Brevet FR2693803A1 — publié le 19940121

APPAREIL DE DETECTION ET DE LOCALISATION DE MARQUEURS BIOLOGIQUES RADIOACTIFS. La présente invention concerne un appareil de détection et de localisation de marqueurs biologiques radioactifs. Un tel appareil est destiné au repérage des rayonnement ss et gémis par les noyaux radioactifs couplés à des molécules injectées dans le corps humain avant une intervention chirurgicale. Dans l'art antérieur, on connait notamment le brevet européen nO 284542 de la société NEOPROBE CORPORATION concernant un détecteur et localisateur pour l'émission de rayonnement à basse énergie. Ce document décrit un appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur dans l'environnement d'un corps présentant un niveau de rayonnement de fond, comprenant une sonde manipulable à la main et comportant un boîtier ayant une portion antérieure s'étendant jusqu'à une fenêtre pouvant être placée au voisinage de la source et une portion saisissable à la main, s'étendant à partir de la portion antérieure. L'appareil de l'art antérieur comporte en outre un circuit détecteur dans le boîtier afin de produire des charges induites en réponse à une interaction du rayonnement avec ce détecteur et de fournir des signaux du détecteur correspondant à ces charges, des moyens de transmission pour transmettre ces signaux du détecteur, des moyens de traitement des signaux et des moyens avertisseurs répondant à des signaux d'attaque en émettant un signal de sortie perceptible d'une matière audible, en réponse aux signaux d'attaque qui lui sont appliqués. Les moyens de traitement des signaux comportent un réseau d'analyse de niveau d'énergie pour évaluer les signaux du détecteur par rapport au bruit présenté par l'appareil et pour produire des signaux de sortie de données impulsionnels représentant le rayonnement, en excluant pratiquement tout le bruit, des moyens de sélection de plage pour produire une valeur de fonction de plage pour les signaux de sortie de données impulsionnels, cette valeur représentant la cadence des signaux de sortie de données impulsionnels représentant le niveau de rayonnement de fond, et des moyens de commande répondant aux signaux de sortie de données impulsionnels en produisant d'une manière continue les cadences d'apparitions de ces signaux, pendant des intervalles de temps prédéterminés, apparaissant successivement, dont la durée est sélectionnée pour permettre une mise à jour rapide, et répondant à chaque valeur discrète de la cadence produite et de la fonction de plage en produisant les signaux d'attaque ayant une fréquence génératrice d'un son lorsque la valeur de la cadence d'apparition est supérieure à la valeur de la fonction de plage, si bien que le signal de sortie perceptible d'une manière audible est variable, en réponse à ladite fréquence génératrice de son, en étant fonction des cadences d'apparition des signaux de sortie de données impulsionnels se trouvant au-dessus du niveau de rayonnement de fond. La sonde active d'un tel appareil présente un encombrement significatif, ce qui ne permet pas une utilisation satisfaisante dans tous les cas d'interventions. On a également proposé dans l'art antérieur (Brevet français nO 2575858) un convertisseur d'images associé à un faisceau de fibres optiques scintillantes. Comme pour l'appareil précédent, l'encombrement ne permet pas une utilisation clinique optimale dans toutes les interventions. L'objet de la présente invention est de proposer un appareil pour la détection et la localisation de rayonnement ss et y émis par un traceur radioactif, de faible coût et compatible avec une utilisation des zones difficilement accessibles. A cet effet, l'invention concerne plus particulièrement un appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnements ionisants retenues par une tumeur dans l'environnement d'un corps du type comprenant une sonde manipulable à la main et comportant un boîtier comprenant un circuit détecteur susceptible de produire une réponse à une interaction du rayonnement avec ce détecteur, des moyens de traitement des signaux provenant du circuit détecteur et des moyens avertisseurs répondant à des signaux d'attaque en émettant un signal de sortie perceptible d'une manière audible ou visuelle, en réponse aux signaux d'attaque qui lui sont appliqués caractérisé en ce que la sonde manipulable comporte au moins une fibre optique plastique scintillante reliant l'extrémité de détection à un photodétecteur. L'appareil selon l'invention est composé d'un boîtier contenant l'ensemble des circuits électronique de traitement du signal, le photodétecteur, et l'alimentation. Ce boîtier peut être disposé en un endroit relativement éloigné du champ opératoire, contrairement au appareil de l'art antérieur qui intégrait dans la sonde au moins le photodétecteur. Le chirurgien manipule une sonde qui est constituée par l'extrémité d'une gaine souple renfermant la ou les fibres optiques remplissant une première fonction de guide de lumière et une seconde fonction de conversion des rayonnements ss et yen impulsions lumineuses. Cette gaine présente une grande souplesse, et un diamètre réduit, de quelque millimètres, ce qui permet l'accès en des endroits inaccessibles aux appareils de l'art antérieur. De plus, il n'existe aucune liaison électrique entre le boîtier et la partie de la sonde susceptible de venir en contact avec le patient. De ce fait, la sécurité d'utilisation de l'appareil selon 1 invention est renforcée par rapport aux appareils de l'art antérieur dont le photomultiplicateur logé dans l'extrémité de la sonde nécessite une alimentation en haute tension. Selon un mode de réalisation avantageux, le boîtier comporte un tube photomultiplicateur et des moyens de couplage optique d'au moins une fibre optique scintillante enrobée d'un gaine souple opaque dont l'extrémité constitue ladite sonde manipulable. De préférence, la gaine opaque souple est stérilisable et contient un faisceau de 2 à 6 fibres optiques scintillantes d'un diamètre d'environ 1 millimètre. Selon un mode de réalisation avantageux, un obturateur est disposé entre le photomultiplicateur et le moyens de couplage optique du faisceau de fibres scintillantes. Ce mode de réalisation évite de saturer le photomultiplicateur lors d'un changement de la sonde. Selon une variante, l'extrémité de la fibre plastique scintillante est solidaire d'un outil d'exploration fonctionnelle. Selon une autre variante, l'extrémité de la fibre plastique scintillante est solidaire d'un outil chirurgical. Selon une autre variante, plusieurs fibres optiques scintillantes, isolées entre elles, forment un faisceau relié à un photomultiplicateur multicanaux. Ce mode de réalisation permet de faire de l'imagerie de la zone radioactive. Les extrémités de détection des fibres sont organisées en matrice de N x M points de détection. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux dessins où: - la figure 1 représente une vue en coupe de la partie détection, en position séparée - la figure 2 représente une vue en coupe de la partie détection, en position d'utilisation - la figure 3 représente une vue schématique de l'appareil selon l'invention. La partie détection de l'appareil selon 1 ' invention comporte un photomultiplicateur (1) qui transforme le signal lumineux émis par la fibre optique scintillante (2) en un signal électrique. Le photomultiplicateur est par exemple un photomultiplicateur commercialisé par la société PHILIPS sous la référence RTC XP191, d'un diamètre utile de 14 millimètres, possédant une photocathode bialcaline rubium et 10 étages d'amplification. La fibre scintillante (2) est par exemple composée d'un scintillateur formé par un soluté unique dissous dans un solvant. Le soluté est à titre d'exemple du (biphenylyl-4)-phenyl-6 benzoxazole (PBBO). Sa concentration est de 4.10 -3 gramme par gramme de solvant, ce dernier étant du polystyrène (n1 = 1,59). Le coeur de la fibre est revêtue d'un film de poly-méthylméthacrylate (PMMA n2 = 1,49). L'épaisseur du film est d'environ 3 % du diamètre pour les fibres à section circulaire, ou d'environ 2 % de la largeur pour les fibres à section carrée. De telles fibres sont en particulier commercialisées par la société KURABAY sous les références SCS-38 ou SCSF-81. Les fibres scintillantes sont réunies en un faisceau de 4 fibres (2) entouré d'une gaine de protection (3) en une matière plastique opaque stérilisable sous atmosphère d'oxyde d'éthylène à 55 OC, par exemple le matériau commercialisé sous la dénomination ISOVERSINIC, d'une épaisseur d'un millimètre. L'extrémité avant (4) du faisceau de fibres (2) est fermée par un bouchon (5) constitué en un matériau identique à celui formant la gaine (3). La longueur totale de la fibre est d'environ deux mètres. Afin d'éviter l'éblouissement du tube photomultiplicateur (1) lors du remplacement de la fibre scintillante, celui-ci est logé dans une pièce tubulaire (6) dont les surfaces intérieures sont recouvertes d'un revêtement absorbant, par exemple une peinture noire mate. La pièce tubulaire (6) présente à son extrémité un embout de raccordement (7) complémentaire d'un bouchon (8) solidaire de l'extrémité (9) de la fibre (3). Le bouchon (8) vient se loger, comme représenté en figure 2, sur l'embout (7) de la pièce tubulaire (6) pour assurer le raccordement étanche de la fibre (2) sur le boîtier. Eventuellement, la pièce tubulaire (6) comporte un diaphragme isolant optiquement le photomultiplicateur (1) de la lumière extérieure lorsque la fibre (2) n'est pas raccordée sur l'embout (7). La figure 3 représente une vue schématique de de l'ensemble de l'appareil selon l'invention. Il comporte un générateur de Haute Tension (11) délivrant une tension d'alimentation du photomultiplicateur compris entre 1000 volts et 1800 volts. Le signal provenant du photomultiplicateur (1) est traité par un discriminateur (12) qui effectue une comparaison avec une tension de référence réglable entre 20 et 120 millivolts dans l'exemple décrit. Le signal ainsi traité est transmis à un circuit de comptage (13), et commande par ailleurs un générateur sonore (14) provoquant un signal sonore à chaque impulsion détectée. Ce générateur permet à l'utilisateur de repérer la cible émettant des rayonnements ionisants de façon auditive, sans quitter du regard le champ opératoire. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. Il est bien entendu que l'Homme du Métier sera à même de réaliser de nombreuses variantes sans sortir du cadre de la protection. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnements ionisants retenues par une tumeur dans l'environnement d'un corps du type comprenant une sonde manipulable à la main et comportant un boîtier comprenant un circuit détecteur susceptible de produire une réponse à une interaction du rayonnement avec ce détecteur, des moyens de traitement des signaux provenant du circuit détecteur et des moyens avertisseurs répondant à des signaux d'attaque en émettant un signal de sortie perceptible d'une matière audible ou visuelle, en réponse aux signaux d'attaque qui lui sont appliqués caractérisé en ce que la sonde manipulable comporte au moins une fibre optique plastique scintillante (2) reliant 1 l'extrémité de détection à un photodétecteur (1). 2 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier comporte un tube photomultiplicateur (1) et des moyens de couplage optique d'au moins une fibre optique scintillante (2) enrobée d'un gaine souple (3) opaque dont l'extrémité (5) constitue ladite sonde manipulable. 3 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gaine opaque souple (3) est stérilisable et contient un faisceau de 2 à 6 fibres optiques scintillantes d'un diamètre unitaire d'environ 1 millimètre. 4 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un obturateur est disposé entre le photomultiplicateur (1) et les moyens de couplage optique du faisceau de fibres scintillantes (2). 5 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la fibre plastique scintillante est solidaire d'un outil d'exploration fonctionnelle. 6 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la fibre plastique scintillante est solidaire d'un outil chirurgical. 7 - Appareil pour détecter et localiser des sources de rayonnement retenues par une tumeur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce le photomultiplicateur (1) est logé dans une pièce tubulaire (6) revêtue intérieurement d'un revêtement absorbant la lumière et présentant à son extrémité un moyen de raccordement (7) d'un connecteur prévu à l'extrémité de la fibre optique (2).