Brevet FR2640868A1 — publié le 19900629

APPAREIL DE RADIOLOGIE A ISOCENTRE MOBILE DANS L'ESPACE L'invention est relative à un appareil d'observation ou d'exploration du corps humain à l'aide de rayons X. Pour l'examen de certaines parties du corps humain, notamment les vaisseaux sanguins (examen vasculaire), on utilise un faisceau de rayons X dont la direction est variable de manière à pouvoir observer ces parties sous diverses incidences. Ainsi, pour examiner une zone quasi ponctuelle du corps, le faisceau de rayons X doit tourner - de préférence selon toutes les directions possibles - autour d'un point géométrique, appelé "isocentre", qui est caractéristique de l'appareil d'observation et qui coïncide avec la zone à examiner. Par ailleurs, il est nécessaire que l'isocentre soit aussi déplaçable dans l'espace selon une courbe de forme quelconque, par exemple pour examiner un vaisseau sanguin lors d'un examen vasculaire. Un appareil qui assure ces fonctions est appelé statif d'exploration à isocentre mobile. Il comporte une source de rayons X et un détecteur de rayonnement X qui sont en général fixes l'un par rapport à l'autre. Pour la commodité de l'exposé, on se référera dans ce qui suit à un vecteur RX dont la direction est celle du faisceau de rayons X produit par la source vers le détecteur. L'isocentre est aligné avec ce vecteur RX et est situé à un point déterminé entre la source et le détecteur qui dépend du réglage de la source de rayons X. En plus de la mobilité de l'isocentre, un tel appareil d'exploration doit satisfaire à d'autres exigences qui dépendent du type d'examen qui doit être pratiqué. Ainsi, il faut pouvoir passer d'une position d'exploration à une autre en un temps relativement court sans avoir à arrêter l'exploration. Par ailleurs, les mouvements du praticien, chargé de l'examen, ne doivent pas être entravés et l'encombrement de l'appareil doit être modéré afin que la salle d'examen ne soit pas de dimensions trop importantes. En outre, il est souvent souhaitable de faire varier le grandissement, c'est-à-dire de faire varier la position de la zone à observer sur le vecteur RX. Un appareil réalisant ces fonctions comprend un support, habituellement un arceau, pour l'ensemble source-détecteur qui permet la rotation du vecteur RX dans un plan. Ce support est solidaire d'un bras qui peut tourner autour d'un axe horizontal distinct de celui autour duquel peut tourner le vecteur RX dans le plan. Ce bras est solidaire d'une colonne verticale le long de laquelle il peut se déplacer. Par ailleurs, l'appareil comporte une table sur laquelle repose le patient à examiner et le plateau de cette table peut se déplacer suivant deux axes situés dans un plan horizontal et un troisième axe vertical. Un appareil de ce type est, par exemple, décrit dans le brevet US 4481656. Un tel appareil est complexe et onéreux. Dans la demande de brevet français publiée n 2 588 745 il est décrit un appareil de radiologie dans lequel le déplacement de l'isocentre est obtenu par la combinaison d'un déplacement du support, portant l'ensemble source-détecteur, en direction verticale le long de la colonne, d'un déplacement de la table et/ou de la colonne selon une direction horizontale et d'un déplacement de la colonne selon une autre direction horizontale, perpendiculaire à la direction de déplacement de la table. Un tel appareil permet ainsi trois degrés de liberté pour les mouvements de l'isocentre: un degré de liberté par le déplacement de la table (direction OX), un degré de liberté par le déplacement de la colonne (direction OY) perpendiculairement à la direction OX et un degré de liberté par le déplacement le long de la colonne verticale (direction OZ). Ainsi l'isocentre peut parcourir une forme quelconque dans l'espace. L'appareil qui vient d'être décrit présente les inconvénients suivants: le déplacement de l'isocentre est obtenu par les mouvements de deux éléments séparés: le statif qui porte l'ensemble source-détecteur et la table qui porte le patient et il n'est pas aisé de combiner et coordonner leurs mouvements, surtout lorsque le praticien en effectue lui-même la commande. Le praticien n'a pas facilement accès au patient sur la table car ses mouvements sont entravés par la présence du statif. Un but de la présente invention est donc de réaliser un appareil de radiologie dans lequel le mouvement de l'isocentre est obtenu essentiellement par le déplacement du statif. Un autre but de la présente invention est de réaliser un appareil de radiologie dans lequel le statif est prévu pour dégager la table de support du patient et ainsi permettre un accès sans entraves des deux côtés de la table. L'invention est relative à un appareil de radiologie à isocentre mobile dans l'espace qui comprend une table disposée parallèlement par rapport à un axe longitudinal et horizontal X'X et à un axe transversal et horizontal Y'Y et un statif, ledit statif comportant un ensemble sourcedétecteur porté par un arceau qui coulisse dans une gaine, la gaine étant montée pivotante autour d'un premier axe horizontal parallèle à Y'Y et porté par un chariot, caractérisé en ce que le chariot est monté coulissant sur une colonne dont l'extrémité inférieure pivote autour d'un deuxième axe horizontal parallèle à Y'Y et en ce que ce deuxième axe horizontal est monté sur une embase qui est mobile dans un plan horizontal. Dans une première variante, l'embase est mobile suivant une direction parallèle à l'axe Y'Y. Le pivotement de la colonne autour de ce deuxième axe horizontal parallèle à Y'Y permet de déplacer l'ensemble sourcedétecteur dans un plan vertical parallèle à X'X tandis que le déplacement de l'embase permet de le déplacer dans un plan vertical parallèle à Y'Y. Le déplacement du chariot sur la colonne permet le déplacement vertical de l'ensemble source-détecteur. La rotation de la gaine autour du premier axe horizontal parallèle à Y'Y permet de choisir l'angle d'incidence des rayons X par rapport à Y'Y tandis que la rotation de l'arceau permet de choisir l'incidence des rayons X par rapport au X'X. Le déplacement de l'embase permet également de dégager la tête du patient en dehors de l'examen proprement dit. Dans une autre variante, l'extrémité de l'embase opposée à celle de l'axe de pivotement de la colonne (deuxième axe) est montée pivotante autour d'un axe vertical qui est confondu avec l'axe de rayonnement de la source lorsque l'arceau et la colonne sont disposés dans le même plan vertical. Cette deuxième variante permet d'obtenir des mouvements d'exploration qui sont symétriques de part et d'autre du patient et donc de dégager un côté ou l'autre du patient pour en permettre l'accès au praticien. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective cavalière d'un appareil de radiologie selon l'invention, cette vue montrant deux positions du statif de l'appareil; - la figure 2 est une vue en perspective cavalière d'un autre exemple de réalisation d'un statif de radiologie selon l'invention, et - la figure 3 est une vue en perspective cavalière d'un statif de radiologie semblable à celui de la figure 2 mais présentant une disposition particulière de l'ensemble source-détecteur par rapport à l'arceau de support. L'appareil de radiologie selon l'invention comprend un statif de radiologie 10 et une table 11 de support d'un patient 12. Pour des raisons de clarté du dessin, la table 1il a été représentée uniquement sous la forme d'un plan horizontal mais on comprendra qu'elle est supportée par un pied qui comporte de manière connue des dispositifs de déplacement suivant trois axes orthogonaux X'X, Y'Y et Z'Z. Le statif 10 comprend une source 13 de rayons X et au moins un détecteur 14 de rayonnement X montés sur les deux extrémités diamétralement opposées d'un arceau 15 en forme d'arc-de-cercle. La source 13 est associée à des moyens de commande, non représentés, tandis que le ou les détecteurs de rayonnement X sont associés à des moyens d'imagerie, non représentés, qui permettent la photographie et/ou la reproduction d'une image sur un écran de visualisation tel que celui d'un tube à rayons cathodiques et, éventuellement, la mémorisation dans un ordinateur. L'arceau 15 est porté par une gaine 16 dans laquelle il peut coulisser sous la commande d'un dispositif de déplacement, connu par ailleurs, de manière à obtenir une rotation autour d'un axe passant par le centre A de l'arceau. La gaine 16 est supportée par un chariot 17 et tourne autour d'un axe 18 solidaire du chariot 17. Le chariot 17 est monté coulissant sur une colonne 19 dont l'extrémité inférieure pivote autour d'un axe 20 porté par une embase 21. La double flèche 25 indique les sens de déplacement du chariot 17 sur la colonne 19. De même, la double flèche 26 indique les deux sens de rotation de la colonne 19. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'embase 21 est montée sur un rail 32 et se déplace rectilignement suivant l'axe indiqué par la double flèche 23. Dans les exemples de réalisation des figures 2 et 3, l'embase 21 pivote autour d'un axe vertical 24. Sur les différentes figures, les moyens qui permettent de réaliser les différents mouvements n'ont pas été représentés car ils sont connus par ailleurs ou sont à la portée de l'homme de métier sans faire oeuvre d'invention. Les différents axes de déplacement et de rotation ont, de préférence, les orientations suivantes dans l'espace: les axes 18, 20 et 23 sont parallèles à l'axe horizontal Y'Y et l'axe 24 (figures 2 et 3) est vertical comme déjà indiqué ci-dessus. En outre, cet axe 24 est confondu avec le vecteur RX lorsque l'arceau 15, l'ensemble source- détecteur et la colonne 19 sont disposés verticalement. Avec l'appareil de radiologie représenté sur la figure 1, tous les mouvements, qu'ils soient de déplacement rectiligne ou de rotation, sont indépendants les uns des autres. C'est ainsi que: - l'embase 21 se déplace parallèlement à l'axe Y'Y sur un rail 22, - la colonne 19 pivote autour d'un axe 20 parallèle à l'axe Y'Y, - le chariot 17 se déplace sur la colonne 19, - la gaine 16 pivote autour d'un axe 18 parallèle à l'axe Y'Y, - enfin, l'arceau 15 coulisse dans la gaine 16 en pivotant autour d'un point A. Ces différents mouvements indépendants peuvent être contrôlés par un système de commande électronique approprié et assisté par ordinateur de manière que l'isocentre de l'appareil décrive n'importe quelle courbe dans le volume d'examen o est disposé le patient. On peut ainsi réaliser l'examen vasculaire d'un membre du patient ou d'un vaisseau sanguin du corps proprement dit. C'est ainsi que la combinaison des mouvements de rotation de la colonne 19, le coulissement du chariot 17 et la rotation de la gaine 16 permettent de déplacer l'isocentre sur l'axe X'X du point 0, qui correspond à la disposition représentée en traits pleins (figure 1), au point 0', qui correspond à la disposition représentée en tirets. Sur la figure 1, le rail 22 et donc l'embase 21 sont disposés sur le côté gauche du patient mais il est clair que cette disposition peut être inversée à condition, bien entendu, d'inverser la position de la gaine et de l'arceau par rapport à la colonne 19. La disposition de la figure 1 permet, à l'aide du rail 22, d'éloigner le statif, c'est-à-dire en fait l'ensemble source-détecteur, de la table 11 et de dégager ainsi l'accès à cette dernière. On remarquera que la disposition de la figure 1 est dissymétrique par suite de la position du rail 22 par rapport au patient. Dans certaines applications, cette dissymétrie peut devenir gênante et l'invention propose un agencement symétrique représenté sur les figures 2 et 3. Dans les appareils de radiologie représentés sur les figures 2 et 3, la plupart des éléments sont identiques à ceux de la figure 1 et portent la même référence. Le seul élément nouveau est une embase 21 qui pivote autour de l'axe vertical 24 dont la position a été définie ci-dessus. Par rapport à la disposition de la figure 1 comportant une embase qui est mobile suivant un axe parallèle à Y'Y, la disposition des figures 2 et 3 permet, par le pivotement autour de l'axe 24 indiqué par la double flèche 27, de déplacer l'embase 21 dans deux directions parallèles l'une à l'axe Y'Y et l'autre à l'axe X'X. En outre, le pivotement permet d'effectuer le déplacement de l'ensemble source-détecteur de part et d'autre de la table 11 en fonction du type d'examen. Ainsi, l'examen peut être réalisé dans les conditions optimales pour le praticien et les mesures radiologiques. Enfin, le statif peut être éloigné suffisamment de la tête du patient pour en permettre l'accès au praticien. Les appareils de radiologie des figures 2 et 3 sont identiques à l'exception de la position de l'ensemble source-détecteur par rapport à l'arceau. Sur la figure 3, l'ensemble source-détecteur est dans le plan de l'arceau 15, ce qui est habituel en radiologie; par contre, sur la figure 2 comme sur la figure 1, l'ensemble source-détecteur est disposé dans un plan parallèle à l'arceau 15. Cette deuxième disposition présente les avantages suivants: - la longueur de coulissement de l'arceau est plus grande car les extrémités de l'arceau dans son plan sont dégagées; - la source et le détecteur peuvent être plus facilement écartés ou rapprochés l'un de l'autre car leur débattement n'est pas gêné par l'arceau; L'appareil de radiologie selon l'invention qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages tels que: - l'exploration tête- pieds du patient sans bouger ce dernier, - le dégagement de la tête du patient pour en permettre l'accès par le praticien, - la suppression du rail au sol latéral, parallèle à la table pour déplacer latéralement le statif, ce qui permet l'accès à la table par les deux côtés, - le déplacement de la partie mécanique au sol vers un secteur de la salle non utilisé par le praticien, ceci est particulièrement vrai pour l'arrangement de la figure 1, - la réduction des masses d'inertie à déplacer. REVENDICATIONS 1. L'appareil de radiologie à isocentre mobile dans l'espace qui comprend une table (11) disposé parallèlement par rapport à un axe longitudinal et horizontal X'X et à axe transversal et horizontal Y'Y et un statif (10), ledit statif (10) comportant un ensemble source-détecteur (13, 14) porté par un arceau (15) qui coulisse dans une gaine (16), la gaine étant montée pivotante autour d'un premier axe horizontal (18) parallèle à Y'Y et porté par un chariot (17), caractérisé en ce que le chariot (17) est monté coulissant sur une colonne 19 dont l'extrémité inférieure pivote autour d'un deuxième axe horizontal (20) parallèle à Y'Y et en ce que ce deuxième axe horizontal (20) est monté sur une embase (21) qui est mobile dans un plan horizontal. 2. Appareil de radiologie selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase (21) est mobile suivant une direction parallèle à l'axe Y'Y. 3. Appareil de radiologie selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embase (21) est monté sur un rail (22) disposé parallèlement à l'axe Y'Y. 4. Appareil de radiologie selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de l'embase (21) opposée à celle de l'axe de pivotement de la colonne (19) est montée pivotante autour d'un axe vertical (24). 5. Appareil de radiologie selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit axe vertical (24) est confondu avec l'axe de rayonnement de la source (13) de rayons X lorsque l'arceau (15) et la colonne (19) sont disposés dans le même plan vertical. 6. Appareil de radiologie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source (13) et le détecteur (14) sont disposés aux extrémités de l'arceau (15) de manière que l'axe du rayonnement X soit situé dans le plan de l'arceau (15). 7. Appareil de radiologie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source (13) et le détecteur (14) sont disposés latéralement aux extrémités de l'arceau (15) de manière que l'axe du rayonnement X soit situé dans un plan parallèle à celui de l'arceau (15).