Brevet FR2849575A1 — publié le 20040702

DETECTEUR DE PROXIMITE ET SYSTEME DE RADIOGRAPHIE La présente invention porte sur un détecteur de proximité et un système de radiographie, et plus précisément sur un détecteur servant à détecter la proximité d'une unité mobile par rapport à un sujet par utilisation d'une capacité électrostatique, et sur un système de radiographie incluant le détecteur de proximité. Un système de radiographie comprend un émetteur de rayons X et un récepteur de rayons X montés aux extrémités respectives d'un bras en C de telle manière que l'émetteur de rayons X et le récepteur de rayons X sont en regard l'un de l'autre. Le système de radiographie réalise une radioscopie sur un sujet intercalé entre l'émetteur de 10 rayons X et le récepteur de rayons X. Dans le système de radiographie, le récepteur de rayons X comprend un capteur utilisant une capacité électrostatique pour détecter une proximité par rapport au sujet, afin d'éviter que le récepteur de rayons X ne heurte le sujet (voir, par exemple, la description (de la troisième à la huitième colonne) et les dessins (figures 2 et 3) du brevet des Etats-Unis n0 5.651.044). Dans le système de radiographie précédent, le capteur de proximité est formé principalement d'une pluralité d'électrodes. Un multiplexeur effectue des commutations entre des combinaisons de la pluralité d'électrodes afin de réaliser la détection de proximité. Il existe donc un problème en ce que la configuration du détecteur de proximité est compliquée. L'objectif de la présente invention est de proposer un détecteur de proximité ayant une configuration simple et un système de radiographie incluant le détecteur de proximité. Selon un premier aspect de la présente invention visant à résoudre le problème précédent, la présente invention propose un détecteur de proximité comprenant 25 principalement: un organe mobile susceptible de se rapprocher d'un sujet; une électrode unique montée sur une extrémité côté sujet de l'organe mobile; un dispositif d'alimentation en courant pour fournir un courant constant à un condensateur électrostatique formé entre l'électrode et une masse; un dispositif de décharge pour éliminer la charge du condensateur électrostatique à intervalles d'un certain cycle; un 30 dispositif de codage binaire pour coder en binaire un potentiel de l'électrode par rapport à la masse en se basant sur un seuil; et un dispositif de lissage pour lisser un signal de sortie du dispositif de codage binaire. Selon un autre aspect de la présente invention visant à résoudre le problème précédent, la présente invention propose un système de radiographie comprenant 5 principalement: un dispositif d'émission de rayons X; un dispositif de réception de rayons X; un dispositif de support pour supporter le dispositif d'émission de rayons X et le dispositif de réception de rayons X de telle manière que le dispositif d'émission de rayons X et le dispositif de réception de rayons X sont en regard l'un de l'autre avec un espace entre eux, et pour permettre de rapprocher le dispositif de réception de rayons X 10 d'un sujet à imager présent dans l'espace; une électrode unique montée sur une extrémité côté sujet du dispositif de réception de rayons X; un dispositif d'alimentation en courant pour fournir un courant constant à un condensateur électrostatique formé entre l'électrode et une masse; un dispositif de décharge pour éliminer la charge du condensateur électrostatique à intervalles d'un certain cycle; un dispositif de codage 15 binaire pour coder en binaire un potentiel de l'électrode par rapport à la masse en se basant sur un seuil; et un dispositif de lissage pour lisser un signal de sortie du dispositif de codage binaire. Dans les aspects précédents de la présente invention, comme l'électrode unique est adoptée, la configuration du capteur est simplifiée. En outre, un courant constant est 20 fourni au condensateur électrostatique formé entre l'électrode et la masse. La charge du condensateur électrostatique est éliminée à intervalles d'un certain cycle. Un potentiel de l'électrode par rapport à la masse est codé en binaire en se basant sur un seuil. Un signal de sortie du dispositif de codage binaire est lissé pour produire un signal de détection. Le résultat est une simplification de la configuration du circuit électrique. De préférence, l'électrode comprend deux couches conductrices électriquement isolées l'une de l'autre. Le courant constant est fourni à une couche extérieure des couches conductrices, et une tension égale à celle appliquée à la couche extérieure est appliquée à une couche intérieure. Dans ce cas, la sensibilité à atteindre en détection de proximité est améliorée. De préférence, l'électrode est formée le long d'un périmètre d'une surface réceptrice du dispositif de réception de rayons X, de sorte que l'effet adverse sur les rayons X incidents peut être minimisé. De préférence, l'électrode est formée sur une périphérie du dispositif de réception de rayons X et un périmètre de sa surface 5 réceptrice. Dans ce cas, la superficie de l'électrode peut être accrue tout en minimisant l'effet adverse sur les rayons X incidents. De préférence, le dispositif de support supporte le dispositif d'émission de rayons X et le dispositif de réception de rayons X aux extrémités respectives d'un bras en C. Dans ce cas, divers accès à un sujet sont permis. De préférence, le dispositif de 10 réception de rayons X comprend un intensificateur d'image qui permet d'améliorer la sensibilité aux rayons X incidents. Selon la présente invention, un détecteur de proximité ayant une configuration simple et un système de radiographie incluant le détecteur de proximité peuvent donc être proposés. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée suivante de quelques exemples de réalisation, illustrée par les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement une configuration d'un système de radiographie selon un exemple de réalisation de la présente invention; la figure 2 représente schématiquement une construction d'une électrode incluse dans un détecteur de proximité; la figure 3 représente schématiquement une construction de l'électrode incluse dans le détecteur de proximité; la figure 4 est un schéma synoptique représentant un détecteur de proximité 25 selon un exemple de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un chronogramme montrant la chronologie d'actions exécutées dans le détecteur de proximité selon l'exemple de réalisation de la présente invention; et la figure 6 représente la relation entre une distance et un signal de détection. Une forme de réalisation de la présente invention va être décrite dans ce qui suit 30 à propos des dessins. La figure 1 représente schématiquement une configuration d'un système de radiographie. Ce système est un exemple de réalisation d'un système de radiographie selon la présente invention. La configuration du système de radiographie fournit un exemple de réalisation relatif au système de radiographie selon la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, le système de radiographie comprend une table 100, un portique 200 et un pupitre d'opérateur 300. La table 100 a un plateau de table 102. Un sujet P de radiographie est allongé sur le dos sur le plateau de table 102. Le plateau de table 102 est supporté par un socle 110. Un mécanisme d'avance/recul, un mécanisme de montée/descente et un mécanisme 10 d'inclinaison sont incorporés dans le socle 110. Les mécanismes font avancer ou reculer, monter ou descendre, ou inclinent le plateau de table 102. Le portique 200 comprend un bras arqué en C 206 servant à supporter un émetteur de rayons X 202 et un récepteur de rayons X 204, qui sont en regard l'un de l'autre. Le bras 206 et supporté par un support 208. L'émetteur de rayons X 202 comprend un tube à rayons X incorporé et émet des rayons X vers le récepteur de rayons X 204. Le récepteur de rayons X 204 comprend un intensificateur d'image incorporé et reçoit les rayons X émis par l'émetteur de rayons X 202. Le récepteur de rayons X 204 est par exemple globalement en forme de cylindre. L'émetteur de rayons X 202 est un exemple de réalisation d'un dispositif 20 d'émission de rayons X inclus dans la présente invention. Le récepteur de rayons X 204 est un exemple de réalisation d'un dispositif de réception de rayons X inclus dans la présente invention, et est aussi un exemple de réalisation d'un organe mobile inclus dans la présente invention. Le bras 206 est un exemple de réalisation d'un dispositif de support inclus dans la présente invention. Le portique 200 a un isocentre situé dans un espace intermédiaire entre l'émetteur de rayons X 202 et le récepteur de rayons X 204. L'isocentre est équivalent au centre de l'arc du bras 206. Un mécanisme d'entraînement incorporé dans le support 208 déplace le bras 206 le long d'un arc, ce par quoi l'émetteur de rayons X 202 et le récepteur de rayons X 204 30 décrivent une rotation ayant l'isocentre comme centre tout en restant en vis-à-vis. Grâce au mécanisme d'avance/recul incorporé dans le bras 206, le récepteur de rayons X 204 peut être avancé ou reculé dans la direction de l'isocentre. Le degré d'avance ou de recul, de montée ou de descente, ou d'inclinaison du plateau de table 102 est réglé de sorte que le centre radiographique du sujet P concide avec lisocentre. Le pupitre d'opérateur 300 est une interface homme-machine destinée à un utilisateur. Le pupitre d'opérateur 300 comprend un équipement de traitement de données, par exemple un ordinateur et son équipement périphérique incorporés en son sein, commande la table 100 et le portique 200 en réponse à des instructions saisies par l'utilisateur, et accomplit une radiographie. Le présent système de radiographie comprend un détecteur de proximité. Le détecteur de proximité sera décrit plus bas. La figure 2 représente schématiquement la construction d'une électrode faisant partie du détecteur de proximité. Comme représenté sur la figure 2, une électrode 210 est montée sur une extrémité du récepteur de rayons X 204. Cette extrémité du récepteur de rayons X 204 est une extrémité du côté en regard 1 5 du sujet P, c'est-à-dire du côté surface réceptrice. L'électrode 210 est un exemple de réalisation d'une électrode incluse dans la présente invention. L'électrode 210 est formée sur le périmètre de la surface réceptrice du récepteur de rayons X 204 et sur la périphérie de l'extrémité du récepteur de rayons X 204. Incidemment, la surface réceptrice du récepteur de rayons X 204 et la surface 20 périphérique de son extrémité sont couvertes par une enceinte faite d'une matière isolante, par exemple un plastique. En outre, l'électrode 210 est en réalité couverte d'une enceinte faite d'une matière isolante mais est représentée avec l'enceinte retirée sur la figure 2. La figure 3 est une coupe agrandie représentant schématiquement la construction 25 de la partie du récepteur de rayons X portant l'électrode 210. Comme représenté sur la figure 3, l'électrode 210 comprend deux couches conductrices 212 et 214. Les couches conductrices 212 et 214 sont empilées avec une couche isolante 216 entre elles. Les couches conductrices 212 et 214 sont des couches de conducteurs faits, par exemple, de cuivre ou d'aluminium (Al). Ce type d'électrode 210 est formé en utilisant, par exemple, 30 une carte à circuit imprimé souple. L'électrode 210 est formée comme une électrode unique. L'électrode 210 se compose d'une partie montée sur la surface réceptrice du récepteur de rayons X 204 et d'une partie montée sur la surface périphérique de l'extrémité du récepteur de rayons X 204. Une fois que les parties sont montées sur le récepteur de rayons X 204, les couches 5 conductrices correspondantes incluses dans les parties peuvent être électriquement reliées l'une à l'autre. Cela forme aussi électriquement une seule électrode. Selon une variante, l'électrode 210 peut être montée seulement sur la surface réceptrice du récepteur de rayons X 204. La figure 4 est un schéma synoptique d'un détecteur de proximité. Le présent 10 détecteur de proximité est un exemple de réalisation d'un détecteur de proximité selon la présente invention. La configuration du présent détecteur fournit un exemple de réalisation relatif au détecteur de proximité selon la présente invention. Comme représenté sur la figure 4, l'électrode 210 sert de première électrode d'un condensateur électrostatique ayant la masse comme autre électrode. Le sujet P et le 15 récepteur de rayons X 204 sont tous les deux mis à un potentiel de masse. La couche conductrice 212 forme un condensateur avec le sujet P, tandis que la couche conductrice 214 forme un condensateur avec le récepteur de rayons X 204. Dans ce qui suit, les couches conductrices 212 et 214 peuvent être appelées électrodes. Une source de courant constant 402 est reliée à l'électrode 212. La source de 20 courant constant 402 est un exemple de réalisation d'un dispositif d'alimentation en courant inclus dans la présente invention. En supposant que la capacité électrostatique du condensateur est C, la relation entre l'intensité I et le potentiel V auquel est porté l'électrode 212 est la suivante: V = - Idt Dans cette relation, comme le courant I est un courant constant, le potentiel V croît linéairement en fonction du temps. La pente de l'accroissement de potentiel est 1/C. La pente est donc inversement proportionnelle à la capacité électrostatique C. Un circuit de décharge 404 est relié à l'électrode 212. Le circuit de décharge 404 est un exemple de réalisation d'un dispositif de décharge inclus dans la présente 30 invention. Le circuit de décharge 404 élimine la charge du condensateur formé par l'électrode 212 à intervalles d'un certain cycle. Cela amène périodiquement le potentiel V à un niveau zéro. En raison de la répétition des charge et décharge, le potentiel V présente une forme d'onde en dents de scie ayant un certain cycle. La pente de la forme d'onde en dents de scie dans son intervalle de croissance est inversement proportionnelle à la capacité électrostatique C. La capacité électrostatique C croît quand la distance d entre l'électrode 212 et le sujet P décroît. La pente de la forme d'onde en dents de scie diminue donc quand la distance d entre l'électrode 212 et le sujet P décroît. Le potentiel V de l'électrode 212 est appliquée à l'électrode 214 via un répétiteur de tension 406. Le répétiteur de tension 406 est réalisé à l'aide d'un amplificateur haute impédance qui produit un gain par exemple de +1. Grâce au répétiteur de tension 406, l'électrode 214 est toujours au même potentiel que l'électrode 212. Aucun champ électrique n'est donc créé entre les électrodes 212 et 214. En conséquence, un champ 1 5 électrique autour de l'électrode 212 est créé seulement du côté sujet de l'électrode 212. Cela permet de réaliser une détection de proximité ayant une excellente sensibilité. Incidemment, un champ électrique autour de l'électrode 214 est créé seulement du côté récepteur de rayons X de l'électrode 214. Le potentiel V de l'électrode 212 est appliqué à un circuit comparateur 408. Le 20 circuit comparateur 408 produit un signal binaire w qui indique si le signal d'entrée est supérieur ou non à un signal de référence REF. Le signal binaire w est lissé par un circuit de lissage 410 et transmis en tant que signal s de détection de proximité. Le circuit comparateur 408 est un exemple de réalisation d'un dispositif de codage binaire inclus dans la présente invention. Le circuit de lissage 410 est un exemple de réalisation 25 d'un dispositif de lissage inclus dans la présente invention. Le circuit électrique précédent est incorporé par exemple dans l'enceinte couvrant le récepteur de rayons X 204. Dans ce cas, de préférence, l'électrode 210 réalisée en utilisant une carte à circuit imprimé souple est prolongée dans une certaine mesure. Le circuit électrique est ensuite réalisé sous la forme d'un circuit imprimé sur le prolongement de l'électrode 210. Cela facilite la construction du détecteur de proximité comme une unité. Les actions exécutées par le détecteur de proximité comprenant les composants précédents vont être décrites plus bas. La figure 5 est un organigramme montrant la 5 chronologie des actions. A propos de la figure 5, (1) indique la chronologie du potentiel V et (2) à (4) indiquent les chronologies du signal binaire w et du signal de détection de proximité s. Comme représenté sur la figure 5, le potentiel V a une forme d'onde en dents de scie ayant un certain cycle. La pente de la forme d'onde en dents de scie dans son 10 intervalle de croissance diminue, comme indiqué par exemple par des droites obliques vl, v2 et v3 sur la figure 5, quand la distance d entre l'électrode 212 et le sujet P décroît. Des signaux binaires wl, w2 et w3 indiquent si les ondes en dents de scie vl, v2 et v3 respectives sont supérieures ou non au signal de référence REF. Les rapports cycliques des signaux wl, w2 et w3 sont croissants dans cet ordre. Des signaux de détection de proximité si, s2 et s3 sont alors obtenus en résultat du lissage des signaux binaires wl, w2 et w3 respectifs. Les amplitudes des signaux de détection de proximité s 1, s2 et s3 sont croissantes dans cet ordre. En conséquence, comme représenté sur la figure 6, un signal de détection de proximité s est produit dont l'amplitude de signal croît quand la distance d décroît. Le 20 niveau de proximité du récepteur de rayons X 204 par rapport au sujet P peut donc être déduit de l'amplitude du signal de détection de proximité s. Le signal de détection de proximité s peut être utilisé pour faire sonner une alarme de proximité ou éviter un contact du récepteur de rayons X avec le sujet par recours à une vérification basée sur un seuil TH correspondant à une limite de proximité DL. LISTE DES COMPOSANTS Figure 1: Table 102 Plateau de s 104 Socle P Sujet Portique 202 metteur 204 Récepteui 10 206 Bras 208 Support 300 Pupitre d'i Figure 2: 210 Electrode 15 Figure 3: 212 Couche c( 214 Couche cc 216 Couche is Figure 4: 402 Source de 404 Circuit de 406 Répétiteui 408 Circuit co 410 Circuit de e table de rayons X r de rayons X opérateur onductrice onductrice olante courant constant décharge r de tension mparateur lissage REVENDICATIONS 1. Détecteur de proximité, caractérisé en ce qu'il comprend: un organe mobile (204) susceptible de se rapprocher d'un sujet; une électrode unique (210) montée sur une extrémité côté sujet dudit organe mobile; un dispositif d'alimentation en courant (402) pour fournir un courant constant à un condensateur électrostatique formé entre ladite électrode et une masse; un dispositif de décharge (404) pour éliminer la charge dudit condensateur 10 électrostatique à intervalles d'un certain cycle; un dispositif de codage binaire (408) pour coder en binaire un potentiel de ladite électrode par rapport à la masse en se basant sur un seuil; et un dispositif de lissage (410) pour lisser un signal de sortie dudit dispositif de codage binaire. 2. Détecteur de proximité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite électrode comprend deux couches conductrices (212, 214) électriquement isolées l'une de l'autre, et ledit courant constant est fourni à une couche extérieure (212) desdites couches conductrices, et une tension égale à celle appliquée à ladite couche extérieure est appliquée à une couche intérieure (214). 20 3. Système de radiographie, comprenant: un dispositif d'émission de rayons X (202); un dispositif de réception de rayons X (204); un dispositif de support (206, 208) pour supporter ledit dispositif d'émission de rayons X et ledit dispositif de réception de rayons X de telle manière que ledit dispositif 25 d'émission de rayons X et ledit dispositif de réception de rayons X sont en regard l'un de l'autre avec un espace entre eux, et permettant de rapprocher ledit dispositif de réception de rayons X d'un sujet (P) à imager dans ledit espace; caractérisé par: une seule électrode (210) montée sur une extrémité côté sujet dudit dispositif de 30 réception de rayons X; un dispositif d'alimentation en courant (402) pour fournir un courant constant à un condensateur électrostatique formé entre ladite électrode et une masse; un dispositif de décharge (404) pour éliminer la charge dudit condensateur électrostatique à intervalles d'un certain cycle; s un dispositif de codage binaire (408) pour coder en binaire un potentiel de ladite électrode par rapport à la masse en se basant sur un seuil; et un dispositif de lissage (410) pour lisser un signal de sortie dudit dispositif de codage binaire. 4. Système de radiographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite 10 électrode comprend deux couches conductrices (212, 214) isolées l'une de l'autre, et ledit courant constant est fourni à une couche extérieure (212) desdites couches conductrices, et une tension égale à celle appliquée à ladite couche extérieure est appliquée à une couche intérieure (214). 5. Système de radiographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite 15 électrode est formée le long d'un périmètre d'une surface réceptrice dudit dispositif de réception de rayons X. 6. Système de radiographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite électrode est formée sur une périphérie extérieure dudit dispositif de réception de rayons X et un périmètre d'une surface réceptrice du même. 7. Système de radiographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de support supporte ledit dispositif d'émission de rayons X et ledit dispositif de réception de rayons X aux extrémités respectives d'un bras en C (206). 8. Système de radiographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de réception de rayons X comprend un intensificateur d'image.