secteur étroit, balayant le sujet. Des exemples de radiographie par fentes sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 2 730 566, N 4-315 146 et N 4 404 591. Un disque à une seule fente pour chaque balayage d'exposition doit avoir une forme en,secteur pour obtenir une exposition uniforme sur la zone d'image du sujet, mais elle donne naissance à une diffusion non uniforme des rayons X à partir du sujet. La diffusion est quantifiée par le rapport S/P de rayons X diffusés à partir du sujet aux rayons primaires formant l'image réelle du sujet. Ce rapport S/P diffusion/rayonnement primaire n'est pas uniforme sur la zone d'image balayée par un faisceau unique en forme de secteur, et peut être non uniforme lorsque des disques à fentes multiples sont utilisés pour produire plusieurs faisceaux en forme d!éventail pour chaque balayage, en une seule exposition aux rayons X. On a découvert qu'il est possible d'obtenir une exposition uniforme et un rapport S/P diffusion/rayon- nement primaire uniforme sur une zone d'image à l'aide de fentes multiples, en forme de secteur, pourvu que l'on observe certaines limites des paramètres géométriques du dispositif. Ces limites sont exprimées par des rapports sans dimension et elles sont donc d'ordre général. Conformément à l'invention, un système à rayons X pour l'examen d'un sujet comprend une source de rayons X faisant passer, par la position d'un sujet, un faisceau dimensionné de rayons X; un récepteur de rayons X présentant une zone d'image dans le faisceau, au-delà de la position du sujet; et un disque rotatif en matière radio-opaque, placé entre la source des rayons X et la position du sujet, le disque présentant plusieurs fentes espacées, en forme de secteur, pour rayons X, réparties par groupes distribuant les rayons X en faisceaux étroits s'étendant radialement sur la zone d'image du récepteur et intersectant le bord extérieur de la zone d'imae penant le balayage de la zone lors de la rotation du disque; les dimensions de l'installation étant comprises.dans les plages suivantes de rapports sans dimension: (1) DW/RL est inférieur à 0,5; (2) D/L est supérieur à 0,15; (3) LS*N/WD est supérieur à 0,15 et inférieur à 0,6, o D est la distance du disque à la source de rayons X, W est la largeur de la zone image de rayons X couverte par les faisceaux étroits, R est le rayon du disque, L est la distance comprise entre la source des rayons X et le récepteur, S* est la largeur de la fente située radia- lement le plus à l'extérieur dans le faisceau de rayons X, et N est le nombre de fentes dont les faisceaux intersectent simultanément le bord extérieur de la zone d'image, de manière que la quantité de rayons X diffuses par rapport aux rayons X formant une image sur le récepteur soit minimisée et que la diffusion des rayons X soit sensiblement uniforme sur toute la zone d'image. L'installation comprend avantageusement une grille faisant écran aux rayons X entre la position du sujet et la zone de tormation d'image. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et que lequel: - la figure 1 est une vue schématique d'une installation à rayons X comportant un disque à fentes en secteur selon l'invention; et - la figure 2 est une vue partielle en plan à échelle agrandie du disque à fentes en secteur de la figure 1. L'installation à rayons X de la figure 1 comprend un tube XT à rayons X comportant une anode A et une cathode K alimenté sous haute tension par une commande 1 d'exposition afin d'émettre des rayons X en un faisceau divergent à partir d'une source à foyer X, suivant un axe A1. Le faisceau de rayons X divergent provenant de la source X passe à travers un dispositif F de cadrage d'image et un disque D1 de masquage de rayons X, suivant l'axe A1, par la position P d'un sujet tel qu'un patient humain en cours d'examen sur une table T, puis à travers une grille H faisant écran aux rayons X, jusqu'à un récepteur XR de rayons X. L'expression "dispositif de cadrage" désigne un écran fixe opaque aux rayons X qui définit une zone de formation d'image ou zone d'image IA sur le récepteur XR et qui protège le patient d'une exposition à des rayons X extérieurs à la zone d'image. Une grille convenable est disponible sous la désignation "Type N 9862 054 84101" auprès de la firme Philips Medical Systems, Shelton, Connecticut. Bien que, pour les buts de l'invention, le récepteur XR puisse être un film sensible aux rayons X ou autre support sensible aux rayons X, le récepteur, tel que représenté, est un écran à scintillation produisant une image lumineuse secondaire, à sa surface de sortie IA, correspondant aux rayons X reçus. L'image lumineuse formée dans la zone IA est projetée par une lentille O suivant un axe lumineux secondaire A2 qui est brisé par-un miroir M. L'image lumineuse projetée passe à travers un disque D2 de masquage de la lumière, similaire au disque D1 et synchronisé avec celui-ci, pour arriver sur la face d'entrée d'un renforçateur d'image lumineuse I couplé optiquement à un tube vidéo VT tel qu'un isocon image, qui convertit l'image lumineuse renforcée en une infor- mation de signal vidéo électrique. Le signal vidéo est appliqué par un processeur 3 de données à des moyens utilisateurs tels qu'un visuel vidéo 4 ou un enregistreur. Le masque D1 à rayons X montré sur la figure 2 est un disque de matière opaque aux rayons X, tel que du tantale, du plomb ou de l'uranium. Des fentes ou ouvertures S transparentes aux rayons X, en forme de secteurs, dont les grands côtés 6 suivent des rayons partant du centre 5 du disque D1, sont formées à travers ce dernier. Chaque fente transmet un faisceau en forme d'éventail couvrant radialement la zone d'image IA pendant qu'il balaie latéralement cette zone. Les fentes divergent radialement vers l'extérieur du disque et sont espacées les unes des autres dans un groupe G, par exemple d'environ 40 fentes réparties sur un angle d'environ 90 , dont 10 couvrent le bord radialement extérieur E de la zone d'image IA. Le bord extérieur E coupe un arc S** traversé par les extrémités utiles, situées radialement le plus à l'exté- rieur, des fentes. Les fentes pourraient s'étendre davantage vers l'extérieur de cet arc, mais sans effet. La largeur significative S* de la fente est la largeur présentée par la fente suivant l'arc S** o le faisceau en éventail provenant de chaque fente coupe les angles de la zone d'image IA à son bord E situé radialement à l'extérieur. La largeur W de la zone d'image IA est la dimension de la zone d'image sur laquelle s'étend radiale- ment le faisceau en éventail provenant de chaque fente. Cette largeur W est montrée dans sa position réelle sur la zone d'image de la figure 1, mais est représentée, sur la figure 2, sous une dimension réduite W* par une projec- tion inverse IA* de la zone d'image IA du plan du récepteur vers le plan du disque D1. La zone d'image projetée IA* illustre le même relation que celle des fentes S avec la zone projetée IA*, car les faisceaux en forme d'éventail qu'elles transmettent ont la même surface réelle d'image IA au récepteur R. Dans un disque d'un rayon de 10 centimètres, les fentes en forme de secteur ont une largeur, radialement à l'extérieur, au voisinage de la périphérie du disque, de 0,122 cm, par exemple. L'écartement des fentes est déter- miné par les rapports sans dimension indiqués ci-après. Pendant que le disque D1 opaque aux rayons X tourne, les fentes S en secteur et leurs faisceaux en forme d'éventail balaient latéralement le patient ou autre sujet et la zone d'image. Sur les figures 1 et 2, le disque D1 et les autres éléments de l'installation aux rayons X ont des dimensions qui, conformément à l'invention, peuvent être choisies, malgré la forme en secteur divergent des fentes S de transmission des rayons X, de façon à maintenir le rapport S/P diffusion/rayonnement primaire sensiblement et pratiquement uniforme sur toute la zone ou surface d'image. Un rapport diffusion/rayonnement primaire sensiblement uniforme peut être obtenu si l'installation à rayons X respecte-les limitations des trois rapports sans dimension donnés ci-après: (1) DW/RL est inférieur à 0,5; (2) D/L est supérieur à 0,15; (3) LSN/WD est supérieur à 0,15 et inférieur à 0,6. Les paramètres de ces rapports sont indiqués sur les figures 1 et 2, o: D est la distance du disque D1 opaque aux rayons X à la source X de rayons X; W est la largeur de la zone d'image de rayonx X sur laquelle s'étendent les faisceaux étroits en forme d'éventail; R est le rayon du disque D1; L est la distance entre la source X de rayonx X et le récepteur XR; S* est la largeur, radialement le plus à l'extérieur, des fentes dans le faisceau de rayons X; et N est le nombre de fentes S dont les faisceaux coupent simultanément le bord extérieur de la zone d'image pendant le balayage de cette zone. Des valeurs typiques pour les paramètres ci- dessus, satisfaisant les rapports sans dimension, sont les suivantes: R est de 10 cm.; D est de 20 cm; W est de 20 cm; L est de 100 cm; S* est de 0,122 cm; et N est de 10 Lorsque les paramètres définissant les rapports sans dimension sont spécifiés, la transmission de rayons X par le groupe G de-fentes et l'écartement entre les fentes en forme de secteur sont.spécifiés. Ces rapports satisfont également, de préfé- rence, les limites suivantes: D/L est d'environ 0,2; N est sensiblement égal à R; et LSN/WD est compris entre 0,3 et 0,5. Un problème important posé par les fentes multiples résulte de la diffusion des rayons X d'un faisceau 7. en forme d'éventail empiétant dans les faisceau voisins. Ce problème est notablement atténué par la présence de la grille H entre la position P du sujet et la zone d'image IA. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'installation décrite et repré- sentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation à rayons X pour l'examen d'un sujet, caractérisée en ce qu'elle comporte une source (X) de rayons X faisant passer un faisceau dimensionné de rayons X à travers la position (P) d'un sujet, un récepteur (XR) de rayons X présentant une zone d'image (IA) située dans le faisceau, au-delà de la position du sujet, et un disque rotatif (D1) en matière radio-opaque, disposé entre la source de rayons X et la position du sujet et présentant plusieurs fentes espacées (X) en forme de secteur, permettant le passage des rayons X, disposées en groupes (G) répartissant les rayons X en faisceaux étroits qui couvrent radialement la zone d'image du récepteur et coupent le bord extérieur (E) de cette zone pendant qu'elle est balayée lors de la rotation du disque, les dimensions de l'installation étant comprises dans les plages suivantes de rapports sans dimension: (1) DW/RL est inférieur à 0,5; (2) D/L est supérieur à 0,15; (3) LS*N/WD est supérieur à 0,15 et inférieur à 0,6, o la ligne D est la distance du disque à la source de rayons X, W est la largeur de la zone d'image de rayons X sur laquelle s'étendent les faisceaux étroits, R est le rayon du disque, L est la distance comprise entre la source de rayons X et le récepteur, S* est la largeur, radialement le plus à l'extérieur, des fentes situées dans le faisceau de rayons, et N est le nombre de fentes dont des faisceaux coupent simultanément le bord extérieur de la zone d'image, de manière que la quantité de rayons X diffusés par rapport aux rayons X formant une image sur le récepteur soit minimisée et que la diffusion des rayons X soit sensiblement uniforme sur toute la zone d'image. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une grille fixe (H) formant écran aux rayons X, entre la position du sujet et la zone d'image. 3. Installation selon la revendication 1, dans laquelle le récepteur de rayons X produit une image lumineuse et l'installation comprend un récepteur de lumière (VT) et un disque rotatif (D2) en matière opaque à la lumière et présentant des fentes en secteur, transpa- rentes à la lumière, entre le récepteur de rayons X et le récepteur de lumière. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport D/L est supérieur à 0,15. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que N est sensiblement égal à R. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport L/D est d'environ 0,2. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport LSN/WD est compris entre 0,3 et 0,5.