Brevet FR2846866A1 — publié le 20040514

PROCEDE DE COMMANDE DE TABLE ET SYSTEME DE TABLE La présente invention porte sur un procédé de commande de table et un système de table, et en particulier sur un procédé d'inclinaison d'une table par rapport à une position horizontale, et un système de table pouvant être inclinée par rapport à une position horizontale. Les appareils d'imagerie médicale conventionnels, tels que les appareils d'imagerie par rayons X, emploient un système de table pour soutenir un sujet d'imagerie allongé dessus. Parmi ces systèmes de table, certains ont un plateau de table pouvant être arbitrairement incliné par rapport à une position horizontale (voir, par 10 exemple, la spécification et les dessins du brevet des Etats-Unis n0 6.353.949B1, colonnes 5-6, figures 1-4). Quand une image d'une région désirée du sujet est prise dans la position horizontale et une image de la même région est ensuite prise avec une inclinaison différente du plateau de table, le centre d'imagerie, c'est-àdire l'isocentre, doit rester à la 15 même position. Toutefois, quand on change l'inclinaison du plateau de table dans le système de table mentionné plus haut, lisocentre se déplace, ce qui exige un réajustement. En conséquence, un objectif de la présente invention est de proposer un procédé pour maintenir l'isocentre en une position fixe quelque soit l'inclinaison du plateau de 20 table, et un système de table ayant un tel fonctionnement. Sous un premier aspect visant à résoudre le problème mentionné plus haut, la présente invention est un procédé de commande de table pour incliner un plateau de table par rapport à une position horizontale, comprenant le fait d'incliner le plateau de table autour d'un point unique situé en une position spatiale différente d'un centre 25 mécanique du mouvement d'inclinaison du plateau de table par commande du déplacement vertical du centre mécanique et du déplacement longitudinal du plateau de table en fonction d'un angle d'inclinaison. Sous un autre aspect visant à résoudre le problème mentionné plus haut, la présente invention est un système de table comprenant un organe formant plateau de 30 table; un moyen de levage pour déplacer l'organe formant plateau de table vers le haut et vers le bas; un moyen de déplacement avant/arrière pour déplacer longitudinalement l'organe formant plateau de table vers l'avant et vers l'arrière; un moyen d'inclinaison pour incliner l'organe formant plateau de table par rapport à une position horizontale; et un moyen de commande pour incliner l'organe formant plateau de table autour d'un 5 point unique situé en une position spatiale différente d'un centre mécanique du mouvement d'inclinaison de l'organe formant plateau de table par commande du déplacement vertical du centre mécanique et du déplacement longitudinal de l'organe formant plateau de table en fonction d'un angle d'inclinaison. Dans ces aspects de l'invention, comme le plateau de table est incliné autour d'un 10 point unique situé en une position spatiale différente du centre mécanique de mouvement d'inclinaison du plateau de table par commande du déplacement vertical du centre mécanique et du déplacement longitudinal du plateau de table en fonction d'un angle d'inclinaison, l'isocentre peut rester en une position fixe quelque soit l'inclinaison du plateau de table. Si les distances horizontale et verticale entre ledit centre mécanique et ledit point unique dans la position horizontale du plateau de table sont appelées Ch et Cv, respectivement, et une valeur cible de l'angle d'inclinaison est appelée 1l, alors le déplacement vertical du centre mécanique est de préférence défini par: (Equation 7) Y1 = {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin4 l / sin((180 - Abs(41l))/2)) x sin(90 + Abs(41l/2) - sinl(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2)))} + {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin41l / sin((180 Abs(l))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(4l/2) - sin-'(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))) )2) x tanl} dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée, et le déplacement longitudinal du plateau de 25 table est de préférence défini par: (Equation 8) Y3 = (-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin4l / sin((180 Abs(1l))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(4l/2) - sin-'(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) / cos(1 dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée, pour pouvoir améliorer la précision de 30 maintien en position de l'isocentre. Si les distances dudit centre mécanique à un point d'action et à un point d'appui d'un actionneur, dont le point d'action et le point d'appui se déplacent vers le haut et vers le bas avec le centre mécanique pour incliner le plateau de table par augmentation/diminution de sa longueur, sont appelées respectivement C5 et C6, la 5 longueur de l'actionneur dans la position horizontale du plateau de table est appelée C7, et un angle au niveau du centre mécanique sous-tendant le point d'action et le point d'appui dans la position horizontale du plateau de table est appelé 42, alors la variation de longueur de l'actionneur est de préférence définie par: (Equation 9) Y4 = {Sqrt((C6 - (C5 x cos(42 - 4l)))2 + (C5 x cos(42 4l))2)} - C7 pour pouvoir améliorer la précision d'inclinaison du plateau de table. Le déplacement longitudinal du plateau de table est de préférence défini entre des limites préalablement déterminées, de sorte que le mécanisme de déplacement peut être simplifié. La présente invention propose donc un procédé pour maintenir l'isocentre en une position fixe quelque soit l'inclinaison du plateau de table, et un système de table ayant un tel fonctionnement. D'autres objectifs et avantages de la présente invention ressortiront à l'étude de la description suivante des formes de réalisation préférées de l'invention, illustrée par les 20 dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un appareil selon une forme de réalisation de la présente invention; la figure 2 représente un plateau de table en position horizontale; et la figure 3 représente le plateau de table en position inclinée. Des formes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrites en détail à propos des dessins annexés. La figure 1 est un schéma synoptique d'un système de table. L'appareil est une forme de réalisation de la présente invention. La configuration de l'appareil représente une forme de réalisation de l'appareil de la présente invention. Le fonctionnement de l'appareil représente un mode de réalisation 30 du procédé de la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, le présent appareil comprend un plateau de table 100. Un sujet P repose allongé sur le dos sur le plateau de table 100. Le plateau de table 100 est entraîmé par un mécanisme de déplacement avant/arrière 20, un mécanisme de levage 30 et un mécanisme d'inclinaison 40 qui permettent respectivement un 5 mouvement longitudinal vers l'avant/vers l'arrière, un mouvement vertical vers le haut/vers le bas et une inclinaison par rapport à une direction horizontale. Des capteurs 22, 32 et 42 détectent respectivement le déplacement avant/arrière, le déplacement haut/bas et l'inclinaison du plateau de table 100. Le plateau de table 100 est une forme de réalisation de l'organe formant plateau 10 de table de la présente invention. Le mécanisme de déplacement avant/arrière 20 est une forme de réalisation du moyen de déplacement avant/arrière de la présente invention. Le mécanisme de levage 30 est une forme de réalisation du moyen de levage de la présente invention. Le mécanisme d'inclinaison 40 est une forme de réalisation du moyen d'inclinaison de la présente invention. Le mécanisme de déplacement avant/arrière 20, le mécanisme de levage 30 et le mécanisme d'inclinaison 40 sont commandés par une section de commande 50. Des signaux de détection provenant des capteurs 22, 32 et 42 sont appliqués à la section de commande 50. On peut par exemple employer un ordinateur pour la section de commande 50. La section de commande 50 est une forme de réalisation du moyen de 20 commande de la présente invention. La section de commande 50 est reliée à une section d'affichage 60 et à une section d'exploitation 70. Un opérateur utilise la section d'affichage 60 et la section d'exploitation 70 pour exploiter le présent appareil de manière interactive. La figure 2 représente une configuration schématique du présent appareil ainsi 25 qu'un portique d'imagerie par rayons X. Comme représenté, un portique 200 supporte, par un bras 206 en arc de cercle, une section d'émission de rayons X 202 et une section de réception de rayons X 204 se faisant face. Le bras 206 est porté par un support 208. Le portique 200 a un isocentre O situé dans un espace compris entre la section d'émission de rayons X 202 et la section de réception de rayons X 204. L'isocentre O 30 correspond au centre de l'arc de cercle du bras 206. Par déplacement du bras 206 le long de l'arc par un mécanisme d'alimentation incorporé dans le support 208, la section d'émission de rayons X 202 et la section de réception de rayon X 204 tournent autour de l'isocentre O tout en conservant leur relation face à face. L'isocentre O est situé à une hauteur C4 du sol. Le plateau de table 100 est supporté par un socle 110. La figure 2 représente une position horizontale du plateau de table 100. Le socle 110 contient en son sein le mécanisme de déplacement avant/arrière 20, le mécanisme de levage 30, le mécanisme d'inclinaison 40 et les capteurs 22, 32 et 42 représentés sur la figure 1. La section de commande 50, la section d'affichage 60 et la section d'exploitation 70 sont logées dans 10 un pupitre (non représenté) qui est installé à un emplacement approprié, tel que dans une salle d'opérateur. Le socle 110 contient un axe de rotation AX du plateau de table 100. Le plateau de table 100 peut tourner dans un plan horizontal autour de l'axe de rotation AX. La position du socle 110 est représentée par la position de l'axe de rotation AX. Le socle 15 110 est situé à une distance horizontale Cl de l'isocentre O du portique 200. La hauteur du plateau de table 100 par rapport au sol est Xl. La hauteur Xl varie par déplacement haut/bas du plateau de table 100. Le plateau de table 100 est dans une position déplacée vers l'avant d'une distance X3 par rapport à une position de référence S vers le portique 200. Un mouvement vers le portique sera appelé mouvement vers 20 l'avant, et un mouvement dans un sens d'éloignement du portique sera appelé mouvement vers l'arrière dans ce qui suit. La distance autorisée de déplacement vers l'arrière par rapport à la position de référence S est limitée à C8. En conséquence, la distance maximale autorisée de déplacement vers l'arrière par rapport à la position du plateau de table 100 avancée 25 d'une distance X3 par rapport à la position de référence est égale à X3 + C8 comme représenté. Un triangle ABC représente une configuration schématique du mécanisme d'inclinaison 40 dans le socle 110. Le sommet A représente un centre mécanique du mouvement d'inclinaison du plateau de table 100. Le sommet B représente un point d'action d'une force motrice d'un actionneur du mécanisme d'inclinaison 40. Le sommet C représente un point d'appui de l'actionneur. L'actionneur est d'un type extensible, tel qu'une vis à billes électromotrice, et son allongement et son raccourcissement font varier la distance entre le point d'appui C et le 5 point d'action B pour incliner le plateau de table 100 autour du point A. Le mécanisme de levage 30 déplace vers le haut/bas le mécanisme d'inclinaison 40 et le mécanisme de déplacement avant/arrière 20 avec le plateau de table 100. Dans le mécanisme d'inclinaison 40, la distance entre A et B est C5, et celle entre A et C est C6. Quand le plateau de table 100 est dans la position horizontale, la 10 distance entre B et C est C7 et l'angle au centre mécanique A sous-tendant le point d'action B et le point d'appui C est +2. Le centre mécanique A est situé à une distance horizontale C2 de l'axe de rotation AX vers le portique 200. La distance du centre mécanique A à la surface du plateau de table 100 est C3. Le centre mécanique A est donc situé à une distance 15 horizontale Ch et une distance verticale Cv de l'isocentre O. Ch et Cv sont données par les formules suivantes, respectivement: (Equation 10) Ch= Cl - C2, et (Equation 11) Cv=C4-XI+C3 La figure 3 représente une situation dans laquelle le plateau de table 100 est incliné. L'angle d'inclinaison est 41. Cette situation correspond à un cas dans lequel l'imagerie est effectuée avec la tête du sujet légèrement abaissée, par exemple en angiographie de la tête. Dans cette situation, bien que l'inclinaison du plateau de table 100 s'effectue autour du centre mécanique A au point de vue mécanique, elle doit s'effectuer autour de l'isocentre O au point de vue géométrique. Spécifiquement, l'inclinaison du plateau de table 100 est réalisée de sorte que l'inclinaison ne modifie ni la longueur ni la position dans le plateau de table 100 d'une perpendiculaire abaissée de l'isocentre O au plateau 30 de table 100 dans la position horizontale. Pour permettre cette inclinaison, la section de commande 50 commande le moyen d'inclinaison 40 pour incliner le plateau de table 100 autour du centre mécanique A, et commande aussi le mécanisme de levage 30 et le mécanisme de déplacement avant/arrière 20 pour modifier la position verticale du centre mécanique A et la position 5 du plateau de table 100 dans la direction avant/arrière en fonction de l'angle d'inclinaison 1. La section de commande 50 calcule une variation Y1 de la position verticale du centre mécanique A par la formule qui suit, et commande le mécanisme de levage pour rendre la variation de position verticale du centre mécanique A égale à Y1: 10 (Equation 12) Y1 = {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinqbl / sin((180 - Abs(l1))/2)) x sin(90 + Abs(0l/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2)))} + {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinjl / sin((180 - Abs(l))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(ql/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) x tan#l} 15 dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. La section de commande 50 calcule aussi une variation Y3 de la position du plateau de table 100 dans la direction avant/arrière par la formule qui suit, et commande le mécanisme de déplacement avant/arrière 20 pour rendre la variation de position du plateau de table 100 dans la direction avant/arrière égale à Y3: 20 (Equation 13) Y3 = (-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinil / sin((180 - Abs(ql))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(4l/2) - sini-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) / cosf(l dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. La section de commande 50 calcule en outre une variation Y4 de la longueur de 25 l'actionneur pour incliner le plateau de table 100 vers le haut d'un angle d'inclinaison 44 par la formule qui suit, et commande l'actionneur pour rendre la variation de longueur de l'actionneur égale à Y4: (Equation 14) Y4 = {Sqrt((C6 - (C5 x cos(42 - q1)))2 + (C5 x cos(q2 - 41))2)} - C7 30 dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. Dans les formules, le signe de l'angle d'inclinaison +1 est défini comme étant (+) pour une inclinaison dans un sens de montée de l'extrémité du plateau de table 100 adjacente au portique 200, et comme étant (-) pour une inclinaison dans un sens de descente. Le signe de Y1 est défini comme étant (+) dans un sens de montée du plateau 5 de table 100 et comme étant (-) dans un sens de descente. Le signe de Y3 est défini comme étant (+) dans un sens de déplacement vers l'arrière du plateau de table 100 et comme étant (-) dans un sens de déplacement vers l'avant. Le signe de Y4 est défini comme étant (+) dans un sens d'allongement de l'actionneur et comme étant (-) dans un sens de raccourcissement. Pour calculer Y1, Y3 et Y4 par les formules données plus haut, un utilisateur entre l'angle d'inclinaison +1 du plateau de table 100 dans la section de commande 50 en utilisant la section d'exploitation 70. L'utilisateur entre aussi la distance horizontale Ch et la distance verticale Cv entre le centre mécanique et l'isocentre O dans la section de commande 50 en utilisant la section d'exploitation. Toutefois, des valeurs qui sont 15 directement entrées sont les valeurs fixes Cl, C2, C3 et C4 qui sont connues préalablement, et la section de commande 50 calcule Ch et Cv en utilisant les formules (10) et (11), respectivement, à partir de ces valeurs fixes et de la valeur de hauteur Xl détectée du plateau de table 100 dans la position horizontale. En résultat de cette commande basée sur Y1, Y3 et Y4, le plateau de table 100 20 peut être incliné autour de l'isocentre O. Il est donc possible d'éviter un changement de la position de l'isocentre O par rapport à ce qu'elle est dans la position horizontale du plateau de table 100. En conséquence, l'imagerie peut se dérouler en gardant toujours un même centre d'imagerie quelque soit l'inclinaison. Si la valeur de Y3 obtenue par calcul est supérieure à la valeur maximale X3 + 25 C8 autorisée de déplacement vers l'arrière, la valeur de Y3 est limitée à X3 + C8 quelque soit la valeur calculée. Cela évite d'exercer une force excessive sur une butée, par exemple, en tentant de déplacer le plateau de table 100 au-delà de la valeur maximale autorisée de déplacement vers l'arrière. En outre, la configuration du mécanisme de déplacement avant/arrière 20 peut être simplifiée. LISTE DES SYMBOLES (figure 1) P 20 40 22, 32, 42 O10 60 (figure 2) 15 110 AX O 202 20 204 206 208 Sujet Plateau de table Mécanisme de déplacement avant/arrière Mécanisme de levage Mécanisme d'inclinaison Capteur Section de commande Section d'affichage Section d'exploitation Plateau de table Socle Axe de rotation Isocentre Portique Section d'émission de rayons X Section de réception de rayons X Bras Support REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de table pour incliner un plateau de table par rapport à une position horizontale, caractérisé en ce qu'il comprend: le fait d'incliner le plateau de table autour d'un point unique situé en une position spatiale différente d'un centre mécanique du mouvement d'inclinaison du plateau de table par commande du déplacement vertical du centre mécanique et du déplacement longitudinal du plateau de table en fonction d'un angle d'inclinaison. 2. Procédé de commande de table selon la revendication 1, caractérisé en ce que: si les distances horizontale et verticale entre ledit centre mécanique et ledit point unique dans la position horizontale du plateau de table sont appelées Ch et Cv, respectivement, et une valeur cible de l'angle d'inclinaison est appelée ó1, alors le déplacement vertical du centre mécanique est défini par: Y1 = {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin{1 / sin((180 - Abs(ql))/2)) x sin(90 + Abs(ql/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2)) )} + {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinql / sin((180 - Abs(jl))/2)) x Sqrt(l (sin(90 + Abs(4l/2) - sin'-(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) x tan4Il} dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée, et le déplacement longitudinal du plateau de 20 table est défini par: Y3 = (-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin4l / sin((l80 - Abs(ql))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(4l/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) / cos4l dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. 3. Procédé de commande de table selon la revendication 2, caractérisé en ce que: si les distances dudit centre mécanique à un point d'action et à un point d'appui d'un actionneur, dont le point d'action et le point d'appui se déplacent vers le haut et vers le bas avec le centre mécanique pour incliner le plateau de table par augmentation/diminution de sa longueur, sont appelées respectivement C5 et C6, la 30 longueur de l'actionneur dans la position horizontale du plateau de table est appelée C7, et un angle au niveau dudit centre mécanique sous-tendant ledit point d'action et ledit point d'appui dans la position horizontale du plateau de table est appelé Q2, alors la variation de longueur de l'actionneur est définie par: Y4 = {Sqrt((C6 - (C5 x cos(Q2 - 1)))2 + (C5 x cos(+2 - 1) )2)} - C7 dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. 4. Procédé de commande de table selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement longitudinal du plateau de table est défini entre des limites préalablement déterminées. 5. Système de table, comprenant: un organe formant plateau de table; un dispositif de levage pour déplacer l'organe formant plateau de table vers le haut et vers le bas; un dispositif de déplacement avant/arrière pour déplacer longitudinalement l'organe formant plateau de table vers l'avant et vers l'arrière; un dispositif d'inclinaison pour incliner l'organe formant plateau de table par rapport à une position horizontale; et caractérisé par un dispositif de commande pour incliner l'organe formant plateau de table autour 20 d'un point unique situé en une position spatiale différente d'un centre mécanique du mouvement d'inclinaison de l'organe formant plateau de table par commande du déplacement vertical du centre mécanique et du déplacement longitudinal de l'organe formant plateau de table en fonction d'un angle d'inclinaison. 6. Système de table selon la revendication 5, caractérisé en ce que: si les distances horizontale et verticale entre ledit centre mécanique et ledit point unique dans la position horizontale du plateau de table sont appelées Ch et Cv, respectivement, et une valeur cible de l'angle d'inclinaison est appelée 41, alors le dispositif de commande définit le déplacement vertical du centre mécanique par: 30 Yl = {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinXl / sin((180 - Abs(4l))/2)) x sin(90 + Abs(4l/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2)))} + {(-1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sin4l / sin((180 Abs(ql))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(l 1/2) - sin-l(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2)) ))2) x tan41} dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée, et le déplacement longitudinal de l'organe formant plateau de table par: Y3 = (1 x Sqrt(Ch2 + Cv2)) x (sinel / sin((180 - Abs(4l))/2)) x Sqrt(l - (sin(90 + Abs(l/2) - sin-t(Cv / Sqrt(Ch2 + Cv2))))2) / cos4l dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. 7. Système de table selon la revendication 6, caractérisé en ce que: le dispositif de levage comprend un actionneur ayant un point d'action et un point d'appui qui se déplacent vers le haut et vers le bas avec ledit centre mécanique pour incliner le plateau de table par augmentation/diminution de sa longueur; et si les distances dudit centre mécanique audit point d'action et audit point d'appui 15 sont appelées respectivement C5 et C6, la longueur de l'actionneur dans la position horizontale de l'organe formant plateau de table est appelée C7, et un angle au niveau du centre mécanique sous-tendant ledit point d'action et ledit point d'appui dans la position horizontale de l'organe formant plateau de table est appelé q2, alors la variation de longueur de l'actionneur est définie par: Y4 = {Sqrt((C6 - (C5 x cos(q2 - q1)))2 + (C5 x cos(q2 - 1l))2)} - C7 dans laquelle Sqrt désigne la racine carrée. 8. Système de table selon la revendication 5, caractérisé en ce que: le dispositif de commande définit le déplacement longitudinal de l'organe 25 formant plateau de table entre des limites préalablement déterminées.