Brevet FR2834377A1 — publié le 20030704

et dans la direction inverse. GRILLE ANTI-DIFFUSANTE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE GRILLE L'invention concerne les grilles anti-diffusantes utilisées en imagerie par rayons X. Les appareils d'imagerie radiologique comprennent classiquement une source de rayons X et un récepteur d'image entre lesquels est positionné l'objet dont on souhaite réaliser une image. Le faisceau émis par la source traverse l'objet avant d'atteindre le récepteur. Il est en partie absorbé par la structure interne de l'objet de sorte que l'intensité du faisceau reçu par le récepteur se trouve atténuée. L'atténuation globale du faisceau après traversoe de l'objet est directement liée à la distribution d'absorption dans l'objet. Le récepteur d'image comprend un détecteur opto-électronique ou un couple filmiécran renforçateur sensible à l'intensité du rayonnement. Par conséquent, I' image générée par le récepteur correspond en principe à la distribution des atténuations globales des rayons dues à la traversée des structures internes de l'objet. Une partie du rayonnement émis par la source est absorbée par la structure interne de l'objet, I'autre partie est soit transmise (rayonnement primaire ou direct), soit diffusée (rayonnement secondaire ou diffusé). La présence de rayonnement diffusé conduit à une dégradation du contraste de l' image obtenue et à une réduction du rapport signal/bruit. Ceci est particulièrement gênant, en particulier lorsqu'on souhaite visualiser des détai Is de l'objet. Une solution à ce problème consiste à intercaier une grille " anti diffusante " entre l'objet à radiographier et le récepteur d'image. Ces grilles sont habituel lement formées d' une série de lames paral lèl es en matériau absorbant les rayons X. Dans les grilles dites " focalisées " (selon la terminologie définie par la norme CEI 60627 concernant les " Equipement de diagnostique par imagerie à rayonnement X - Caractéristiques des grilles anti-diffusantes d'usage général et de memmographie "), tous les plans des lames se coupent suivant une méme droite passant par le point focal du rayonnement émis par la source. Ainsi, ces grilles permettent de laisser passer le rayonnement direct et d'absorber le rayonnement diffusé. Ces grilles anti-diffusantes ont permis d'améliorer considérablement le contraste des images obtenues. Les grilles anti-diffusantes traditionnelles sont constituées d'une série de lames parallèles orientées constituées d'un matériau absorbant fortement les rayons X tel que le plomb par exemple, maintenues entre des interlames en matériau plus transparent aux rayons X que les lames, tel que l'aluminium ou les fibres cellulosiques (papier ou bois). Un procédé de fabrication traditionnel de grilles anti-diffusantes consiste à empiler alternativement des lames de matériau absorbant et des interlames en matériau transparent aux rayons X. Pour obtenir une grille focalisée, les lames doivent être positionnées précisément avec un léger angle par rapport à la lame qui précède, de manière à ce que tous les plans des lames convergent selon une droite passant par la source. Dans la suite de la description, I'expression " élément de grille " désigne un assemblage d'une couche de matériau absorbant et d'une couche de matériau plus transparent au rayons X. Un procédé de fabrication de grilles anti-diffusantes consiste à empiler successivement des " éléments de grille ", ces éléments étant positionnés sensiblement transversalement. Sur la figure 1, le procédé de fabrication illustré utilise un marbre 12 présentant une surface plane 13 de référence et une cale 14 positionnée sur le marbre 12. Un premier élément 110 de grille formé par assemblage d'une couche 51 de matériau absorbant les rayons X constituant une lame et d'une couche 52 de matériau transparent aux rayons X constituant une interlame est positionné en butée sur les surfaces définies par la cale 14 et le marbre 12. Un autre élément 120 a déjà été positionné à la suite de ce premier élément 1 10. Un outil de positionnement 15 monté sur un balancier amène l'élément 130 suivant jusqu'à ce que celui-ci viennent en contact avec l'élément 120 précédemment positionné. L'élément 130 suivant est ainsi calé sur l'élément 120 qui le précède et sur la surface du mardre 13 sur laquelle reposenttous les éléments 110, 120. L'élément 130 est appuyé sur l'outil de positionnement 15 de manière à ce que l'une de ses faces soit en contact avec la surface plane de l'outil 15. L'outil 15 étant monté sur un balancier pouvant pivoter autour d'un point fixe O. la surface de positionnement se trouve toujours dans un plan contenant le point O. Par conséquent, les éléments 110, 120, 130 sont assemblés successivement de sorte que les couches de matériau absorbant 51 se trouvent sensiblement dans des plans contenant le point O. Chaque élément, une fois amené à l'aide de l'outil de préhension en contact avec l'élément qui le précède est collé à celui-ci en position. On obtient ainsi une grille constituée d'une succession de couches absorbantes 51 et transparentes 52, les couches absorbantes 51 étant focalisées sur le point O. L'inconvénient d'un tel procédé de fabrication est qu'il a tendance à créer des erreurs cumulatives de positionnement angulaire des lames. Ces erreurs détériorent les performances de la grille. En effet, dans un tel procédé, la précision de la grille obtenue dépend de l'angulation des lames absorbantes 51 et de la précision de la surface plane 13 du marbre 12. Un but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication simple permettant de limiter les erreurs de positionnement des lames. A cet effet, I'invention propose un procédé de fabrication d'une grille anti-diffusante comprenant les étapes selon lesquelles: - on forme des éléments de grille en recouvrant des portions d'au moins un substrat, de bandes en matériau absorbant les rayons X (les éléments pouvant être formés sur un substrat unique ou sur des bandes de substrat supportant chacune une bande en matériau absorbant), - on superpose les éléments de grille ainsi obtenus les uns aux autres, - on fige les éléments ainsi superposés, caractérisé en ce que les portions de substrat sont dimensionnses avec une largeur supérieure à la largeur desdites bandes en matériau absorbant, la manipulation des éléments de grille en vue de leur superposition étant faite par appu i ou préhens ion au moi ns sur des parties desd its él éments non- recouvertes de matériau absorbant. Dans les procédés de l'art antérieur, le guidoge des éléments lors de leur positionnement ne pouvait se faire que sur une largeur très faible (typiquement de 1,5 à 3 mm de largeur). Dans le procédé de l' invention, du fait que les portions de substrat présentent une largeur plus grande que l'épaisseur finale de la grille, elles peuvent être orientees avec une meilleure précision que dans les grilles de l'art antérieur. Il en résulte un meilleur positionnement des lames absorbantes dans la grille finale. En outre, dans le procédé de l' invention, du fait que le positionnement des éléments de grille se fait par appui ou préhension sur des parties des éléments non-recouvertes de matériau absorbant, on peut utiliser des lames absorbantes très étroites tout en conservant une bonne précision de positionnement et d'orientation. Ainsi, ie procédé de l'invention permet d'obtenir des grilles présentant une épaisseur inférieure à 1,5 mm, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas de grilles utilisées en mammographie, ces grilles devant filtrer le moins de rayonnement direct possible. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, iaquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 déjà commentée est un schéma représentatif d'un exemple de procédé de fabrication d'une grille focalisée de l'art antérieur, - la figure 2 est un schéma représentatif d'un exemple de procédé de fabrication d'une grille focalisée conforme à un mode de réalisation de l'invention dans lequel les éléments à empiler sont obtenus par découpage, - la figure 3 est un schéma représentatif d'un empilement obtenu par le procédé représenté à la figure 2, - la figure 4 est un schéma représentatif d'un élément utilisé pour réaliser un empilement conforme au procédé de l'invention, - la figure 5 est un schéma représentatif des différentes étapes d'obtention d'éléments uti lisés dans le procédé de l' invention, la figure 6 est un schéma représentatif d'une variante du procédé de la figure 2 dans lequel les éléments sont obtenus par pliage, - la figure 7 est un schéma représentatif d'une deuxième mise en _uvre du procédé de l'invention dans laquelle les éléments empilés sont espacés les uns des autres. Sur la figure 2, on a illustré un procédé de fabrication d'une grille focalisée conforme à un mode de réalisation de l' invention. Selon ce procédé, les éléments de grille 210, 220, 230 comprennent une lame 51 en matériau absorbant les rayons X et une lame 53 de substrat en matériau plus transparent, cette dernière lame 53 présentant une largeur plus importante que la lame absorbante 51. Par exemple, la largeur de la lame absorbante 51 est de l'ordre de 2 mm et la largeur de la lame 53 transparente est de l'ordre de 20 mm. Les éléments sont manipulés à l'aide d'un outil 16 de préhension monté sur un balancier ou un système à guidage le long d'une glissière circulaire. Un tel outil de préhension peut par exemple être constitué par un châssis à dépression analogues à ceux généralement utilisés en photographie. Ce type de châssis comprend un plateau 21 définissant une surface plane 22 en contact avec l'élément 240 à positionner et des conduits 23 traversant le plateau 21 entre la surface 22 en contact avec l'élément 240 et la surface opposée du plateau 21. Chaque conduit 23 est connecté à des moyens d'aspiration non représentés. Les moyens d'aspi ration asp i rent l' a i r contenu entre l' él ément 240 et la surface 22 du plateau 21 avec laquelle il est en contact via les conduits 23. Ainsi, I'élément 240 à positionner se trouve plaqué contre la surface 22 du châssis par dépression. Dans un tel outil de préhension, la distance entre les conduits 23 est négligeables devant le rayon de courbure de l'élément 240 à positionner de sorte que l'élément est maintenu parfaitement plan. L'élément 240 est encollé puis empilé sur un élément précédent 230 à l'aide de l'outil de préhension 16 monté sur le balancier ou le système à guidage le long d'une glissière circulaire. Les éléments 210, 220, 230, 240 sont ainsi assemblés successivement. On empile de l'ordre de 30 à 70 éléments par cm. L'empilement 200 ainsi formé est ensuite découpé transversalement aux couches d'éléments de manière à égaliser la largeur des lames absorbantes et des interlames et à obtenir une grille plane présentant une épaisseur de l'ordre de 1 à 3 mm. Comme représenté à la figure 3, I'empilement 200 est découpé selon les lignes en pointillés. De préférence, le découpage final se fera à une distance des lames correspondant au moins à la distance d'influence de l'outil de découpe et non pas à ras des lames absorbantes. Cette disposition permet de ne pas altérer la pianéité des bords des lames absordantes, ce qui évitera la génération d'artéfacts lors de l'utilisation de la grille. Dans une variante de ce procédé de fabrication de grille anti- diffusante, les éléments sont formés sur une bande continue de substrat souple supportant des bandes absorbantes alignées, les bandes absorbantes étant alignéss soit selon leur axe longitudinal, soit selon leur axe transversal. La bande continue de substrat est bobinée et le dispositif de positionnement comprend un magasin dans lequel est stockée la bobine de substrat. Des guides rigides ou rouleaux permettent de dérouler la bobine de substrat et d'amener en continu des éléments. De méme que dans le procédé précédent, le dispositif de positionnement comprend un outil de positionnement monté sur un balancier ou sur un système à guidage le long d'une glissière circulaire. Les éléments sont amenés par les guides ou les rouleaux, maintenus en position par i'outil de positionnement, fixés par rapport à l'élément qui précède, puis découpés et séparés de la bobine de substrat. Dans cette variante, le positionnement précis du substrat est assuré soit par le guidage direct des bandes de substrat, soit par le guidage d'un châssis à dépression tel que décrit précédemment supportant l'élément à positionner. Dans le cas o les bandes absorbantes sont alignses selon leur axe transversal, elles sont positionnées transversalement au sens de déroulement de la bobine de substrat, le magasin peut avantageusement étre monté avec l'outil de positionnement sur le balancier ou le système à guidage le long d'une glissière circulaire. On va maintenant décrire la fabrication des éléments 210, 220, 2307 240 de grille. Comme représenté à la figure 4, les éléments de grilles 240 utilisés sont constitués d'une couche 51 sous forme d'un bande en matériau absorbant les rayons X plaquée sur un substrat 53 sous forme d'une bande plus large de matériaux absorbant peu les rayons X. La couche absordante 51 est généralement formoe d'un métal tel que l'or, le cuivre, le tantale ou le plomb, ces matériaux pouvant être utilisés seuis, en combinaison ou en association avec d'autres matériaux. De préférence, les bandes absorbantes sont en cuivre ou en or ou en cuivre recouvert d'or ou en cuivre recouvert de plomb. En particulier, dans le cas o les bandes absorbantes sont en cu ivre recouvert de pl omb, l' épai sseu r totale d' une bande de méta l est de préférence inférieure à 50,um et l'épaisseur de plomb est comprise entre 5 et 30.um La figure 5 représente un procédé d'obtention de tels éléments. Pour obtenir de les éléments, on peut utiliser par exemple des techniques de dépôt de métal couramment utilisées pour la fabrication de circuits imprimés. Ces techniques consistent généralement à déposer sur un substrat 54 en matériau polymère une couche de métal 55 par laminage (étape 1). Le substrat 54 peut par exemple étre formé de résine époxyde ou polyimide (le polyimide permet de former un substrat souple). Le métal 55 est traité chimiquement pour obtenir une bonne adhérence métal/substrat. Puis la couche métallique 55 est recouverte d'un film photosensible généralement appelé " resist " ou vernis épargne. Ce film est exposé au travers d'un masque photographique à un rayonnement UV (étape 2). Les portions écl ai rées correspondent à des band es de méta l que l ' on souha ite protéger. Ces portions de film sont polymérisées par l'énergie lumineuse (phase " d'insolation "), ce qui leur confère une meilleure adhérence sur le métal ainsi qu'une résistance aux agents de gravure. La surface du film est ensuite soumise à l'action d'un agent de stripage. Les portions de film non polymérisées ainsi que la couche de métal correspondante sont éliminées de la surface du substrat 54 (étape 3). Dans une mise en _uvre de l' invention, on dépose une deuxième couche de métal par dessus la première, après l'étape de stripage, par un procédé électrochimique ou de galvanoplastie. On obtient ainsi une plaque de substrat 54 en matériau polymère sur lequel sont déposéss des bandes métalliques 51. Les bandes métalliques 51 peuvent être disposées alignées longitudinalement ou côte à côte. Le substrat est en matériau souple ou rigide. Les éléments de grille peuvent être découpés ou non. Ces techniques permettent en outre de constituer des éléments de repères ou marqueurs sur le substrat qui serviront à positionner les " éléments de grille " avec une grande précision durant la phase d'empilement. Ces repères en matériau absorbant sont formés en même temps que les bandes métalliques. Dans une mise en _uvre de l' invention, on découpe le substrat 54 selon les lignes pointillées, entre les bandes métalliques 51 de manière à former des bandes 53 de substrat de largeur supérieure à la largeur des bandes métalliques 51. On obtient ainsi des " éléments de grille " discrets constitués chacun d'une bande métallique 51 absorbant les rayons X et d'une bande de substrat 53 transparente aux rayons X. Da ns une autre mi se en _uvre du procédé de l ' i nventi on, le substrat 54 est constitué d'un matériau souple. Pour la fabrication de circuits imprimés souples, on utilise généralement un polyimide comme substrat, comme par exemple du Kapton(. Comme représenté à la figure 6, on grave des bandes métalliques 51 sur les deux faces du substrat 54, les bandes 51 étant positionnées alternativement sur une face du substrat puis sur l'autre. Le substrat 54 est ensuite plié " en accordéon " entre les bandes métalliques 51 gravées de manière à obtenir un empilement d'éléments continus constitués de bandes de matériau absorbant et de bandes en matériau plus transparent au rayons X. Les portions de substrat en excès sont ensuite découpées. Dans une autre mise en _uvre de l'invention, on utilise un substrat d'épaisseur réduite (par exemple 100m) sur lequel sont déposées des bandes de métal 51 d'environ 5 à 40,um d'épaisseur. Ces éléments sont empilés avec une période de 200 à 400,um. Comme représenté à la figure 7, dans le cas o on utilise un substrat 54 d'épaisseur réduite, on introduit entre chaque paire d'éléments successifs des cales 55 ou espaceurs permettant de maintenir des espaces entre les éléments 310, 320, 330. Les cales 55 sont positionnées de préférence en appui sur les portions de bande 53 de substrat non recouvertes de métal, de part et d'autre des bandes métalliques 51 et le plus loin possible de celles-ci pour obtenir une bonne précision de positionnement. On injecte ensuite un film de colle 56 entre les éléments 310, 320, 330 ainsi maintenus en place. Lorsque la colle 56 a durci, on découpe le substrat en excès selon les lignes en pointillés. On peut également injecter directement de la colle (cyanoacrylate ou époxyde) entre les éléments 310, 320, 330 au fur et à mesure de la formation de l'empilement 300. La colle en durcissant forme directement des cales de positionnement. L'avantage de la colle cyanoacrylate est qu'elle durcit rapidement de sorte que les cales peuvent être formées au fur et à mesure du positionnement des éléments. Il suffit à cet effet de maintenir l'élément à fixer en position durant la durée de prise de la colle. 11 est également possible d'injecter de la mousse expansible qui remplit les espace entre les éléments. La mousse présente l'avantage de réaliser à la fois le maintien en position et l'assemblage des " éléments " les uns avec les autres. Si cette mousse n'est pas suffisamment adhésive, une solution consiste à réaliser des fentes traversant les éléments selon leur épaisseur et permettant de réaliser une jonction entre les espaces. Lors de son injection, la mousse rempli les espaces et les fentes. Cette mousse en du rcissa nt form e un e structure traversant l es éléments et garanti ssant ainsi leur assemblage. La mousse constitue avantageusement une structure rigide et causant une très faible atténuation des rayons X qui la traversent. Ce type de grille formée à partir d'un substrat de faible épaisseur est particulièrement utilisé en memmographie. En effet, les espaces ménagés entre les éléments sont plus larges que l'épaisseur des bandes de substrat de sorte que la transmission des rayons X se trouve améliorce de façon significative. Dans tous les cas, lorsque l'assemblage a été réalisé et fixé, les portions de substrat, de mousse ou de colle en excès sont découpées pour former une grille d'épaisseur donnée. Des plaques de couvertures 57 et 58 peuvent éventuellement être positionnéss sur chaque face pour protéper l'empilement 300. La présence de ces plaques de protection n'est pas cruciale dans les cas o les matériaux utilisés pour réaliser l'empilement sont non-hygroscopiques. REVEN DICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une grille anti-diffusante comprenant les étapes selon lesquelles: - on forme des éléments (210, 220, 230; 310, 320, 330) de grille en recouvrant des portions (53) d'au moins un substrat (54), de bandes en matériau absorbant les rayons X (51), - on superpose les éléments de grille (210, 220, 230; 310, 320, 330) ainsi obtenus les uns aux autres, - on fige les éléments (210, 220, 230; 310, 320, 330) ainsi superposés, caractérisé en ce que l es portions (53) de substrat sont d i mensi on n ées avec une largeur supérieure à la largeur desdites bandes en matériau absorbant (51), la manipulation des éléments de grille en vue de leur superposition étant faite par appui ou préhension au moins sur des parties desdits éléments non-recouvertes de matériau absorbant. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation des éléments de grille (210, 220, 230; 310, 320, 330) comprend les étapes selon lesquelles: - on dépose sur un substrat (54) une couche de métal (55) par laminage, - on recouvre la couche métallique (54) d'un film photosensible, - on expose le film au travers d'un masque photographique à un rayonnement entranant la polymérisation du film dans les portions éclairées correspondant à des bandes de métal que l'on souhaite protéger, - on élimine les portions de film non polymérisées ainsi que la couche de cuivre sousjacente, dans lequel des portions de métal subsistant sur le substrat (54) forment des bandes (51). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que des portions de métal subsistant sur le support forment également des repères utiles pour le positionnement des éléments (210, 220, 230; 310, 320, 330). 4 Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire selon laquelle on découpe le substrat (54) en bandes (53), chaque bande (53) supportant une bande de métal (51) et présentant une largeur supérieure à ladite bande de métal. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les bandes de métal (51) étant positionnées parallèlement les unes aux autres et le substrat (54) étant formé d'un matériau flexible, on plie le substrat (54) entre les bandes de métal (51), chaque portion de substrat compris entre deux plis successifs formant une bande (53) supportant une bande métallique (51). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on positionne chaque élément (210, 220, 230) en contact avec l'élément qui précède. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on positionne chaque élément (340) à distance de l'élément (330) qui précède. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on maintient les éléments (310, 320, 330) à distance les uns des autres en insérant des cales (55) en appui sur les portions de bande (53) de substrat non recouvertes de matériau absorbant (51). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fixe chaque élément (240; 340) sur un élément (230;330) précédent en injectant de la colle (56) entre les deux éléments. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on fixe chaque élément (340) sur un élément précédent (330) en injectant de la mousse expansible entre les deux éléments 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on manipule les éléments par un dispositif de positionnement (16) supportant un élément (240; 340) à positionner et en ce qu'on on amène le dispositif de positionnement (16) supportant un élément (240; 340) à positionner en position par rapport à l'élément précédent (230; 330) par un système à balancier ou un système à guidage le long d'une glissière circulaire. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de leur manipulation, les bandes de substrat (53) sont maintenues sur un châssis à dépression dont la surface de dépression (22) présente une largeur supérieure ou égale à la largeur de bande de substrat (53). 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que lors de leur manipulation, les bandes de substrat (53) sont amenés par un système de guides ou de rouleaux. 14. Grille anti-diffusante du type formée d'une alternance de lames (51) en matériau absorbant et de lames de substrat (52), caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon la revendication 1 à 13 et en ce qu'elle comprend des lames de substrat en matériau polymère. 15. Grille anti-diffusante selon la revendication 14, caractérisé en ce que les lames de substrat (52) sont formées de résine époxyde ou de polyimide. 16. Grille anti-diffusante selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce que les lames absorbantes (51) sont en cuivre ou en or ou en plomb ou en cuivre recouvert d'or ou en cuivre recouvert de plomb. 17. Grille anti-diffusante selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle présente une épaisseur inférieure à 1,5 mm. 18. Elément de grille anti-diffusante comprenant une bande (51) en matériau absorbant les rayons X plaquée sur une bande (53) de substrat, caractérisé en ce que la bande de substrat (53) présente une largeur