Brevet FR2588180A1 — publié le 19870410

APPAREIL D'EXAMEN RADIOLOGIQUE La présente invention concerne un appareil d'examen radio- logique, du type dans lequel une image d'un objet est réalisée en balayant l'objet par un faisceau X plat en éventail. Un avantage important dans l'utilisation d'un faisceau en éventail, collimaté au niveau du récepteur, réside dans une dimi- nution importante du rayonnement X diffusé par l'objet lui-même et donc dans une amélioration de la qualité de l'image; seule une tranche relativement mince de l'objet à examiner étant à chaque instant traversée par le faisceau X. Les images en radiologie traditionnelle, dans certains cas, présentent une difficulté à la lecture: elles ne contiennent pas d'informations suffisamment précises pour effectuer un diagnostic sûr, notamment quand l'examen porte sur des tissus présentant de faibles différences d'absorption au rayonnement X, comme les tissus aqueux et les tissus adipeux, ou portent sur la recherche de corps à l'état de faible concentration. Un brevet délivré aux USA sous le N 3 515 874 décrit un appareil de radiographie produisant un rayonnement X sensiblement monochromatique afin d'augmenter sur un cliché le contraste pré- senté entre certains éléments présentant de faibles différences d'absorption. Cet appareil comporte notamment un filtre physique dont la nature permet, en relation avec l'énergie du faisceau d'électron incident, d'obtenir un faisceau X ayant un spectre réduit en énergie ou longueur d'ondes, contenant la longueur d'onde à laquelle se situe une discontinuité d'absorption caractéristique du filtre physique. Ceci constitue une amélioration importante, mais qui dans bien des cas est encore insuffisante par exemple quand on désire étudier, en vasculaire, de très fins vaisseaux enfouis dans un milieu très diffusant. 2588 1 80 L'idée qui a conduit l'auteur de la présente invention, a été que dans de tels cas, plusieurs clichés d'une même zone parfaitement superposables, et comportant des informations différentes permet- traient de mettre en évidence la présence de ces vaisseaux. La présente invention concerne un appareil d'examen radio- logique permettant de réaliser, simultanément, plusieurs clichés d'une même zone contenant chacun des informations différentes, ces différences étant liées notamment à un phénomène d'absorption différentielle à deux spectres de rayonnement X de longueur d'onde différente; la simultanéité de la prise des clichés permettant une superposition parfaite de ces derniers. Selon l'invention, un appareil cPd'examen radiologique, com- portant un tube radiogène produisant un rayonnement X, des moyens de collimation définissant à partir dudit rayonnement X un faisceau plat en éventail, des moyens pour réaliser un balayage d'un objet à examiner par ledit faisceau en éventail, des moyens récepteurs de rayonnement X, est caractérisé en ce que lesdits moyens de collimation définissent à partir dudit rayonnement X au moins un second faisceau plat en éventail balayant ledit objet selon un même mouvement que le premier faisceau en éventail, et en ce que ledit appareil d'examen radiologique comporte en outre des moyens pour conférer audit premier et second faisceau en éventail des spectres de rayonnement en énergie différents, avant qu'ils ne traversent l'objet à examiner, afin de réaliser simultanément au moins deux images dudit objet susceptibles de contenir des informations dif- férentes. La présente invention sera mieux comprise grâce à la des- cription qui suit, faite à titre cPd'exemple non limitatif, et aux deux figures annexées parmi lesquelles: - la figure I montre schématiquement un appareil d'examen radio- logique selon l'invention; - la figure 2 est un graphe représentant des spectres de rayonnement en énergie conférés à des faisceaux de rayons X par des moyens de l'invention. 2588 180 La figure 1 représente de manière schématique un appareil d'examen 1. L'appareil d'examen I comporte un tube radiogène 2 d'un type conventionnel comportant une cathode 3 et une anode 4 du type anode tournante par exemple; la cathode 3 et l'anode 4 étant reliées respectivement à une sortie 5 négative et à une sortie 36 positive d'un générateur haute tension 19 délivrant la haute tension HT d'alimentation du tube radiogène 2. En fonctionnement, la cathode 3 génère des électrons qui sont accélérés sous l'effet de la haute tension HT et forment un faisceau d'électrons 9 qui bombarde l'anode 4, en un point constituant un foyer 6 et constituant la source dun rayonnement X 7. Le rayonnement X sort du tube radiogène par une fenêtre de sortie 8, selon une forme cônique par exemple, avant de rencontrer des moyens de collimation 10. Selon une caractéristique de l'invention, au moins deux fais- ceaux séparés sont réalisés à partir du rayonnement X. Dans l'exemple décrit, les moyens de collimation 10 com- portent plusieurs ouvertures ou passages 11, 12 par lesquels passe une fraction du rayonnement X 7; ces passages 11, 12 étant limités au nombre de deux dans l'exemple non limitatif décrit. Chaque passage 11, 12, est conformé d'une manière en elle-même connue, de façon que le rayonnement X émergeant de chacun des ces passages 11, 12 ait la forme dun faisceau plat en éventail respectivement 13, 14; les faisceaux en éventail 13, 14 étant sur la figure I représentés selon leur épaisseur E, les plans de l'éventail de ces faisceaux s'étendant dans des plans perpendiculaires à celui de la figure, chaque éventail ayant pour sommet le foyer 6. Il est ainsi réalisé simultanément un premier et un second faisecau en éventail 13, 14, destinés à exposer l'un après l'autre les mêmes zones d'un objet 15, afin de réaliser de manière pratiquement simultanée deux images de cet objet 15; ces images étant obtenues par des moyens récepteurs 16 du rayonnement X représentés dans un cadre en traits pointillés. Dans Pexemple non limitatif décrit, les moyens récepteurs 16 comportent une première et une seconde barrette de détection 17, 18 exposées respectivement par le premier et le second faisceaux 13, 14 dont elles suivent le mouvement de balayage de Pobjet 15. Le mouvement de balayage, en lui-même classique, s'effectue par exemple selon une direction moyenne 20 sensiblement perpen- diculaire à l'éventail des faisceaux 13, 14, grâce à des moyens pour réaliser le balayage qui sont en eux-mêmes connus; ces moyens peuvent comporter par exemple des moyens moteurs 23, reliés à des moyens 24 (symbolisés sur la figure par des liaisons en traits pointillés) pour solidariser entre eux, le tube radiogène 2, les moyens de collimation 10 et les barrettes de détection 17, 18. Le mouvement de balayage peut consister dans une mou- vement de translation, par rapport à l'objet 15, de l'ensemble formé par le tube radiogène 2, les moyens de collimation 10 et les barrettes de détection 17, 18, ou par tout autre mouvement qui permette le balayage de l'objet 15 par au moins deux faisceaux plats en éventail 13, 14, disposés l'un derrière l'autre dans la direction moyenne 20 de ce mouvement, ainsi que dans l'exemple décrit. Les barrettes de détection 17, 18 sont constituées de manière connue, par une pluralité de détecteurs (non représentés) sensibles au rayonneementX, d ep s d ir e fomil un piandtrée25 dont la largeur L est représentée dans le plan de la figure, et dont la longueur, non visible, s'étend dans un plan perpendiculaire à celui de la figure parallèlement au plan de l'éventail des faisceaux 13, 14. Chaque barrette de détection 17, 18 est reliée par des liaisons 26, 27 à une unité de traitement 28, 29 afin de transférer, durant le mouvement de balayage, de manière classique, des signaux délivrés par chaque détecteur et correspondant à la dose reçue, et à partir desquels chaque unité de traitement 28, 29 réalise à la fin du balayage, une image de l'objet 15. _ -$elon une caractéristique essentielle de l'invention, l'appareil d'examen radiologique 1 selon l'invention, comporte des moyens pour conférer aux faisceaux 13, 14, des spectres de rayonnement en énergie différents. Ces moyens sont constitués par au moins un filtre physique 40, 41 interposé sur le trajet de l'un ou l'autre des faisceaux X 13, 14, avant que ceux-ci ne traversent l'objet 15. Dans l'exemple non limitatif de la description, un premier et un second filtres physiques 40, 41 sont interposés respectivement sur le trajet du premier et du second faisceaux 13, 14, et sont disposés à une sortie 42 des moyens de collimation 10 auxquels ils sont fixés par des supports 43. Chaque filtre physique 40, 41 est constitué selon une tôle mince d'un élément ou alliage dont, d'une part le numéro atomique et d'autre part l'épaisseur e, sont choisis en fonction de l'effet que l'on veut obtenir sur le spectre de rayonnement du rayonnement X 7 émanant du foyer 6. Il est connu que le coefficient d'absorption relatif à un élément déterminé reste invariable dans de très larges intervalles de longueurs dondes, mais présente des variations très brusques pour certains plages de valeurs autour des longueurs d'ondes d'absorption XK, A L, T M relatives à l'élément considéré. Cette particularité est utilisée dans l'invention, dans des conditions permettant à chaque filtre physique 40, 41 d'être opaque pour la plus grande partie du spectre, et d'être transparent pour une petite partie de ce spectre; les filtres matériels 40, 41 étant réalisés à partir de matériaux de nature différente, les plages en longueurs d'ondes ou énergie pour lesquelles ils présentent une absorption faible sont différentes. Les faisceaux 13, 14 ayant des spectres en énergie différents, ils sont porteurs, après avoir traversés l'objet 15, d'informations différentes du fait des phénomènes d'absorption différentielles pré- cédemment mentionnés, produit à des longueurs d'ondes différentes pour chaque faisceaux 13, 14 qui peuvent ainsi réhausser l'image de certains corps. Dans le but d'améliorer la qualité des images, l'appareil d'examen radiologique I selon Pinvention comporte en outre des moyens pour éviter que des rayons X (non représentés) diffusés par 2588 180 l'objet 15 lui-même et engendrés par l'un ou Pautre des faisceaux 13, 14, le premier faisceau 13 par exemple, ne soient perçus par la seconde barrette de détection 18 correspondant au second fais- ceau 14. A cet effet, dans l'exemple non limitatif décrit, le dispositif d'examen 1 comporte entre les barrettes de détection 17, 18 et l'objet 15, une plaque 50 absorbante du rayonnement X, et compor- tant des fentes 51, 52 disposées respectivement en vis à vis de la première et de la seconde barrette de détection 17, 18; la plaque 50 étant solidarisée aux barrettes de détection 17, 18 avec lesquelles elle est entraînée dans le mouvement de balayage. La figure 2 représente plusieurs spectres de rayonnement en énergie obtenus conformément à l'invention, à partir dune haute tension de 40 KV par exemple, et d'une anode en tungstène; l'énergie en KeV étant portée en abscisse et les intensités I en ordonnée. Une première courbe 60 représente le spectre de rayonnement en énergie du rayonnement X 7, avant interposition des filtres physiques 40, 41: l'intensité croit à partir de zéro pour atteindre un maximum vers 24,25 KeV environ, et décroît ensuite jusqu'à s'an- nuler à 40 KeV. La courbe 61 représente le spectre conféré à l'un des faisceaux en éventail, le premier faisceau 13 par exemple après interposition du premier filtre physique 40 constitué en argent par exemple: son intensité croit à partir de zéro beaucoup plus lentement que la première courbe 60 pour atteindre un maximum vers 26 KeV à partir d'o elle décroît brutalement jusqu'à une valeur presque nulle. Une troisième courbe 62, réalisée en traits pointillés pour plus de clarté, représente le spectre du second faisceau 14, après interposition du second filtre matériel 41 constitué par exemple en molybdène: l'intensité là encore croit à partir de zéro beaucoup plus lentement que la première courbe 60, pour atteindre un maximum vers 19 KeV o elle décroît brusquement. Les diminutions brutales en intensité à 26 et 19 KeV, montrées par les seconde et troisième courbes 61, 62 sont dûes respec- tivement à la discontinuité d'absorption présentée par l'argent et le molybdène et représentent respectivement une limite du spectre en énergie du premier et du second faisceaux 13,14. La croissance relativement lente avant ces intensités maxi- mums à 26 KeV et 19 KeV, sont particulièrement liées à l'épaisseur e (montrée sur la figure 1) des matériaux dont sont formés les filtres physiques 40, 41; cette épaisseur e étant, dans l'exemple non limitatif de la description, de l'ordre de 0,03 mm à 0,05 mm. 8 8 180 REVENDICATIONS 1. Appareil d'examen radiologique comportant, un tube ra- diogène (2) produisant un rayonnement X (7), des moyens de col- limation (10) définissant un faisceau plat en éventail (13) à partir dudit rayonnement X (7), des moyens (23,24) pour réaliser un balayage d'un objet (15) par ledit faisceau en éventail (13), des moyens récepteurs (16) sensibles au rayonnement X, caractérisé en ce que lesdits moyens de collimation (10) définissent un second faisceau plat en éventail (14) balayant ledit objet (15) selon un même mouvement (20) que le premier faisceau en éventail (13), et en ce que ledit appareil cPd'examen radiologique (1) comporte en outre des moyens (40, 41) pour conférer auxdits premiers et seconds faisceaux (13, 14) des spectres de rayonnement en énergie (60, 61, 62) différents, avant qu'ils ne traversent Pobjet (15) à examiner, afin d'obtenir simultanément au moins deux images de l'objet (15) sus- ceptibles de contenir des informations différentes. 2. Appareil d'examen radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (40, 41) pour conférer auxdits premiers et seconds faisceaux (13, 14) des spectres en énergie (60, 61) différents, comportent au moins un filtre physique (40) disposé sur le trajet de Pl'un ou l'autre desdits premier et second faisceaux (13, 14). 3. Appareil radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (40, 41) pour conférer auxdits faisceaux (13, 14) des spectres (61, 62) différents, comportent un premier et un second filtres physiques (40, 41) de nature différente, et disposés respectivement sur le trajet du premier et du second faisceaux (13, 14) avant que ceux-ci ne traversent l'objet (15). ---- - 4 Appareil d'examen radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens récepteurs (16) comportent une première et une seconde barrettes de détection (17, 18) exposées respectivement par lesdits premiers et seconds faisceaux (13, 14). 5. Appareil d'examen radiologique selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites premières et secondes barrettes de détection (17, 18) sont déplacées durant le mouvement (20) de balayage en synchronisme avec lesdits premiers et seconds faisceaux (13, 14). 6. Appareil d'examen radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (50) pour absorber le rayonnement X diffusé par l'objet (15). 7. Appareil d'examen radiologique selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour absorber le rayon- nement X diffusé sont constitués par une plaque (50) disposée entre ledit objet (15) et lesdites premières et secondes barrettes de détection (17, 18), et comportant une première et une seconde fentes (51,52) situées en vis à vis desdites barrettes de détection (17, 18). 8. Appareil d'examen radiologique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite plaque (50) est solidarisée auxdites barrettes de détection (17, 18), et déplacée avec ces dernières. 9. Appareil d'examen radiologique selon l'une des revendi- cations 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits filtres physiques (40, 41) sont disposés à la sortie desdits moyens de collimation (10). 10. Appareil d'examen radiologique selon l'une des reven- dications 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque filtre physique (40, 41) est constitué en un matériau dont la discontinuité d'absorption est située à une longueur d'onde correspondant à une limite en énergie conférée au spectre (61,62) de rayonnement desdits fais- ceaux (13, 14). 11. Appareil d'examen radiologique selon l'une des reven- dications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'intensité du spectre (61,62) de rayonnement desdits faisceaux (13, 14) est limitée du côté des basses énergies par l'épaisseur (e) desdits filtres physiques (40, 41).