Brevet FR2688939A1 — publié le 19930924

Amplificateur de brillance radiologique L'invention concerne un amplificateur de brillance radiologique comportant un boîtier, un écran d'entrée pourvu d'une photocathode, un écran de sortie, des électrodes 5 d'accélération et de localisation pour un système opto-élec- tronique, une anode disposée au voisinage de l'écran de sor- tie et servant à appliquer la tension accélératrice et un gé- nérateur à haute tension raccordé aux électrodes, l'anode comportant deux bornes raccordées au générateur à haute ten-10 sion, pour deux tensions différentes De tels amplificateurs de brillance radiologique servent à convertir et à amplifier les images radiographiques sous la forme d'une image visible ou d'une suite de signaux électriques représentant l'image radiographique.15 Dans EP-A-0 429 694, on décrit un tel amplificateur de brillance radiologique, dans lequel le boîtier est consti- tué de plusieurs parties La partie du boîtier qui est tour- née vers l'écran de sortie et qui est réalisée en céramique, entoure l'anode et des électrodes placées à une haute ten-20 sion Habituellement, l'écran luminescent d'entrée, qui est situé sur la face frontale, et qui est pourvu de la photoca- thode, est placé à O V ou au potentiel de terre La tension totale de service, de par exemple 30 k V, est appliquée à l'écran luminescent de sortie et à l'électrode qui lui est associée Ceci a des effets sur la fabrication et la qualité de l'écran d'observation L'épaisseur de la couche de sub- stance luminescente pour les écrans d'observation de l'énergie d'impact des électrons sur la couche de sub- stance luminescente de l'écran de sortie Si la couche est trop mince, une majeure partie des électrons traversent la couche de substance luminescente, de sorte qu'on obtient seu- 5 lement un faible rendement S'il est trop épais, cela signi- fie une perte de résolution. 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 iso-10 lantes Aucune indication de tension n'est fournie, de sorte que l'on part du fait que les conditions de tension déjà men- tionnées sont présentes, si bien que l'on obtient les incon- vénients 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'une ré- sistance 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 lumi- neuse, 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 déforma- tion 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 in- convénients 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 per- mette aussi bien d'avoir une tension accélératrice élevée qu'une faible énergie d'impact sur l'écran de sortie, de sorte que, par exemple, une faible épaisseur de couche de l'écran luminescent garantit déjà un rendement lumineux élevé et que l'on peut satisfaire par conséquent à toutes les exi- gences. Le problème est résolu, conformément à l'invention, grâce au fait que, lors du fonctionnement de l'amplificateur de brillance radiologique, conformément aux spécifications, la première tension appliquée à l'anode au voisinage de l'écran de sortie est inférieure à la seconde tension appli- quée au côté de l'anode tourné vers la photocathode, et que la première tension est réglable d'une manière variable. Grâce à la tension accélératrice élevée qui est appliquée à l'anode, les électrons reçoivent une énergie élevée de sorte que l'on obtient une image radiologique de haute qualité. L'énergie des électrons est cependant freinée par la plus faible tension aval au voisinage de l'écran de sortie, de sorte qu'en dépit d'une couche luminescente relativement mince, un nombre élevé d'électrons sont absorbés dans l'écran de sortie. On peut obtenir une adaptation à des procédés d'examen différents et à une exigence de qualité d'image lorsque le générateur à haute tension comporte des moyens de réglage permettant de régler la première tension De ce fait, on peut influer sur le générateur à haute tension grâce au fait que la faible tension désirée est appliquée à la partie située du côté de l'écran de sortie.25 Le potentiel de freinage peut être produit au moyen d'un écran de sortie qui possède une couche de substance lu- minescente déposée sur une plaque et qui est recouverte par une feuille métallique, lorsque la feuille métallique de l'écran de sortie est raccordée au générateur à haute tension30 pour l'application de la première tension Ceci peut être réalisé avantageusement par le fait que dans la plaque de l'écran de sortie est insérée une tige, qui est raccordée à la feuille métallique. Cependant la tension peut être également appliquée dans le cas o l'électrode est formée de plusieurs parties, lorsque les différentes parties de l'anode sont séparées les unes des autres par un isolant et que la première tension est appliquée à la partie d'anode qui est située sur l'écran de sortie Une subdivision de l'anode peut être avantageusement réalisée lorsque, dans l'anode, est disposé un corps isolant annulaire, qui isole les unes des autres les parties de l'anode, ou lorsque, sur l'anode, est déposée une couche iso- lante, qui est recouverte par une couche conductrice Le freinage est encore amplifié lorsque la partie de l'anode, qui applique la première tension, est raccordée à l'écran de sortie La tension accélératrice pour l'anode peut être ap- pliquée lorsque l'anode est pourvue de traversées de tension servant à loger la borne pour la seconde tension. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente un amplificateur de bril- lance radiologique conforme à l'état de la technique; la figure 2 représente un amplificateur de bril- lance radiologique représenté schématiquement, avec une ali- mentation en tension pour les électrodes; et les figures 3 et 4 montrent deux formes de réali- sation, conformes à l'invention, de la partie de sortie de l'amplificateur de brillance radiologique 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 par- tie métallique 5 Le diamètre du boîtier 3 à 5 de30 l'amplificateur de brillance radiologique s'élargit depuis la première partie céramique 3 du boîtier jusqu'à la partie mé- tallique 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 oxyde35 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, 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'écran10 de sortie il possède une plaque 12 transparente du point de vue optique, sur la surface intérieure de laquelle est dis- posé un écran luminescent 13 L'écran luminescent 13 est re- couvert par une feuille métallique 14, réalisée par exemple en aluminium La feuille métallique 14 est habituellement15 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'aluminium, 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 pour- vue 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 forme 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 forme annulaire. De même, la partie métallique 5 du boîtier, qui porte l'écran d'entrée 6, est également fixée par brasage sur ce côté de la seconde partie 4 du boîtier, qui s'engage par- dessus la troisième électrode 18. Les parties 4 et 5 du boîtier sont pourvues de per- çages qui sont destinés à loger le raccord 19 de la pompe pour réaliser la liaison avec la pompe à vide et au raccord d'application du geter pour la pompe à geter. 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 d'électrodes 17 par l'intermédiaire du raccord 16 de la pompe et dans le cas de l'électrode 18 par l'intermédiaire d'une traversée particu- lière 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 raccor- dées à ces électrodes. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement l'amplificateur de brillance radiologique 1 avec un généra- teur 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 il 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 opto-électronique, correspon- dantes Comme dans le cas des amplificateurs de brillance ra- diologique 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 re- présentée), 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 élec- trode 16 Comme tension accélératrice, par exemple une ten- sion de 30 k V est appliquée à l'anode 10 L'écran de sortie 11 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. En référence à la figure 3, on va expliquer de fa- çon plus détaillée la partie de sortie, conforme à l'invention, de l'amplificateur de brillance radiologique 1. L'anode monobloc 10 est constituée par une partie de forme cylindrique 21, à laquelle se raccorde une bride 22 Cette bride 22 est insérée dans l'ouverture du boîtier de l'amplificateur de brillance radiologique 1, elle est raccor- dée à la partie 3 du boîtier et elle maintient par consé- quent la partie 21 de l'anode 10 et de l'écran de sortie 11. L'ouverture, côté bride, de l'anode 10 est fermée par l'écran de sortie 11, qui est constitué par la plaque 12, une couche luminescente 13 déposée sur cette plaque et une feuille mé- tallique 14 recouvrant cette couche luminescente 13 Dans la20 plaque 12 est insérée, par brasage ou fusion de verre, une broche 23 qui est raccordée à une face de la feuille métal- lique 14 Une section d'isolation pour la tension de frei- nage, qui est la différence entre les deux potentiels de l'anode 10 et de l'écran de sortie 11, est prévue entre la25 feuille métallique 14 située sur la plaque 12 et l'anode 10. Pour charger l'anode 10 avec le potentiel corres- pondant de par exemple 30 à 40 k V, on raccorde la borne cor- respondante de tension du générateur à haute tension 2, par exemple, à la bride 22 de l'anode 10 Le potentiel de frei-30 nage appliqué à la feuille métallique 14 est transmis à la broche 23 sous l'effet de l'application d'une tension ré- glable délivrée par le générateur à haute tension 2 Cette tension peut être réglée par des moyens de réglage 24 repré- sentés de façon symbolique, entre 5 et 25 k V. Sur la figure 4, on a représenté une autre forme de réalisation de la partie de sortie de l'amplificateur de brillance radiologique 1 A la partie céramique 3 du boîtier est fixé un disque perforé 25, dont l'ouverture est recou-5 verte extérieurement par l'écran de sortie qui est constitué par la plaque 12, l'écran luminescent 13 et la feuille métal- lique 14 Intérieurement, sur le bord de l'ouverture de la plaque perforée 25 est fixé un corps isolant 26, sur lequel est montée la partie cylindrique 27 de l'anode 10 La plaque10 perforée 25 possède une traversée de tension isolée 28, dans laquelle s'étend la borne 29 raccordée à la partie 27 de l'anode 10 Le potentiel d'anode égal, par exemple, à 30 k V est appliqué à cette borne 29, tandis que la plaque perforée , qui peut posséder une bride 30 au voisinage de l'écran de sortie 11, est placée au potentiel de freinage, de sorte que la feuille métallique 14 raccordée à la plaque perforée 25 est également placée à la tension de 5 à 25 k V, qui est modi- fiable à l'aide des moyens de réglage du générateur à haute tension 2. Grâce à ce freinage des électrons dans l'espace de l'anode, on obtient une image possédant une qualité assez élevée En raison de la tension accélératrice élevée, la ré- solution 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 ce dernier La tension de frei- nage variable permet une adaptation à différents appareils ou procédés d'examen ainsi qu'une réduction du coût grâce à une adaptation de la fonction de transmission pour différents buts d'utilisation et différents formats de zoom variables30 pour des solutions adaptées aux clients De même, on peut utiliser des transducteurs d'images CCD dans des amplifica- teurs de brillance radiologique, qui possèdent un rendement élevé et une longue durée de vie grâce à l'applicaiton de la tension de freinage variable, conformément à l'invention, qui est réglable sur les différents transducteurs. REVENDICATIONS 1 Amplificateur de brillance radiologique ( 1) com- portant un boîtier ( 3 à 5), un écran d'entrée ( 6) pourvu d'une photocathode ( 9), un écran de sortie ( 11), des élec- 5 trodes d'accélération et de focalisation ( 16 à 18) pour un système opto-électronique, une anode ( 10) disposée au voisi- nage de l'écran de sortie ( 11) et servant à appliquer la ten- sion accélératrice, et un générateur à haute tension ( 2) rac- cordé aux électrodes ( 9, 10, 16 à 18), l'anode ( 10) compor- tant deux bornes ( 22, 23, 29, 30) raccordées au générateur à haute tension ( 2), pour deux tensions différentes, caracté- risé par le fait que, lors du fonctionnement de l'amplificateur de brillance radiologique ( 1) conformément aux spécifications, la première tension appliquée à l'anode15 au voisinage de l'écran de sortie ( 11) est inférieure à la seconde tension appliquée au côté de l'anode ( 10) tourné vers la photocathode ( 9), et que la première tension est réglable d'une manière variable. 2 Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le générateur à haute tension ( 2) possède des moyens de réglage ( 24) ser- vant à effectuer des réglages de la première tension. 3 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'écran de sor- tie ( 11) possède une couche luminescente ( 13) déposée sur une plaque ( 12) et qui est recouverte par une feuille métallique ( 14), caractérisé par le fait que la feuille mé- tallique ( 14) de l'écran de sortie ( 11) est raccordée au gé- nérateur à haute tension ( 2) pour l'application de la pre- mière tension. 5 4 Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que dans la plaque ( 12) de l'écran de sortie ( 11) est insérée une broche ( 23) qui est raccordée à la feuille métallique ( 14). Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'anode ( 10) est constituée de plusieurs parties, que les différentes parties ( 25, 27, 30) de l'anode sont séparées les unes des autres par un isolant ( 26) et que la première ten- sion est appliquée à la partie d'anode ( 25, 30), qui est si- tuée sur l'écran de sortie ( 11). 6 Amplificateur de brillance radiologique suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que dans l'anode ( 10) est monté un corps isolant annulaire ( 26), qui isole les unes des autres des parties ( 25, 27, 30) de l'anode ( 10). 7 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que la partie d'anode ( 25, 30), qui applique la première tension, est raccordée à l'écran de sortie ( 11). 8 Amplificateur de brillance radiologique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'anode ( 10) est pourvue de traversées de tension ( 28) pour recevoir la borne ( 29) pour la seconde tension.