Brevet FR2721789A1 — publié le 19951229

APPAREIL D'IRRADIATION COMPRENANT DES MOYENS DE MESURE DE L'EXPOSITION Domaine technique La présente invention a pour objet un appareil d'irradiation comprenant des moyens de mesure de l'exposition. L'invention s'applique de manière privilégiée à la réalisation d'appareils de radiographie et de radioscopie à rayons X avec mesure de la dose reçue par le patient. Mais l'invention n'est pas limitée au seul domaine médical. Etat de la technique antérieure Un appareil ne radiographie classique est représenté sur a ligure 1 annexée. On y voit un tube à rayons X 10, des volets primaIre 12 et secondaire 14 permettant de définir un champ d'irradiation quelconque. Un miroir incliné 16 est associé à une source lumineuse 18 disposée de manière symétrique de la source X par rapport au plan du miroir. Après le volet secondaire 14, es rayons X et les rayons lumineux se repartissent selon deux faisceaux sensiblement confondus, ce qui permet au praticien, avant l'émission de rayons X, d'observer le champ 22 qui sera irradié. Derrière le patient 24 est disposé un tilm ou un écran 26 pour recevoir l'image radiographique. Les volets primaire et secondaire 12 et 14 sont en géneral en plomb et le miroir 16 en verre aluminisé. ~'ensemble des volets, nu miroir et de la source lumineuse est appelé parfois "diaphragme centreur lumineux " . Dans es appareils ne radiographie, on s'attache souvent à mesurer une grandeur appelée exposition. L'exposition en un point mesure la capacité du rayonnement à ioniser l'air. Si l'on considère un petit volume d'air ayant une masse cm et si dQ est la valeur de la charge totale des ions produits, l'exposition du rayonnement est donnée par le rapport dQ/dm. Elle est mesurée en Coulombs par Kilogramme (C/ kg ) . Son unité pratique est le Roentgen défini par : lR=2,58xlO-4C/kg d'air. L'unité normalisée est le Gray (Gy) avec lR=0,00873 Gray. La mesure de l'exposition se fait au moyen d'une c ambre d'lonisation. Cette chambre peut, par exemple, être constituée de deux feuilles de mylar tendues et espacées d'environ 1 cm. Chaque feuille est légèrement métallisée sur une partie de sa surface. On forme ainsi un condensateur plan. -n appliquant une tension de l''ordre de quelques centaines de Volts aux bornes de ce condensateur, on obtent un champ électrique dans le volume d'air ainsi délimité. En irradiant ce volume d'air, on produit des ions qui sont entraînés par le champ électrique, ce qui entraîne l'apparition d'un courant d'ionisation i. Si la durée de l'irradiation est t, la charge est Q=it et l'exposition est X=Q/m, m étant la masse d'air comprise entre les plateaux du condensateur. L'exposition mesurée R peut être multipliée par la surface S de la chambre d'ionisation. On obtient alors un produit R.S. Il existe des appareils fonctionnant sur ce principe sous le ncm de "Radiamètre du produit exposition-surface" ou "Area Exposure Produit Meter". Ils se fixent à la sortie du diaphragme centreur Lumineux au moyen de glissières, comme représenté sur la figure 1 souks 'a référence 20. Ils doivent être conformes à 3. une norme C E I - Publication 580) . Cette norme spécifie que la chambre d'ionisation doit pouvoir être placée entre le dispositif de limitation du faisceau et le patient. Elle spécifie encore que le volume utile de la chambre d'ionisation doit pouvoir être fixé de telle façon qu'en changeant la section du champ utile, le courant de sortie de la chambre soit, toutes autres conditions restant constantes, proportionnel à la surface de cette section. 'a norme spécifie encore que, si la chambre d' Ionisation est des rée au montage sur un diaphragme lumineux, la transparence de la chambre d ionisation à la lumière visible doit être telle que 70% au moins du fLux lumineux soit transmis. Bien que donnant satisfaction à certains égards, ces appareils présentent des inconvénients - la chambre 'ionisation atténue l'intensité lumineuse du centreur lumineux, - la chambre d'ionisation est fragile et est exposée aux chocs, - la tension d'alimentation de cette chambre est de l'ordre de 300 à 500 Volts, ce qui présente un risque de croc électrique particulièrement grave dans les salles d'examen cardiaque, - l'encombrement ce a chambre est gênant, surtout lorsqu'on est obligé d'ajouter des systèmes anti collision. L'invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention A cette fin, l'invention prévoit que la chambre sensible au rayonnement émis par la source (autrement dit la chambre d'ionisation lorsqu'il s'agit de rayons X) est placée entre la source et le miroir, cette chambre ayant de petites dimensions. Par "petites dimensions", on entend des dimensions égales ou inférieures aux dimensions minimales présentées par le faisceau au niveau de la chambre lorsque l'ouverture des diaphragmes est minimale. Du fait de ses petites dimensions, la chambre conforme à l'invention n affecte pas sérieusement le faisceau de rayons X. Quant au faisceau lumineux, elle ne le modifie pas du tour, puisqu'elle est située entre la source X et ie miroir. La chambre est disposée en général sur l'axe du système. Elle fournit donc une mesure ponctuelle de l'exposition sur cet axe. Le système de commande des volets fournissant par ailleurs un signal proportionnel à la surface du champ irradié, il est aisé d'obtenir le produit exposition-surface. Pour cela, il suffit de multiplier les deux signaux produits respectivement par le système de commande des volets et la chambre d'ionisation. Comme la mesure de l'exposition ponctuelle de l'exposition sur l'axe du système ne représente pas toujours la valeur moyenne obtenue sur le champ utilisé, on peut utiliser un facteur de correction, onction lui-même de l'ouverture des volets du diaphragme. Enfin, la chambre permet de contrôler les dérives éventuelles du débit d'exposition dues au vieillissement du tube à rayons X. Brève description des dessins - la figure 1, déjà décrite, montre un appareil de radiographie selon l'art antérieur - la figure 2 montre un appareil de radiographie selon l'invention ; - la figure 3 montre un mode de réalisation d'une chambre d'ionisation de petites dimensions - la figure 4 montre les moyens de formation d'un signal qui est le produit de l'exposition par la surface du champ - la figure 5 montre un exemple de distribution de l'intensité nu rayonnement - la figure 6 montre un circuit de calcul du produit de l'exposi~lor. par la surface, avec correction due à la distribution. Exposé détaillé d'un mode de réalisation La figure 2 montre un appareil selon l'invention. Certains éléments ont déjà été représentés sur la figure 1 et portent, pour simplifier, les memes références. Il s'agit de la source de rayons X 10, des volets primaire 12 et secondaire 14, du miroir 16 et de la source lumineuse i3. Selon invention, la chambre d'ionisation 30 est placée avant le miroir 16, entre celui-ci et la source X 10. Elle est de petites dimensions, c'est-à-dire qu'elle reste totalement irradiée même lorsque Le volet primaire 12 est fermé à son maximum. La figure 3 lustre un mode de réalisation possible de la hanv-e d'ionisation. Telle que représentée la chambre comprend deux feuilles isolantes 32 et 34 dont ur.e petite partie 361, 362 est métallisée. Ces deux métallisations sont reliées à une source de tension continue 38 et à un appareil 40 de mesure du courant d'ionsaton. Sur la figure 4, on voit, sous forme simplifiée, les moyens permettant d'obtenir le produit RS de l'exposition R par la surface S du champ. Les volets 12 et 14 définissent les dimensions de ce champ. Ces volets sont commandés par des moyens 50, qui peuvent délivrer un signal S directement proportionnel à la surface du champ. Ce signal S est alors adressé à un circuit multiplicateur 52, qui reçoit par ailleurs le signal R issu du cir-uit 40 mesurant le courant d'ionisation. Le multiplicateur 52 délivre le produit RS. La chambre d'ionisation est placée de préférence sur l'axe du faisceau de rayons X. Mais la distribution de l'intensité du ravonnement n'est pas nécessairement la meme dans tout le champ. A cet égard, la figure 5 illustre, par exemple, le cas d'une cible 51 avec une face 53 inclinée par rapport à la normale au faisceau d'électrons qui la frappe et la distribution de l'intensité des rayons X qui en résulte. Cette distribution passe par un maximum correspondant à une direction comprise entre 5 et 10 . Sur l'axe de l'appareil (dIrectIon verticale marquée 0 ), l'intensité est un peu plus faible que le maximum. Si l'on connaît cette distribution, on peut corriger l'intensité R mesurée sur l'axe pour obtenir une Intensité moyenne R. C'est cette intensité moyenne qu'il faudra multiplier par la surface S. C'est ce qui est réalisé par le circuit 52 de la figure o, qui comprend un circuIt ne correction 54 recevant R et délivrant R et un multipleur X délivrant le produit RS, qui représente la dose exacte reçue par le patient. REVENDICATIONS 1. Appareil d'irradiation comprenant des moyens de mesure de l'exposition, cet appareil comprenant - une source de rayonnement (10) émettant un faisceau de rayonnement en direction d'une cible (24, 26), - au moins un diaphragme (12, 14) à ouverture réglable permettant de limiter l'étendue du faisceau dirigé sur la cible - un miroir incliné (16) place entre la source (10) et la cible (24, 26) - une source lumineuse (18) éclairant le miroir (16), la lumière réfléchie par ce miroir (16) étant dirigée sur la cible (24, 26) et éclairant un champ (22) correspondant au champ irradié (22) - un moyen de mesure de l'exposition de la cible audit rayonnement, ce moyen comprenant une chambre sensible au rayonnement émis par la source (10) et délivrant un signal électrique fonction de la quantité de rayonnement reçue par la chambre cet appareil étant caractérisé par le fait que la chambre (30) est placée entre la source de rayonnement ,10) et le miroir (16), cette chambre (30)ayant de petites dimensions, et par le fait qu'il comprend en outre des moyens (50) de commande du (des) diaphragme(s) (12, i4), ces moyens (50) délivrant un signal électrique S) onction de la surface irradiée sur la cible, et des moyens ; ;52) pour multiplier le signai (R) délivré par la chambre (30) et le signal (S) délivré par es moyens de commande du (des) diaphragme(s) (12, i), le produit obtenu (RS) donnant une quantité égale à une exoosltion multipliée par une rtace. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source de rayonnement (10) est une source de rayons X, la chambre (30) étant une chambre d'ionisation. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il ccmprenn en outre des moyens de correction (54) dés avant un signal corrigé (R) fonction de la répartion vu faisceau de rayonnement.