Brevet FR2818429A1 — publié le 20020621

14XZ00139 DISPOSITIF DE FILTRAGE DE RAYONS ARRIERE PLAN DE L'INVENTION L'invention concerne les appareils à rayons X comme les mammographes et plus particulièrement les filtres utilisés dans ces appareils. BREF RESUME DE L'INVENTION Dans un appareil à rayons X, les rayons sont émis à partir d'un point d'une source. Le faisceau constitué par les rayons présente la forme d'un cône dirigé vers un objet ou l'organe à examiner ou vers un capteur sensible aux rayons X - par exemple une plaque photographique ou un capteur numérique. On interpose entre la source de rayons et l'objet ou l'organe à examiner un dispositif de filtrage. Le but d'un tel dispositif de filtrage est d'appliquer au rayonnement émis par la source un filtrage; ce filtrage est fonction de l'application, par exemple de l'organe à examiner US-A-4 399 550 décrit un filtre rotatif pour un appareil à rayons X. Des éléments de filtrage incurvés sont disposés circulairement sur un tambour. Des éléments adjacents sur le tambour présentent des propriétés de filtrage différentes. Les éléments diamétralement opposés présentent les mêmes propriétés de filtrage. Le tambour est disposé entre la source de rayons X et l'objet ou l'organe à irradier, l'axe du faisceau passant par l'axe du tambour. La rotation du tambour permet de faire varier le filtrage appliqué aux rayons X. Ce dispositif présente l'inconvénient d'être encombrant et de ne présenter qu'un nombre limité de filtres possibles. US-A-4 896 037 décrit un autre dispositif de filtrage. Un disque présente des quartiers avec des propriétés de filtrage différentes. Le disque est entraîné en rotation par un moteur, autour d'un axe perpendiculaire à sa surface et passant par son centre. Le faisceau de rayons X traverse un quartier du disque: la rotation du disque permet de faire varier le filtrage appliqué aux rayons X. Ce dispositif 14XZ00139 présente encore l'inconvénient de ne présenter qu'un nombre limité de filtres, pour un encombrement important. Il existe donc un besoin d'un dispositif de filtrage permettant de changer rapidement et simplement le filtrage appliqué aux rayons dans un appareil à rayons X. Il existe aussi un besoin d'un dispositif de filtrage d'un volume ou encombrement aussi réduit que possible. En résumé, selon un mode de réalisation de la présente invention, un dispositif de filtrage utilise des filtres souples, disposés sur une bande. La bande est enroulée sur des tambours situés de part et d'autre du passage des rayons à filtrer. Le déroulement de la bande depuis un tambour et l'enroulement de la bande sur l'autre tambour font défiler l'un ou l'autre des filtres prévus sur la bande dans le passage des rayons. Ce mode de réalisation présente l'avantage de pouvoir prévoir de nombreux filtres sur la bande; contrairement aux documents discutés plus haut, le nombre de filtres n'est pas limité. En outre, le dispositif de filtrage est compact et présente un faible encombrement. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 montre une vue schématique en perspective d'un dispositif de filtrage. La figure 2 montre une vue à plus grande échelle d'une partie de la bande de filtrage utilisée dans le dispositif de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 et 2 est décrit un dispositif de filtrage selon un mode de réalisation de l'invention. Dans l'exemple des figures, on considère un appareil de traitement à rayons X. Le dispositif de filtrage présente un premier tambour 2, et un deuxième tambour 4, d'axe parallèle au premier tambour. Les 14XZ00139 deux tambours sont distants: entre les deux tambours est ménagé un espace traversé par le faisceau 6 provenant de la source 8 de rayons X. Une bande souple enroulée sur les tambours s'étend à travers cet espace. Cette bande, qui est décrite plus en détail en référence à la figure 2, supporte des filtres 12, 14; ces filtres sont décalés le long de la bande 10. Le déroulement de la bande depuis un tambour tandis que la bande est enroulée sur l'autre tambour permet de modifier le filtrage appliqué au faisceau 6 de rayons X: le déplacement longitudinal de la bande permet de placer dans l'espace entre les tambours un filtre de la bande. L'ensemble des éléments du dispositif de filtrage - tambours, moteur - est monté sur une plaque de support 16, qui n'est pas décrite plus en détail. Le fait de prévoir les filtres sur la bande permet d'utiliser dans l'appareil un grand nombre de filtres. Contrairement aux dispositifs rotatifs décrits dans l'état de la technique mentionné plus haut, la surface des filtres n'est pas intrinsèquement limitée; cette surface peut être augmentée en accroissant la longueur de la bande. En outre, le dispositif de la figure est compact: l'enroulement de la bande autour des tambours limite l'encombrement total du dispositif. Le passage d'un filtre à l'autre sur la bande s'effectue rapidement, par simple défilement de la bande. La figure 1 montre encore un exemple de mécanisme d'entraînement. Un moteur 18 est relié à un des tambours 2, et permet d'entraîner en rotation ce tambour, dans un sens ou dans l'autre; il peut simplement s'agir d'un moteur pas à pas. Le deuxième tambour 4, dans cet exemple, n'est pas entraîné. Il peut être sollicité en rotation par un ressort, qui n'est pas représenté sur la figure; ainsi, il peut enrouler la bande portant les filtres lorsque cette bande est déroulée par le premier tambour. Le ressort assure aussi dans ce cas la tension de la bande. Dans l'exemple de la figure, la bande se déplace alors de gauche à droite. Inversement, lorsque la bande est enroulée par le premier tambour, le deuxième tambour est 14XZ00139 entraîné en rotation à l'encontre de la sollicitation du ressort. Dans l'exemple de la figure, la bande se déplace alors de droite à gauche. Le diamètre des tambours dépend de la nature de la bande et des filtres, et fait l'objet d'une discussion plus bas. La distance entre les tambours est fonction de la taille nécessaire pour le passage du faisceau. La figure 1 montre aussi la plaque de support 16 du dispositif de filtrage. Cette plaque peut avantageusement présenter une ouverture dont la taille correspond sensiblement à la taille d'un filtre. Si la plaque est opaque aux rayons X, cette ouverture limite les fuites de rayons autour du filtre. Est encore représenté sur la plaque de support 16 un lecteur 20; celui-ci est fixe par rapport aux tambours. Le lecteur permet de repérer la position de la bande 10; il permet de déterminer quel filtre se trouve sur le trajet du faisceau 6. Le fonctionnement du lecteur est décrit en détail en référence à la figure 2. Le fonctionnement du dispositif de filtrage de la figure 1 est le suivant. Le dispositif est disposé sur le trajet du faisceau de rayon X. Pour une exposition donnée, on choisit un des filtres prévus sur la bande. On fait ensuite défiler la bande, en l'enroulant sur un tambour et en la déroulant sur l'autre tambour. Le défilement peut s'effectuer dans un sens ou dans l'autre, en fonction de la position sur la bande du filtre à utiliser. Le défilement de la bande est interrompu lorsque le filtre à utiliser se trouve sur le trajet du faisceau; on peut utiliser le lecteur pour déterminer la position du filtre. Lorsque la bande est arrêtée avec le filtre en place, on procède à l'exposition. Pour l'exposition suivante, s'il est nécessaire de changer de filtre, on procède de nouveau à la même opération de défilement de la bande. La figure 2 montre une vue à plus grande échelle d'une partie de la bande de filtrage utilisée dans le dispositif de la figure 1. On reconnaît sur la bande 10 les filtres 12 et 14. Plus spécifiquement, la bande comprend un support 22, dans un matériau transparent aux rayons X. La transparence aux rayons X permet d'une part de ne pas filtrer le faisceau, en prévoyant sur la bande une absence de filtre. 14XZ00139 D'autre part, elle facilite la production de filtres; il n'est pas nécessaire pour concevoir les filtres de tenir compte du support. Le support est flexible, c'est-à- dire qu'il est susceptible d'être enroulé sur un tambour, sans détérioration. Un support permettant un enroulement sur un tambour d'un diamètre supérieur ou égal à 20 mm est avantageux. On peut notamment utiliser pour le support un polypropylène, un polycarbonate, un polypropylène polycarbonate ou tout autre support plastique. Les films vendus sous les marques Mylar ou Kapton par la société E.I. DuPont de Nemours conviennent pour le support. L'épaisseur du support est simplement suffisante pour assurer la résistance mécanique du support. Une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm convient. Les filtres sont appliqués sur une ou sur les deux surfaces du support. Ils peuvent notamment être déposés sur le support par dépôt chimique en phase vapeur (en anglais "PVD" ou "phase vapour deposition"). Ce dépôt présente l'avantage de limiter les artefacts en assurant une répartition uniforme du produit déposé. Il est avantageux de ce point de vue que la surface du support assure une bonne résistance mécanique du filtre qui y est déposé. Le matériau déposé est un matériau connu en tant que tel pour le filtrage, comme par exemple de l'aluminium, du rhodium, du molybdène ou du tungstène. Le filtre peut présenter une épaisseur de l'ordre de 125 plm. Des épaisseurs inférieures ou supérieures peuvent être utiles pour obtenir des propriétés de filtrage différentes. Les filtres peuvent être déposés sur une surface du support ou sur les deux surfaces. Déposer un filtre sur deux surfaces opposées et en regard du support présente l'avantage de limiter l'épaisseur du filtre sur chaque surface, pour des propriétés de filtrage identiques. Ceci limite la fatigue de la couche déposée lors de l'enroulement. En outre, cette configuration diminue la probabilité de défauts dans le filtre et en améliore l'uniformité. De fait, à supposer que les couches déposées présentent des défauts locaux, il est peu probable que des défauts présents sur des couches déposées sur les deux surfaces soient superposés. On notera que les filtres adjacents dans l'exemple de la figure 2 sont en contact. 14XZ00139 Ceci permet un passage d'un filtre à l'autre sans pour autant que le faisceau ne cesse d'être filtré; il est possible de passer d'un filtre à l'autre sans pour autant cesser l'exposition. Cette configuration des filtres permet aussi d'utiliser au mieux la surface disponible sur la bande. Apparaît aussi sur la figure 2 une marque 24 prévue sur le support. Cette marque est lisible par le lecteur 20. Par exemple, le lecteur 20 peut être une fourche optique; avec un support 22 transparent dans le visible, la marque peut simplement être une impression sur le support. On peut aussi utiliser comme marque un dépôt métallique formé en même temps que le filtre. Le lecteur 20 peut aussi comprendre un détecteur à rayons X. Dans ce cas, la marque est formée en un matériau opaque aux rayons X. Cette solution permet de lire la marque en présence de rayons X, mais présente l'inconvénient de ne pas permettre de lecture entre les expositions. La marque peut assurer un repérage de la bande pour son positionnement; elle permet ainsi de positionner correctement la bande. Elle indique alors la position du filtre. La marque peut aussi ou alternativement servir pour l'identification de la nature d'un filtre; on détermine alors la nature du filtre par lecture de la marque. Dans un cas comme dans l'autre, la marque peut être située dans une position prédéterminée par rapport aux filtres. Sur la figure 2, la marque est située sur un axe de symétrie du filtre 12; ceci n'est qu'un exemple, qui dépend de la position du lecteur par rapport aux tambours et au faisceau. Le dispositif de filtrage s'applique notamment à des mammographes. Le dispositif permet de prévoir de nombreux filtres, d'assurer un changement rapide des filtres. Il présente en outre un encombrement limité. Bien entendu, les modes de réalisation décrits plus haut peuvent être modifiés. Ainsi, on peut prévoir un entraînement distinct pour les deux tambours, avec un deuxième moteur entraînant le deuxième tambour. On pourrait aussi prévoir que le moteur entraîne en rotation les deux tambours simultanément. Dans l'exemple de la figure, le moteur 18 entraîne le tambour 2 par l'intermédiaire d'une 14XZ00139 poulie; d'autres modes d'entraînement sont possibles. Les figures montrent un lecteur utilisant un détecteur de la position de la bande; on peut aussi repérer la position de la bande par la position des tambours, ou grâce à la commande du moteur. La solution représentée sur les figures n'implique pas de calibrage du dispositif de filtrage. On peut combiner un repérage de position par le moteur et par le lecteur. Dans l'exemple des figures, la bande est enroulée dans le même sens sur les deux tambours; elle s'étend parallèlement au plan formé par les axes des tambours. On pourrait aussi enrouler la bande en sens inverse sur les deux tambours; dans ce cas, la bande s'étendrait dans un plan sécant avec le plan formé par les axes des tambours; une telle configuration pourrait être utile pour des raisons d'encombrement du dispositif de filtrage. 14XZ00139 REVENDICATIONS 1. Un dispositif de filtrage de rayons comprenant: - une bande (10) portant au moins un filtre (12, 14); - deux tambours (2, 4) distants sur lesquels la bande est enroulée et entre lesquels la bande s'étend; - un mécanisme (18) d'entraînement en rotation d'au moins un des tambours (2). 2. Le dispositif de la revendication 1, comprenant - un lecteur (20) fixe par rapport aux tambours; - une marque (24) lisible par le lecteur sur la bande (10). 3. Le dispositif de la revendication 2, dans lequel la marque indique la position d'un filtre. 4. Le dispositif de la revendication 2 ou 3, dans lequel la marque indique la nature d'un filtre. 5. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les deux tambours sont montés sur un support (16) opaque aux rayons présentant une ouverture. 6. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel l'ouverture présente sensiblement la taille du filtre (12, 14). 7. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la bande porte aux moins deux filtres (12, 14), les filtres étant en contact. 8. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la bande (10) présente un support (22) sur la surface de laquelle est appliqué un filtre (12, 14). 14XZ00139 9. Le dispositif de la revendication 8, dans lequel un filtre (12, 14) est appliqué sur deux surfaces opposées et en regard de la bande (22). 10. Un appareil présentant une source de rayons (8) et un dispositif de filtrage selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Un procédé de filtrage des rayons (6) d'une source (8), comprenant: la fourniture d'un dispositif de filtrage avec une bande (10) portant au moins un filtre (12, 14) et deux tambours (2, 4) distants sur lesquels la bande est enroulée et entre lesquels la bande s'étend, le trajet des rayons passant entre les deux tambours; - l'entraînement en rotation d'au moins un des tambours (2) pour amener un filtre sur le trajet des rayons. 12. Le procédé de la revendication 1 1, dans lequel le dispositif de filtrage comprend un lecteur (20) fixe par rapport aux tambours et une marque (24) lisible par le lecteur sur la bande, le procédé présentant une étape de positionnement du filtre par lecture de la marque. 13. Le procédé de la revendication 1 1 ou 12, dans lequel le dispositif de filtrage comprend un lecteur (20) fixe par rapport aux tambours et une marque (24) lisible par le lecteur sur la bande, le procédé présentant une étape de détermination de la nature d'un filtre par lecture de la marque.