Brevet FR2657771A1 — publié le 19910809

APPAREIL DE RADIOLOGIE AVEC DIAPHRAGME A OUVERTURE AUTOMATIQUE L'invention concerne les appareils de radiologie à rayons X et, plus particulièrement dans de tels appareils, le diaphragme qui permet de conformer le faisceau de rayons X au volume utile du corps d'un patient à examiner. Un appareil de radiologie comprend principalement une source de rayonnement X qui émet un faisceau de rayons X en direction de la partie du corps du patient à examiner et un récepteur qui détecte les rayons X ayant traversé la partie du corps en cours d'examen. L'angle solide du faisceau de rayons X est limité volontairement par un dispositif appelé diaphragme afin, d'une part, de n'irradier que la zone à examiner et donc réduire la dose de rayonnement au minimum et, d'autre part, de limiter l'importance relative du rayonnement diffusé par la partie examinée qui dépend essentiellement du volume irradié. On comprend que pour couvrir tous les cas possibles, les types de diaphragmes varient avec les systèmes de radiologie mis en oeuvre de manière à maîtriser au mieux la dose au patient et la quantité de rayonnement diffusé. Dans la plupart des appareils de radiologie, le diaphragme est constitué de deux paires de volets mobiles disposés dans des plans parallèles, les mouvements d'une paire étant orthogonaux à ceux de l'autre paire et étant conjugués entre eux. Les mouvements de ces volets sont en général motorisés et commandés par le praticien en fonction du type d'examen à réaliser. A ce diaphragme de base peuvent s'ajouter des accessoires tels que des diaphragmes de formes spéciales que le praticien met en place manuellement pour des applications particulières. Il en est ainsi des appareils de mammographie dans lesquels il est nécessaire d'adapter la forme et la direction du faisceau de rayons X aux dimensions du film radiographique, soit 18cmx24cm ou 24cmx30cm, aux vues en grandissements différents ou à différentes focales, aux vues stéréotaxiques correspondant à des angles d'incidence symétriques par rapport à la verticale, aux différentes positions du film radiographique etc... Le but de la présente invention est donc de réaliser un diaphragme, notamment pour appareil de mammographie, dont l'ouverture s'adapte automatiquement à l'application envisagée par le praticien. L'invention concerne un système de diaphragmes pour faisceau de rayons X dans un appareil de radiologie pour examiner un objet comprenant une source de rayons X qui peut prendre différentes positions angulaires autour dudit objet et un récepteur des rayons X qui ont traversé ledit objet et dont la position est réglable par rapport à la source de rayons X et à l'objet, ledit système comprenant au moins une première paire de volets qui peuvent se déplacer en translation dans un même plan ou dans des plans parallèles suivant un premier axe, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de déplacement de chaque volet de manière indépendante l'un de l'autre, - des moyens de détection de la position et du type de la source de rayons X et du récepteur, - un dispositif de traitement des informations fournies par les moyens de détection de manière à fournir des signaux de commande des moyens de déplacement de chaque volet et ainsi modifier de manière indépendante la position de chaque volet pour obtenir une ouverture du diaphragme appropriée. Le système comprend en outre un pupitre de commande qui fournit notamment des informations au dispositif de traitement. Dans le cas d'un appareil de mammographie qui utilise une pelote de compression, il est prévu, en outre, des moyens de détection du type de pelote utilisée qui fournissent des informations au dispositif de traitement. Le système de diaphragmes peut comporter, en outre, une deuxième paire de volets qui peuvent se déplacer de manière indépendante dans un même plan ou dans des plans parallèles suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, ces volets étant associés à des moyens de déplacement commandés par le dispositif de traitement. Le système de diaphragmes peut comprendre, en outre, un troisième volet qui se déplace autour d'un axe parallèle au premier axe et qui est associé à des moyens de déplacement en rotation commandés par le dispositif de traitement. Le dispositif de traitement est essentiellement constitué d'un microprocesseur convenablement programmé. D'autres buts, 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 de côté schématique d'un appareil de mammographie classique; - la figure 2 est une vue montrant, en perspective cavalière, un mode de réalisation d'un système de diaphragmes selon l'invention dans un appareil de mammographie; - la figure 3 est une vue de dessus d'un exemple de réalisation de volets mobiles indépendants du type à translation, et - la figure 4 est une vue de côté d'un exemple de réalisation d'un volet mobile du type à rotation. L'invention sera décrite dans une application particulière, celle d'un mammographe, mais il est clair qu'elle s'applique à tout système de radiologie dans lequel il est nécessaire de modifier l'angle solide du faisceau de rayons X en fonction des configurations et des paramètres du système. Un système de radiologie du type mammographe comprend, comme le montre la figure 1, une source 10 de rayonnement X portée par une potence 11 disposée au sommet d'une plaque verticale 12. Cette dernière comporte un ensemble 13 sur lequel repose le sein 16 à examiner par l'intermédiaire d'une tablette horizontale 15. Une pelote 17, transparente au rayonnement X et mobile verticalement sur la plaque 12, sert à comprimer le sein. Pour s'adapter à la taille de la patiente, la plaque 12 est montée sur une colonne verticale 9 reposant sur le sol et se déplace verticalement sur ladite colonne grâce à un dispositif mécanique approprié. L'ensemble 13 présente, sur sa partie supérieure et sous la tablette 15, un tunnel dans lequel peut se loger un dispositif destiné à accepter une cassette 18. Cette cassette est constituée d'une boite noire renfermant au moins un film 14 sensible au rayonnement X direct ou à un rayonnement photonique émis par un écran (non représenté) recevant le rayonnement X. C'est sur le film que se forme l'image latente du sein après une durée de pose appropriée; le développement du film donne un cliché radiographique. Le dispositif contenant la cassette, appelé support de cassette, est un élément qui peut être amovible, que l'on glisse dans le tunnel avant la pose et dans lequel on introduit la cassette. Les films sensibles ont des dimensions normalisées, par exemple 18cmx24cm ou 24cmx30cm, et il en est de même des cassettes qui sont prévues pour les contenir ainsi que des supports cassette. Pour passer d'une cassette de dimensions données à une autre ayant des dimensions différentes, il faut habituellement changer en même temps le support de cassette. Il est donc en général prévu un support de cassette adapté aux dimensions de la cassette et qui constitue en quelque sorte un dispositif adaptateur qui est associé à chaque type de cassette. Pour adapter l'angle solide du faisceau de rayons X aux dimensions de la cassette et donc du film, le praticien doit modifier l'ouverture du faisceau émis par la source 10 à l'aide de diaphragmes qui sont placés à proximité de ladite source. Il doit également modifier cette ouverture en fonction des positions verticales de l'ensemble 13 et de la pelote 17, des positions horizontales de la cassette dans le tunnel de la tablette 15, des positions angulaires de la source 10 par rapport à un axe vertical, et des types de foyers, grand ou petit, de la source de rayons X. En général, ces modifications sont effectuées à l'aide de diaphragmes comportant des volets mobiles et motorisés que le praticien déplace à l'aide de commandes appropriées en vérifiant visuellement l'effet des déplacements sur la géométrie d'un faisceau lumineux qui a les caractéristiques géométriques du faisceau de rayons X. Ces manipulations, relativement longues et fastidieuses, sont celles que 11 invention propose d'automatiser en mettant en oeuvre un système de diaphragmes dont l'ouverture est pilotée automatiquement selon les configurations et les paramètres du système de radiologie et du cliché à réaliser. Ce système de diaphragmes sera maintenant décrit en relation avec les figures 2,3 et 4 dans lesquelles les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent la même référence. Le système de diaphragmes selon l'invention comprend principalement des volets mobiles et motorisés 20, des capteurs 21 du type de pelote 17 et de cassettes 18, de position de l'ensemble 13, des cassettes 18 et de la source 10, un dispositif 22 de traitement des informations provenant des capteurs et de commande des volets 20 et un pupitre de commande 23 associé au dispositif 22. Les liaisons entre le dispositif 22 et, d'une part, les capteurs 21 et d'autre part, les volets 20 ont été représentées schématiquement par des traits fléchés portant la référence globale 24. De manière plus précise, une liaison 60 donne les informations concernant la pelote 17, une liaison 61 donne les informations concernant la cassete 18, une liaison 63 donne les informations de position verticale de la pelote 17, une liaison 62 donne les informations de position de l'ensemble 13, une liaison 64 donne les informations de position de la source 10. Par ailleurs, en ce qui concerne les commandes, les liaisons sont les suivantes : une liaison 65 pour la commande d'un volet droit 29, une liaison 66 pour la commande d'un volet tournant 28, une liaison 67 pour la commande d'un volet gauche 27, une liaison 70 pour la commande de la position verticale de la source 10, une liaison 69 pour la commande des paramètres de la source 10 et une liaison 68 pour la commande de l'inclinaision de la source 10 Le dispositif 22 comprend essentiellement un microprocesseur qui, convenablement programmé, détermine les positions des volets 20 et fournit les signaux de commande des moteurs correspondants de manière à obtenir l'ouverture appropriée du faisceau de rayons X. Dans le cas du mammographe de la figure 2, les volets 20 du diaphragme sont au nombre de quatre référencés 26,27,28 et 29, le volet 26 étant fixe et les autres étant mobiles. Le volet fixe 26 est solidaire d'un châssis 42 et définit la limite du faisceau en direction du patient. Le volet 28 est, dans le cas du mammographe décrit, mobile autour d'un axe 30 (figure 4) et définit la limite du faisceau dans la direction s'éloignant du patient. Sa position dépend de l'inclinaison de la source 10 par rapport à la verticale de manière à la compenser et à compenser également l'effet dit du talon d'anode lié à l'utilisation de deux foyers de dimensions différentes.Pour modifier la position angulaire du volet 28, l'axe 30 est entraîné en rotation par un moteur 31 par l'intermédiaire d'une courroie 32 et de deux poulies 33 et 34, le moteur étant commandé par un signal fourni par le dispositif 22. Le volet 28 est porté par l'extrémité d'un bras 35 dont l'autre extrémité est solidaire de l'axe 30. Sur la figure 4, on a représenté les deux positions angulaires extrêmes du volet 28. Les deux volets mobiles 27 et 29 (figures 3) ont leurs bords qui se font face parallèles entre eux de manière à définir une ouverture 36 dans le sens largeur du sein. Chaque volet 27 (ou 29) comporte du côté éloigné du patient deux pattes 37,38 (ou 39,40) qui coulissent sur un guide 41 (ou 41') fixé sur le châssis 42. Le déplacement du volet 27 (ou 29) est obtenu par une courroie 43 (ou 44) qui est fixée en un point 45 (ou 46) du côté du guide 41 (ou 41'); Cette courroie 43 (ou 44) est entraînée en translation par un moteur 47 (ou 48) par l'intermédiaire d'une poulie motrice 49 (ou 50) et de poulies de renvoi telle que celle référencée 51. L'autre extrémité de chaque volet 27 (ou 29), (côté proche du patient) coulisse dans une glissière 52 qui est solidaire du volet fixe 26. L'invention a été décrite dans le cas d'un système de diaphragmes qui comporte deux volets mobiles et indépendants 27 et 29 qui se déplacent en translation pour modifier la largeur de l'ouverture suivant un premier axe, un troisième volet mobile 28 qui se déplace indépendamment en rotation pour modifier la largeur de l'ouverture suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier et un quatrième volet, côté patient, qui est fixe, car il s'agit d'un système de diaphragmes pour appareil de mammographie Cependant, il est clair que l'invention s'applique au cas où les deux volets pour modifier la largeur de l'ouverture suivant le deuxième axe seraient tous les deux mobiles en translation et indépendant comme les deux volets 27 et 29 en utilisant des éléments de motorisation semblables. REVENDICATIONS 1. Système de diaphragmes pour faisceau de rayons X dans un appareil de radiologie pour examiner un objet (16) comprenant une source (10) de rayons X qui peut prendre différentes positions angulaires autour dudit objet (16) et un récepteur (14,18) des rayons X qui ont traversé ledit objet et dont la position est réglable par rapport à la source (10) de rayons X et à l'objet (16), ledit système comprenant au moins une première paire de volets (27,29) qui peuvent se déplacer en translation dans un même plan ou dans des plans parallèles suivant un premier axe, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de déplacement (37 à 51) de chaque volet (27, 29) de manière indépendante l'un de l'autre, - des moyens de détection (21) de la position et du type de la source (10) de rayons X et du récepteur (14,18), - un dispositif (22) de traitement des informations fournies par les moyens de détection (21) de manière à fournir des signaux de commande des moyens de déplacement (47,48) de chaque volet (27,29) et ainsi modifier de manière indépendante la position de chaque volet pour obtenir une ouverture du diaphragme approprié. 2. Système de diaphragmes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un pupitre (23) de commande associé au dispositif de traitement (22) et prévu pour fournir des informations complémentaires audit dispositif de traitement. 3. Système de diaphragmes selon la revendication 1 ou 2 dans son application à un appareil de mammographie comportant une pelote de compression (17), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de détection (21) du type de pelote utilisé qui fournit des informations correspondantes au dispositif de traitement (22). 4. Système de diaphragmes selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une deuxième paire de volets qui peuvent se déplacer en translation dans un même plan ou dans deux plans parallèles suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier, lesdits volets étant associés à des moyens de déplacement de chaque volet de manière indépendante qui sont commandés par ledit dispositif (22) de traitement. 5. Système de diaphragmes selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième volet (28) mobile qui peut se déplacer en rotation autour d'un axe (30) parallèle audit premier axe, ledit troisième volet (28) étant associé à des moyens de rotation (30 à 34) qui sont commandés par ledit dispositif (22) de traitement. 6. Système de diaphragmes selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de chaque volet (27 ou 29) comprend deux guides (41,52) (ou 41',52) dans lesquels coulisse le volet, un moteur (47,48) commandé par ledit dispositif (22) de traitement et une courroie (43,44) solidaire dudit volet qui est entraînée en translation par ledit moteur.