Brevet FR2585917A1 — publié le 19870206

PROCEDE DE REGLAGE D'UN DISPOSITIF DE RADIOLOGIE La présente invention a pour objet un procédé de réglage d'un dispositif de radiologie. Ce dispositif de radiologie est plus particu- lièrement du type de ceux utilisés dans le domaine médical. Il comporte des moyens pour réaliser des radioscopies et/ou des radiographies avec ou sans le secours d'amplificateurs de luminance. Un dispositif de radiologie comporte un émetteur de rayons X, un panneau porte-patient, et un dispositif de mesure de Pirradiation produite par le tube après qu'elle ait traversé un corps à examiner placé sur le panneau. Le dispositif de mesure peut comporter une caméra de type télévision ou un film radiosensible. Le maniement des tubes à rayons X est délicat. Leur fonctionnement comporte une transformation électronique-électromagnétique. Des électrons émis par une cathode viennent frapper à grande vitesse une anode. Sous l'effet des chocs, l'anode émet le rayonnement X attendu. Cepen- dant le rapport de transformation ne vaut pas un. Une partie de l'énergie des électrons incidents se transforme en rayonnement électromagnétique basse-fréquence: en chaleur. Il en résulte que l'anode s'échauffe et que son utilisation doit être faite avec pré- caution. Différentes solutions ont été imaginées pour résoudre ce problème. Dans une première solution les tubes à rayons X sont munis de dispositifs de refroidissement. Dans une autre solution l'anode des tubes est une anode tournante: elle présente au rayon- nement des électrons une surface sans cesse renouvelée et qui en moyenne s'échauffe moins. Malgré ces solutions, quand la charge demandée au tube est trop forte, il est nécessaire de prévoir des suretés. Ainsi pour chaque type de tube il est mesuré un réseau de caractéristiques donnant, à puissance et à température d'anode données, la durée maximum pendant laquelle le tube peut être utilisé continûment pour que son anode atteigne une température limite. Cette température limite ne peut pas être dépassée sans qu'il en résulte pour le tube des dégradations irrémédiables. La sureté consiste à mesurer la température d'anode en continu et à couper l'alimentation du tube quand la température limite est atteinte. De ce fonctionnement en sureté a été déduit un ensemble de procédures ou méthodes d'utilisation des dispositifs de radiologie. Les méthodes, qui reviennent toutes à la même, consistent à calculer à partir de la haute tension du tube et de la dose à recevoir par un récepteur radiosensible, d'une part, et à partir de la tempé- rature de départ de l'anode d'autre part, pendant combien de temps le tube va pouvoir être utilisé. Ou bien ce temps d'utilisation est inférieur au besoin et l'expérimentation est interdite parce qu'elle ne pourra pas être menée à terme; ou bien cette durée d'utilisation est supérieure au besoin et, dans la plupart des cas, il y a perte de temps. La température d'anode est une donnée inhérente au tube au moment o Pon veut Putiliser: elle est calculée. La haute tension et la dose, ou sensibilité d'un film, sont des données cd'images à réaliser. La haute tension du tube conditionne le spectre du rayonnement X c'est-àdire le pouvoir de pénétration de ces rayons6 On le détermine par expérience en fonction des zones à imager dans un corps humain. La dose, ou la sensibilité du film, est une conséquence directe de cette haute tension et des pratiques habituelles. Elle correspond au produit du courant de chauffage de la cathode du tube par la durée pendant lequel il émet. Cette durée est bien entendu la même que celle de l'utilisation du tube. Ce produit, donné en mA.s, est en définitive directement proportionnel à Pl'exposition du film. Il faut que le film ait reçu une dose de rayonnement suffisant pour qu'on puisse considérer qu'il a suffisamment été exposé. Le produit de la haute tension, les kilovolts Kv, par les milliampères-secondes, les mA.s, donne l'Pénergie radioélectrique dispensée par le tube, c'est-à- dire, au rapport de transformation près, la quantité d'échauffement qu'il en résulte pour lPanode. Par exemple dans une méthode, un opérateur affiche séparé- ment deux données radiographiques les kilovolts et les milliampères- secondes. Le temps d'utilisation est calculé en tenant compte d'un abaque de charge du tube. Le défaut de cette méthode est que si on fait plusieurs poses successives, les temps d'utilisation s'allongent au fur et à mesure des expositions. En effet entre chaque exposition la température d'anode a évolué en s'échauffant: sa marge d'évolution vers la température limite diminue. Dans les générateurs sophis- tiqués pour parer à cet inconvénient un opérateur entre un coef- ficient k, inférieur à 1, qui permet à un microprocesseur de faire un calcul de temps de pose avec un abaque de charge homothétique que de l'abaque de charge réel dans un facteur k. Autrement dit les durées ne sont pas optimisées. Elles sont plus longues (de 1/k). Or pour l'examen des corps humains o certaines parties sont en mouvement, pour éviter un flou cinétique, il est nécessaire de choisir des temps les plus courts. En conséquence avec cette méthode si le fonctionnement est sûr, il n'est pas le meilleur. La présente invention a pour objet de remédier aux incon- vénients cités en simplifiant par ailleurs le travail de l'opérateur. En effet, celui-ci n'est pas intéressé ni par la température de l'anode ni par le facteur de mérite k à attribuer à une expérimentation. Dans l'invention il suffit d'indiquer le nombre de poses N pendant lesquel- les doit fonctionner le tube. Un microprocesseur calcule alors les durées d'exposition de manière à ce qu'elles soient les plus petites possible. L'invention consiste en un procédé de réglage d'un dispositif de radiologie du type comportant les phases suivantes: - on introduit dans un microprocesseur des données relatives à des images à réaliser avec le dispositif et relatives à un' tube à rayons X à utiliser dans le dispositif; - on calcule avec ces données des valeurs de réglage du tube, et, - on règle le tube conformément à ces valeurs, caractérisé en ce que, - dans la phase d'introduction on indique, relativement aux images à réaliser, le nombre désiré de ces images, la haute tension de fonctionnement du tube, et la dose nécessaire à un récepteur radiosensible à utiliser pour révéler les images, et que - dans la phase de calcul on optimise les valeurs de réglage en fonction des données d'images et des données du tube. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'inven- tion. Elles représentent: - figure 1: un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention; - figure 2: un réseau de courbes paramètrées montrant les abaques de charge du tube: - figure 3: un exemple dorganigramme d'opérations d'optimi- sation à réaliser par un microprocesseur. La figure I représente un dispositif pour la mise en oeuvre du proc'dé de l'invention. Il comporte un tube 1 à rayons X qui irradie 2 un corps 3. Le rayonnement qui traverse le corps 3 vient impres- sionner, par exemple, un film radiosensible 4 situé dans un porte- cassette 5 disposé dans un panneau porte-patient 6 à raplomb du corps 3. Un microprocesseur 7 reçoit des données d'image: les kilovolts déterminés expérimentalement par la nature du corps 3, les milliampères-secondes déterminés par la dose nécessaire pour impressionner le film 4 et un nombre N donnant le nombre dimages à réaliser. Quand le récepteur radiosensible est un film, le porte- cassette 5 comporte un dispositif changeur de film pour, à chaque image, présenter un autre film 4 sous le rayonnement 2. En radio- cinéma ou en application numérique, la dose nécessaire est déter- minée par les caractéristiques des détecteurs utilisés. Les données d'image, appelées souvent constantes radiologiques, sont introduites au moyen d'un pupitre 8. Le microprocesseur 7 calcule par ailleurs les données relatives au tube à rayons X: essentiellement la température cPd'anode r. D'une manière connue, ce calcul est prévisionnel; il tient compte de l'historique de fonctionnement du tube depuis sa mise en service. Avec ces données le micro- processeur 7 calcule le temps de pose et le courant de chauffage pour chacune des N images. Il comporte des moyens non représentés, et classiques, pour effectuer les réglages du tube. Une commande 10 permet à un opérateur de mettre en service le dispositif de radiologie une fois que les réglages sont effectués. La durée de mise en service du tube est autorisée par un interrupteur 11 qui symbolise le fonctionnement du tube pendant sa durée de travail. Ce qui caractérise l'invention est que, dans les paramètres introduits au moyen du pupitre 8, on indique le nombre d'images à réaliser: N. Par ailleurs le microprocesseur 7 effectue une optimi- sation de la durée des images pour la rendre la plus courte possible. Le fonctionnement du procédé de l'invention est maintenant expli- qué au regard du réseau de courbes de la figure 2 et de l'organi- gramme de la figure 3. Sur la figure 2 les courbes paramétrées en degrés (800 à I 400 ) indiquent la durée maximum de pose, pour une puissance donnée du tube et pour une température initiale donnée de Panode, au bout de laquelle la température d'anode atteindra la température limite. Pour une puissance donnée du tube, en ordonnée Kv.mA, et pour une température d'anode donnée, on peut déterminer, en abscisse, une durée maximum de pose envisa- geable. A puisance donnée, plus la température cPd'anode au départ de l'expérimentation est élevée, plus la durée possible d'utilisation du tube est courte. Pour une image à réaliser rexposition ou la dose, les mA. s, sont imposées. Comme la haute tension l'est également, le produit Kv. mA.s est donné. Il en résulte des tracés hyperboliques en tirets sur le réseau de la figure 2. Chaque tracé hyperbolique correspond a une exposition donnée. Dans rinvention on calcule comme durée optimale la durée T1 obtenue par l'intersecÉion d'un abaque de charge 12 (paramétrée par la température de départ de l'anode du tube) avec une hyperbole 13 (paramétrée par une expo- sition à réaliser). Dans l'Pétat de la technique décrit, la présence du facteur k conduisait en pratique à retenir un abaque de charge 14 homothétique de l'abaque 12 réel. Il en résultait le choix d'une durée T2 plus longue et donc défavorable du point de vue du flou cinétique. Dans un exemple préféré le procédé de l'invention est mis en oeuvre au moyen d'une suite d'opérations représentées schémati- quement par l'organigramme de la figure 3. Au préalable le micro- processeur 7 enregistre la température e initiale du tube, les données d'image introduites avec le pupitre 8 ainsi qu'une durée arbitraire TO et un incrément de durée arbitraire & T0. Dans un exemple To vaut 100 millisecondes et 6 To vaut 10 millisecondes. Le microprocesseur comporte également dans une mémoire morte les données de tube représentées schématiquement par le réseau des abaques de charge de la figure 2. Dans un premier temps, à une phase 15, une durée d'utilisation calculée est assimilée à la durée arbitraire: T = T0. Dans un deuxième temps, à une phase 16, le microprocesseur calcule une puissance de marche Pm du tube. Cette puissance de marche est égale au rapport du produit Kv.mA.s divisé par la durée "calculée" T. Cette puissance de marche correspond en définitive à un point de la courbe 13. Dans une troisième phase 17 on calcule une durée de marche T m. Cette durée de marche est obtenue en reportant la puissance de marche sur l'abaque de charge considéré du tube: courbe 12. Sur la figure 2, dans l'exemple, Tm est inférieur à To0. Dans une quatrième phase 18 on calcule l'Pécart entre la durée calculée, ici T, et la durée de marche Tm. Si cet écart est supérieur à une précision ú. donnée on modifie la durée calculée T dans un sens convenable. Dans le cas présent T étant supérieur à Tmn' il convient d'augmenter la durée calculée T choisie. La dureT est remplacée par T + AT. On procède ainsi de suite par ajout (ou retrait) d'incréments de durée arbitraire AT jusqu'à ce que Tm et T soient suffisamment voisins Pun de Pautre. Dans ce cas chacun d'eux peut être considéré comme identique à la durée Ti. Cette durée T1 est optimum du point de vue du flou cinétique. En effet elle est la durée la plus courte pour laquelle, si Pl'anode est au départ à une température e donnée, elle se retrouve en fin de durée à la température limite. La sortie OUI du test 18 permet de régler le courant cathodique: il est égal au rapport de la dernière puissance de marche Pm à la haute tension Kv imposée pour le tube. La durée unitaire Tu de chaque image est égale à la dernière durée calculée retenue divisée par le nombre d'images qu'il y a lieu de faire. La haute tension du tube reste telle qu'imposée dès le départ. Dans ces conditions le procédé de réglage de l'invention permet d'optimiser l'utilisation des dispositifs de radiologie. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage d'un dispositif (figure 1) de radiologie du type comportant les phases suivantes: - on introduit (8) dans un microprocesseur (7) les données relatives à des images à réaliser (Kv, mA. s) avec le dispositif, et relatives (figure 2) à un tube à rayons X ( à) à utiliser dans le dispositif, - on calcule avec ces données des valeurs (kv, mA, T) de réglage du tube, et, - on règle (11) le tube conformément à ces valeurs, caractérisé en ce que, - dans la phase dintroduction on indique, relativement. aux images à réaliser, le nombre (N) désiré de ces images, la haute tension (Kv) de fonctionnement du tube, et la dose (mA.s) nécessaire à un récepteur radiosensible à utiliser pour révéler les images, et que - dans la phase de calcul on optimise (figure 3) les valeurs de réglage en fonction des données d'images et des données (figure 2) du tube. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour optimiser on calcule les valeurs de réglage afin que les durées de prise d'image correspondent à des durées les plus courtes possible. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour optimiser les durées, on choisit une durée arbitraire (T0) et un incrément de durée également arbitraire (îT0), on calcule(16) une puissance de marche (Pm) du tube relative à cette durée arbitraire et aux données (13) dimage introduites, on calcule (17) une durée de marche (Tm) du tube relative à cette puissance de marche et aux données (12) de tube, et on optimise, par ajout ou retrait de durées incrémentales à la durée arbitraire, la durée de marche de façon qu'elle soit peu différente de la durée incrémentée.