Brevet FR2688938A1 — publié le 19930924

Amplificateur de brillance radiologique L'invention concerne un amplificateur de brillance radiologique, comportant un boîtier, un écran d'entrée, un écran de sortie, des électrodes pour le système optoélectronique et une anode, disposée au voisinage de l'écran de sortie, constituée de plusieurs éléments et servant à appliquer la tension accélératrice, les différentes parties de l'anode étant séparées les unes des autres par un isolant De tels amplificateurs de brillance radiologique sont utilisés pour convertir et amplifier des images radiologiques en une image visible ou en une succession de signaux électriques représentant l'image radiologique. Dans EP-A-0 429 694, on décrit un tel amplificateur de brillance radiologique, dans lequel le boîtier est formé de plusieurs éléments L'élément du boîtier, qui est tourné vers l'écran de sortie et qui est formé d'une céramique, entoure l'anode et des électrodes à haute tension Par exemple, l'électrode, qui est disposée à proximité de l'anode, à savoir l'électrode de focalisation, est placée à20 une tension de 5 k V, et l'anode, ainsi que l'écran de sortie sont placés à la tension accélératrice complète de 30 k V Il s'est avéré qu'un inconvénient réside dans le fait que, notamment, dans le cas d'amplificateurs de brillance de grande taille, dans lesquels, en rapport avec la qualité de l'image, une tension accélératrice élevée est nécessaire, soit on n'obtient qu'un faible rendement de sortie, étant donné que la majeure partie des électrons traverse l'écran luminescent de sortie sans être détectés par ce dernier et être convertis en une lumière, soit il est nécessaire d'appliquer sur l'écran luminescent un revêtement épais, tel qu'il entraîne une réduction de la résolution Mais, par ailleurs, il est nécessaire de prévoir une tension accélératrice élevée afin d'obtenir une bonne qualité de l'image. D'après DE-A-22 30 802, on connaît un amplificateur de brillance radiologique, dans lequel il est prévu deux anodes, qui sont fixées l'une à l'autre par des billes isolantes Aucune indication de tension n'est fournie de sorte que l'on part du fait que les conditions de tension déjà mentionnées sont présentes, si bien que l'on obtient les inconvénients indiqués. Dans DE-C-24 28 341, on décrit un amplificateur de brillance, dans lequel en amont d'une anode est placée une électrode, cette anode et cette électrode étant assurément fixées l'une à l'autre en étant isolées mécaniquement, mais en étant reliées électriquement par l'intermédiaire d'une20 résistance De ce fait, sous l'effet de l'impact répété d'électrons sur l'écran luminescent, il se manifeste, dans le cas de l'apparition brusque de sources de lumière très lumineuse, une chute de tension provoquant une déformation du spot lumineux Il s'avère qu'un inconvénient réside dans le fait que des points image lumineux présentent une déformation Mais étant donné que, comme cela a déjà été mentionné, la tension accélératrice doit de préférence être élevée en rapport avec la qualité d'image, on obtient également les inconvénients déjà mentionnés pour un tel amplificateur de brillance. L'invention a pour but de créer un amplificateur de brillance radiologique du type indiqué plus haut, qui permette aussi bien d'avoir une tension accélératrice élevée qu'une faible épaisseur de la couche de substance luminescente pour un rendement lumineux élevé, afin de pouvoir satisfaire à toutes les exigences. Le problème est résolu, conformément à l'invention, grâce au fait que, lors du fonctionnement de l'amplificateur de brillance radiologique, conformément aux spécifications, -les premières parties de l'anode, qui sont les plus proches de l'écran de sortie, sont placées à une tension qui est inférieure à la tension accélératrice appliquée aux secondes parties de l'anode, qui sont les plus proches de l'écran d'entrée De ce fait, une tension accélératrice aussi élevée que possible peut être appliquée à l'anode L'énergie des électrons est cependant freinée par la tension suivante plus faible des autres parties de l'anode, de sorte, qu'en dépit d'un écran luminescent de sortie relativement mince, un nombre important d'électrons sont absorbés dans l'écran luminescent. On peut réaliser l'isolation en disposant dans l'anode un corps isolant annulaire, qui isole les unes des autres les parties de l'anode ou que sur l'anode est disposée une couche isolante qui est recouverte par une couche conductrice De ce fait, il est possible d'appliquer de façon simple aux premières parties, une tension plus faible qu'aux autres parties de l'anode, si bien que l'on obtient un freinage suffisant des électrons dans la zone de l'anode. On obtient une constitution simple de l'anode, qui constitue simultanément un support pour l'écran de sortie, lorsque l'anode comporte une plaque perforée en tant que support de l'écran de sortie et de la seconde partie de l'anode, la plaque perforée et la seconde partie de l'anode étant séparées par un corps isolant annulaire De ce fait, on peut conserver la constitution usuelle de l'anode, mais les deux potentiels conformes à l'invention peuvent être appliqués à l'anode On obtient un autre agencement lorsque l'anode possède un corps isolant, qui est monté sur le boîtier et sur une face duquel est montée une première partie de l'anode et sur la seconde face est montée une seconde partie de l'anode, la première partie de l'anode étant pourvue d'une bride servant à maintenir l'écran de sortie. Pour appliquer le potentiel d'anode à la partie de l'anode, qui est tournée vers la photocathode, il est approprié que l'anode comporte des traversées de tension servant à loger la borne de la seconde partie de l'anode. L'action de freinage des électrons peut, en outre, être accrue lorsque la première partie de l'anode est raccordée à10 l'écran de sortie. Si les parties de l'anode sont raccordées à une alimentation à haute tension, il s'est avéré approprié que l'alimentation à haute tension possède les moyens de réglage permettant de régler la tension pour la première partie de15 l'anode. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci- après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente un amplificateur de brillance radiologique conforme à l'état de la technique; la figure 2 représente schématiquement un amplificateur de brillance radiologique avec une alimentation de tension pour les électrodes; et les figures 3 à 6 montrent différentes formes de réalisation, conformes à l'invention, de parties de sortie de l'amplificateur de brillance représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un amplificateur de brillance radiologique 1 connu, pourvu d'un boîtier qui est constitué de deux parties céramiques 3 et 4 et d'une partie métallique 5 Le diamètre du boîtier 3 à 5 de l'amplificateur de brillance radiologique 1 s'élargit depuis la première partie céramique 3 du boîtier jusqu'à la partie métallique 5 de ce boîtier La partie métallique 5 du boîtier peut être réalisée en acier traité ou en VACON et les parties céramiques 3 et 4 du boîtier peuvent être réalisées en oxyde d'aluminium (A 1203). A la partie métallique 5 du boîtier est fixé l'écran d'entrée 6, qui forme une terminaison, située côté entrée, du boîtier du tube et dans lequel, de façon connue, un écran luminescent 8, qui est constitué par exemple par du iodure de césium (Cs I), une photodiode 9 sont disposés sur un support en aluminium 7 Sur le côté opposé, dans l'ouverture de la partie céramique 3 du boîtier est inséré,10 en tant que support pour l'écran de sortie 11, l'anode 10 qui est fixée par brasage dur à la partie 3 du boîtier L'écran de sortie il possède une plaque 12 transparente du point de vue optique, sur la surface intérieure de laquelle est disposé un écran luminescent 13 L'écran luminescent 13 est recouvert par une feuille métallique 14, réalisée par exemple en aluminium La feuille métallique 14 est habituellement raccordée électriquement à l'anode 10. La première partie céramique 3 du boîtier est constituée essentiellement avec une forme cylindrique Sur sa face tournée à l'opposé de l'écran de sortie 11, la première électrode 16, réalisée en un alliage d'aluminiummm est fixée par exemple au moyen d'un brasage dur L'électrode 16 est constituée essentiellement par une plaque perforée comportant une partie cylindrique. La première partie céramique 3 du boîtier est pourvue d'une bride annulaire 15, au moyen de laquelle la seconde partie tubulaire céramique 4 du boîtier est raccordée à la première partie 3 du boîtier par brasage Dans la zone située à l'extérieur de la première électrode 16, la seconde partie 4 du boîtier est recouverte intérieurement par une seconde électrode 17. Sur son côté tourné à l'opposé de l'écran de sortie 11, la troisième électrode 18 est frettée, par exemple par échauffement et refroidissement ultérieur, extérieurement sur la seconde partie 4 du boîtier Cette électrode 18 est constituée par une pièce de f orme en aluminium moulé Elle est emmanchée sur la partie avant de la partie 4 du boîtier et est dirigée vers l'avant, en s'élargissant tout d'abord avec une forme conique puis en se prolongeant par une forme5 annulaire. De même, la partie 5 métallique du boîtier, qui porte l'écran d'entrée 6, est fixée par brasage sur ce côté de la seconde partie 4 du boîtier, en enveloppant la troisième électrode 18.10 Le contact extérieur des électrodes est réalisé dans le cas de l'électrode 16 au moyen de la métallisation du cordon de brasure, dans le cas de l'électrode 17 par l'intermédiaire du raccord 16 de la pompe et dans le cas de l'électrode 18 par l'intermédiaire d'une traversée15 particulière étanche au vide (non représentée) Le contact pour la photocathode 9 et l'anode 10 est réalisé par l'intermédiaire des parties métalliques 5 et 10 du boîtier, qui sont raccordées à ces électrodes. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement l'amplificateur de brillance radiologique 1 avec un générateur à haute tension 2 en tant que système d'alimentation en tension La photocathode 9, l'anode 10, les électrodes 16 à 18 ainsi que l'écran de sortie 11 sont raccordés, conformément à l'invention, au générateur à haute tension 2, qui les charge avec des tensions accélératrices, des tensions de freinage et des tensions pour le système optoélectronique, correspondantes Comme dans le cas des amplificateurs de brillance radiologique selon l'état de la technique, la photocathode 9 ainsi que les parties métalliques 5 du boîtier de l'amplificateur de brillance radiologique 1 (liaison non représentée) sont placés au potentiel nul Par exemple, une tension de 80 V est appliquée à la troisième électrode 18, une tension de 370 V est appliquée à la seconde électrode 17 et une tension de 3 à 5 k V est appliquée à la première électrode 16 Comme tension accélératrice, par exemple une tension de 30 k V, est appliquée à l'anode 10 L'écran de sortie il est placé par exemple à un potentiel de 5 à 25 k V, de sorte qu'un freinage des électrons se produit entre l'anode et l'écran de sortie 11. L'écran de sortie il peut posséder un potentiel quelconque ou, par suite du raccordement à la première partie 21 de l'anode, peut être placé au même potentiel que cette partie 21 de l'anode. Sur la figure 3, on a représenté une première forme de réalisation de l'anode 10 formée de deux parties, comportant l'écran de sortie Un élément isolant annulaire 23 est inséré dans l'anode 10 connue d'après la figure 1, en sorte que l'anode 10 est subdivisée en deux parties 21 et 22. La première partie 21 de l'anode est formée par un élément de la partie cylindrique de l'anode 10 et par un élément formant bride, qui est raccordé à la partie céramique 3 du boîtier. La plaque 12 de l'écran de sortie 11 est placée sur l'ouverture de la première partie 21 de l'anode La feuille métallique 14, qui recouvre l'écran luminescent 13, est raccordée à la première partie 21 de l'anode La seconde partie 22 de l'anode est fixée sur l'autre face de l'élément isolant annulaire Elle forme le prolongement de l'anode 10. L'élément formant bride de la première partie 21 de l'anode possède une traversée de tension isolée 28, dans laquelle s'étend la borne 29 raccordée à la seconde partie 22 de l'anode A cette borne 29 est appliqué le potentiel d'anode, délivré par le générateur à haute tension 2 et qui est égal par exemple à 30 k V et est destiné à être envoyé à la seconde partie 22 de l'anode, tandis que l'élément formant bride de la première partie 21 de l'anode est placé au potentiel de freinage, en sorte que la feuille métallique 14 raccordée à la première partie 21 de l'anode est également placée au potentiel de freinage, qui est modifiable à l'aide des moyens de réglage 24 du générateur à haute tension 2 et est compris par exemple entre 5 et 25 k V. Sur la figure 4, on a représenté une autre forme de réalisation de l'élément de sortie de l'amplificateur de brillance radiologique 1 Sur la partie céramique 3 du boîtier est fixée une plaque perforée 25 constituant la première partie de l'anode et dont l'ouverture est recouverte extérieurement par l'écran de sortie 11, qui est constitué par la plaque 12, l'écran luminescent 13 et la feuille10 métallique 14 Côté intérieur, sur le bord de l'ouverture de la plaque perforée 25 est fixé un corps isolant en forme de plaque 26, sur lequel est montée la partie cylindrique 27 de l'anode 10, qui correspond à la seconde partie 22 de l'anode de la figure 3 La plaque perforée 25 possède également la traversée de tension isolée 28, par laquelle la partie 27 de l'anode 10 est alimentée par le générateur de tension 2 avec un potentiel d'anode égal, par exemple, à 30 k V La plaque perforée 25, qui peut comporter une bride 30 au voisinage de l'écran de sortie 11, est placée à un potentiel de freinage, en sorte que la feuille métallique 14, qui est raccordée à la plaque perforée 25, est également placée au potentiel de freinage de par exemple 5 à 25 k V, qui peut être modifié à l'aide des moyens de réglage 24 du générateur à haute tension 2. Sur la figure 5, on a représenté une autre forme de réalisation L'anode 10 est également constituée par une plaque perforée 25, une partie cylindrique 27 et une partie formant bride 30 Ces trois parties sont maintenant raccordées électriquement entre elles A la place de ces trois parties, on peut cependant utiliser également une partie, connue d'après la figure 1, de l'anode 10. Sur la bride 30, ainsi que dans la zone inférieure, tournée vers l'écran de sortie 11, de la partie 27 de l'anode , est disposée une couche isolante 31, sur laquelle est déposée une couche conductrice 32, cette dernière ne recouvrant pas la couche isolante 31 dans la zone marginale, en sorte qu'une section isolante reste libre Au voisinage de la bride 30, la plaque 12 de l'écran de sortie 11, qui est recouverte par la feuille métallique 14, est fixée à cette5 couche conductrice 32, en sorte qu'un contact conducteur est établi entre la couche conductrice 32 et la feuille métallique 14 Dans cet exemple de réalisation, la tension accélératrice est appliquée soit à la plaque perforée 25, soit à la zone extérieure de la bride 30 de la seconde partie 27 de l'anode Le potentiel de freinage est appliqué à la couche conductrice 32 qui est située sur l'autre face de la bride 30, en sorte qu'aussi bien la couche conductrice 32 que la feuille métallique 14 sont placées au potentiel de freinage réglable, qui est compris, par exemple, entre 5 et 25 k V. Comme matériau pour la couche isolante 31, on peut utiliser par exemple de l'oxyde d'aluminium (A 1203), de l'émail ou de la porcelaine Comme matériau pour la couche conductrice 32, on peut utiliser des métaux ou un20 semiconducteur Dans le cas d'une couche métallique, le même potentiel est, par conséquent, appliqué à l'ensemble de la couche isolante 32 Cependant, dans le cas d'une couche semiconductrice, il s'établit un potentiel glissant, en sorte que les électrons sont freinés lentement. Cependant, comme autre forme de réalisation, la zone entièrement cylindrique de la partie 27 de l'anode 10 peut être recouverte par la couche isolante 31 et par la couche conductrice 32, auquel cas, dans la zone de l'anode 10 tournée vers l'écran luminescent d'entrée, la couche conductrice 32 est pourvue d'un contact électrique de raccordement à l'anode 10 Comme matériau pour la couche conductrice 32, on utilise un matériau semiconducteur ou un matériau résistif La couche conductrice 32 est raccordée à la feuille métallique 14 Un raccordement de la feuille métallique 14 au générateur à haute tension 2 n'est pas nécessaire, étant donné qu'un potentiel plus négatif par rapport à l'anode 10 s'établit, en raison du fait que les électrons rencontrent l'écran de sortie 11. Sur la figure 6, on a représenté une autre forme de réalisation d'une anode formée de deux parties, ainsi que la partie de sortie de l'amplificateur de brillance radiologique 1 Un corps annulaire isolant 33 est monté sur la partie céramique 3 du boîtier, qui est réalisée dans ce cas avec une forme en T Sur la face de ce corps tourné vers l'extérieur10 est fixée une plaque perforée 34 coudée et formée de plusieurs éléments, à l'extrémité de laquelle est monté l'écran de sortie il déjà décrit Une première partie cylindrique 35 de l'anode, qui est pourvue d'une bride, est fixée dans la zone médiane de la plaque perforée 34.15 Sur l'autre face du corps isolant 33 est montée la seconde partie 36 de l'anode, qui est agencée avec une forme cylindrique et qui possède, pour sa fixation une bride coudée de façon multiple Le corps isolant 33 est pourvu d'une couche métallique 37 dans la zone de fixation de la seconde partie 36 de l'anode, et est pourvue d'une couche métallique 37 dans la zone de fixation à la partie céramique 3 du boîtier dans sa zone extérieure, en sorte que le raccordement de la tension peut s'effectuer à la seconde partie 36 de l'anode partir de l'extérieur, par l'intermédiaire de cette couche métallique 37 La première partie 35 de l'anode est placée à un potentiel de freinage, au moyen de l'application d'une tension à la plaque perforée 34. La première électrode 16 est fixée, par l'intermédiaire de supports 38, à la partie céramique 3 du boîtier Entre le point de jonction de la partie 3 du boîtier et des supports 38 et le point de fixation de la bride 15 sur la partie 3 du boîtier, il est prévu une autre couche métallique 39, au moyen de laquelle l'électrode 16 est chargée avec la tension correspondante égale par exemple à 5 k V. il Les surfaces libres, qui sont exposées au vide de l'amplificateur de brillance radiologique 1, de la partie céramique 3 du boîtier, ainsi que du corps annulaire isolant 33, sont recouvertes par des couches résistives 40 et 41, formées par exemple d'oxyde de chrome (Cr 2 03), afin que des électrons, rencontrant ces couches, puissent être évacués. Grâce à cette structure de l'anode 10 en plusieurs parties, on peut appliquer des tensions différentes, en sorte que, d'une part, une tension accélératrice élevée est10 garantie, tandis que dans la zone de l'anode, les électrons sont freinés par la tension de freinage plus faible Grâce à ce freinage des électrons dans l'espace de l'anode, on obtient des images de meilleure qualité En raison de la tension accélératrice élevée, la résolution est bonne, tandis que la tension élevée de freinage permet une meilleure utilisation de l'écran de sortie et une plus longue durée de vie de cet écran La tension de freinage variable permet d'obtenir une adaptation à différents appareils ou procédés d'examen, ainsi qu'une réduction du coût, grâce à une20 adaptation de la fonction de transfert pour différents buts d'utilisation et des formats de zoom variables pour des solutions adaptées aux clients De même, il est possible, de ce fait, d'utiliser des convertisseurs d'images CCD dans des amplificateurs de brillance radiologique, qui possèdent un rendement élevé et une longue durée de vie, en raison de l'utilisation de tensions variables, qui sont réglables dans les différents convertisseurs. REVENDICATIONS 1 Amplificateur de brillance radiologique ( 1) comportant un boîtier ( 3 à 5), un écran d'entrée ( 6), un écran de sortie ( 11), des électrodes ( 16 à 18) pour le système optoélectronique et une anode ( 10), disposée au voisinage de l'écran de sortie ( 11), constituée de plusieurs parties et servant à appliquer la tension accélératrice, les différentes parties ( 21,22,25,27,32,34 à 36) de l'anode étant séparées les unes des autres par un isolant ( 23,26,31, 33),10 caractérisé par le fait que, lors du fonctionnement de l'amplificateur de brillance radiologique ( 1) conformément aux spécifications, les premières parties ( 21,25,32,34,35) de l'anode, qui sont les plus proches de l'écran de sortie ( 11), sont placées à une tension qui est inférieure à la tension accélératrice appliquée aux secondes parties ( 22,27,36) de l'anode, qui sont les plus proches de l'écran d'entrée ( 6). 2 Amplificateur de brillance radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'anode ( 10) est disposé un corps isolant annulaire ( 23,24,33), qui isole les unes des autres les parties ( 21, 22,25,27,34 à 36) de l'anode ( 10). 3 Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que sur l'anode ( 10) est disposée une couche isolante ( 31), qui est recouverte par une couche conductrice ( 32). 4 Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel l'anode ( 10) constitue simultanément un support pour l'écran de sortie ( 11), caractérisé par le fait que l'anode ( 10) comporte une plaque perforée ( 25) en tant que support de l'écran de sortie ( 11) et de la seconde partie ( 27) de l'anode, la plaque perforée ( 25) et la seconde partie ( 27) de l'anode étant séparées par un corps isolant annulaire ( 26). Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'anode ( 10) possède un corps isolant ( 33), qui est monté sur le boîtier ( 3 à 5) et sur une face duquel est montée une première partie ( 34, 35) de l'anode et sur la seconde face est montée une seconde partie ( 36) de l'anode, la première partie ( 35) de l'anode étant équipée d'une bride ( 34) servant15 à maintenir l'écran de sortie ( 11). 6 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'anode ( 10) comporte des traversées de tension ( 28, 37) servant à loger la borne ( 29) de la seconde partie ( 22, 27, 36) de l'anode. 7 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la première partie ( 21,25,32,34,35) de l'anode est raccordée à l'écran de sortie ( 11). 8 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les parties ( 21, 22,25,27,32,34,36) de l'anode sont raccordées à une alimentation à haute tension ( 2), caractérisé par le fait que l'alimentation à haute tension ( 2) comporte des moyens de réglage ( 24) pour régler la tension de la première partie ( 21,25,32,34,35) de l'anode.