Brevet FR2859868A1 — publié le 20050318

Installation à rayons X La présente invention a pour objet une installation à rayons X, en particulier une installation à rayons X utilisable dans le domaine médical. Plus particulièrement, l'installation concernée par l'invention est un mammographe. Pour un mammographe, les problèmes résolus par l'invention sont plus rédhibitoires que pour d'autres installations. L'invention peut néanmoins s'appliquer à tout autre domaine dans lequel une radiographie ou un examen radiologique est entrepris. Une installation à rayons X comporte essentiellement un tube à rayons X émettant des rayons X en direction d'un corps à examiner. Dans le domaine médical le corps à examiner est le corps d'un patient. De l'autre côté de ce corps par rapport au tube, est situé un détecteur, en pratique un film radiographique ou un détecteur électronique, par exemple du type avec écran intensificateur d'images radiologiques. Dans le domaine médical, en fonction de la nature des lésions ou des structures à mettre en évidence, il est connu de choisir la dureté des rayons X émis ainsi que, pour des questions de seuil de détection, la puissance d'émission. Les rayons ainsi émis traversent le corps et viennent exciter le détecteur en révélant par endroit l'atténuation qu'ils ont subie. Les problèmes qui viennent perturber ce type de détection sont de différentes natures. On connaît notamment des problèmes de diffusé dans lesquels certaines parties du corps arrêtent des rayons X transmis, sans les absorber, et sont le siège de diffusions Compton. Les rayons issus de ces diffusions traversent eux aussi le reste du corps pour venir exciter le détecteur, mais malheureusement à un autre endroit que celui à l'aplomb de la structure qui est le siège de leur émission. L'image est alors faussée. Pour éviter ce type de défaut, il est connu de colimater les rayons par l'intermédiaire d'une grille n'autorisant globalement que le passage de rayons X ayant une orientation prévue (en général perpendiculaire) par rapport au détecteur. Pour éviter toutefois de voir les traces de la grille dans l'image révélée, il est connu de déplacer la grille au cours de l'examen. De ce fait, les traces de cette grille sont réparties dans l'image au point d'en devenir invisibles. Un autre problème, plus spécifique à la mammographie, mais qui pourrait se trouver dans d'autres domaines, est lié à la faiblesse de la différenciation d'absorption entre les tissus sains d'un sein et les tissus atteints de lésions, des microcalcifications en particulier. Pour résoudre ce problème il est prévu d'utiliser des filtres d'émission de rayons X venant confiner le spectre des rayons X émis dans un spectre le plus étroit possible. Le spectre est situé à une valeur de dureté telle que les rayons émis sont fortement absorbés par les structures saines et moins par les structures malades (ou l'inverse) de sorte que le contraste de l'image est augmenté. La production des rayons X se réalise par la projection, à très grande vitesse, d'électrons émis par une cathode sur une anode du tube. Malgré le choix de cibles de l'anode en des matériaux adaptés, le spectre d'émission des rayons X est à bande trop large. Il se peut dans ce cas que la structure à révéler, qui aurait bloqué des rayons situés à une fréquence donnée, laisse passer des rayons situés à une autre fréquence et l'inverse pour d'autres structures. II en résulte une perte de contraste. C'est la raison pour laquelle il est nécessaire de filtrer l'émission produite de façon à confiner le spectre dans une bande étroite. Ce filtrage est réalisé par une plaque, en général métallique, interposée entre le tube à rayons X et le corps. Ainsi, l'interposition d'une plaque de molybdène, de rhodium, d'aluminium, de cuivre, d'or, ou d'argent peut selon le cas permettre de choisir la gamme de rayons X à utiliser. Dans l'invention on s'est rendu compte par ailleurs que l'interposition des plaques posait en elle-même un problème. Ce problème est lié au mode de fabrication de ces plaques, souvent obtenues par laminage. Les défauts, visibles dans des conditions très précises d'examen, avec notamment un corps interposé homogène (lors de la calibration) et avec un rayonnement X confiné dans un spectre étroit, se présentent sous la forme de tâches ou de lignes. Dans ce dernier cas, en particulier ces défauts ont souvent une direction privilégiée, celle des axes des rouleaux de laminage. Ce type de défauts est particulièrement présent pour les filtres de type rhodium. Ces défauts sont dus au procédé de fabrication de ces filtres. Les variations d'atténuation de la plaque peuvent aussi avoir plusieurs autres raisons potentielles telles que des arrachements locaux de surface, des variations locales d'épaisseur, ou des variations de densité. La révélation de ces défauts n'a par ailleurs pu être mise en évidence que par une technique d'expansion de contraste, au moment des tests d'homogénéité, dans la fenêtre étroite de brillance du signal détecté. Les plaques filtres ont en général une épaisseur de 25 à 30 micromètres. En imagerie par rayons X de mammographie, on cherche des très petites différences de contraste créées par les signes cliniques tels que les micro-calcifications ou des masses. Ces tissus biologiques ont une très faible différence de coefficient de transmission radiologique avec les tissus dont ils prennent la place. En conséquence, l'homogénéité spatiale du filtre doit être très élevée. Par exemple on s'est rendu compte qu'une variation locale de l'atténuation, de l'ordre de 2,5 % autour de la valeur nominale de 25 à 30 micromètres rendait les images inexploitables. En définitive une homogénéité meilleure doit être acquise sur toute la surface de la plaque filtre. Après s'être rapproché des fabricants de plaques, ceux-ci indiquèrent que l'amélioration de la qualité de ces plaques filtres était impossible et qu'on ne pouvait pas attendre d'amélioration de leur côté. L'invention a pour objet de remédier à ce problème en provoquant, au moment de la prise du cliché, un déplacement de la plaque filtre, de préférence parallèlement à son plan, de façon à répartir la contribution des défauts qu'elle provoque dans l'image. Cette contribution est répartie sur une surface plus grande. De cette façon, les amplitudes des artefacts ainsi constitués sont elles-mêmes réduites, au point de devenir inférieures aux différences de contraste à constater et révélatrices des lésions. L'invention a donc pour objet une installation à rayons X comportant un tube émetteur de rayons X, une plaque de filtrage des rayons X émis, cette plaque étant située en position intermédiaire entre le tube à rayons X et un corps à soumettre au rayonnement de ce tube à rayons X, et des moyens pour commander une émission du tube pendant une durée d'un cliché radiologique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mouvoir la plaque pendant la durée du cliché. L'invention a également pour objet une utilisation d'une telle installation en mammographie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une représentation schématique d'une installation à rayons X respectivement avant et après la mise en place de l'invention; Figure 2: un diagramme temporel montrant l'évolution de la position de la plaque au cours de la durée d'un cliché ; - Figure 3: une représentation des images obtenues en présence d'un corps interposé parfaitement homogène, et révélatrice des défauts de la plaque seule; - Figures 4 à 6: des évolutions de contribution de défauts en fonction de différents modes de mise en mouvement de la plaque. La figure 1 montre, partie de gauche et partie de droite, une installation à rayons X respectivement avant mise en oeuvre de l'invention et après mise en oeuvre de l'invention. Cette installation comporte un tube 1 à rayons X, une plaque 2 de filtrage des rayons X 3 émis par le tube 1. La plaque 2 est située en position intermédiaire entre le tube 1 et un corps 4, en particulier un corps d'un patient à examiner, soumis au rayonnement du tube 1. De l'autre côté du corps 4 par rapport au tube 1, est placé un détecteur 5 surmonté, dans le domaine de la mammographie d'une manière connue, d'une grille anti-diffusante animée 6 susceptible de se déplacer selon les flèches de directions alternatives 7. Dans l'état de la technique, figure de gauche, un défaut 8 de la plaque 2 retentit en une tache très marquée 9 (de fort contraste) ayant par ailleurs une petite taille. Avec l'invention, du fait que, pendant la prise du cliché, la plaque 2 est déplacée, par exemple dans le sens de la flèche 10 parallèlement à son plan, et perpendiculairement aux rayons X 3, l'image du défaut 8 est répartie dans une surface 11 bien plus grande et, par conséquent, le contraste de la tache est bien moins marqué. En pratique l'installation comporte des moyens 12 pour commander l'émission du tube. Ces moyens 12 comportent essentiellement un microprocesseur 13 en relation par l'intermédiaire d'un bus 14 avec une mémoire programme 15, une mémoire de données 16, une interface d'entrée sortie 17 et, dans le cas spécifique de l'invention, avec des moyens moteurs 18 (ici schématiquement représentés). Le moteur 18 sert pour mettre en mouvement la plaque 2. Le moteur 18, qui peut être un micromoteur interposé entre un bord d'un support de la plaque et un chant 19 de cette plaque, peut par ailleurs comporter des éléments piézo- électriques ou électromagnétiques. Par exemple le chant 19 de la plaque 2 est muni d'une bande aimantée. Cette bande est soumise à l'influence d'un pôle électromagnétique délivrant un champ d'amplitude variant alternativement dans le temps. Un programme 20 contenu dans la mémoire 15 comporte par exemple des moyens pour exciter le moteur 18 (ou similaire) peu de temps 24 avant le début 21 de la durée 22 d'un cliché radiologique entrepris avec l'installation. Par exemple la durée 22 et l'instant 21 sont imposés par le microprocesseur 13 qui place sur l'interface 17 un ou des créneaux de tension aptes à exciter convenablement la cathode 23 du tube 1. Dans l'invention, du fait que la vitesse de déplacement de la plaque 2 est nulle au départ, on anticipe, à une date 24 la mise en mouvement en 2 selon la direction 10 de cette plaque, de manière à ce que pendant la durée 22 la vitesse de déplacement de la plaque soit parfaitement linéaire. En agissant ainsi on s'assure que la contribution du défaut 8 sera portée uniformément sur toute la surface 11 et donc sera réduite au prorata de la taille de cette tâche. Sur la figure 3 on a fait apparaître différents types de défauts mesurés dans l'invention. Sur la partie gauche on a notamment fait figurer des traces de laminage 25 présentant dans le plan de la plaque 2 une direction allongée, toutes parallèles les unes aux autres. On peut par la suite assimiler les défauts ainsi provoqués à une variation sinusoïdale dont la longueur d'onde spatiale est égale à la distance qui sépare deux traces contiguës. Sur la partie droite de la figure 3, dans un carré de désignation 26, on a pointé une tâche isolée, ici de couleur plus claire (très légèrement). La direction des mouvements 10 auxquels doit être soumise la plaque 3 est, dans le cas des traces de laminage 25, de préférence perpendiculaire à la direction de l'allongement de ces traces 25. Si, ce qui arrive quelques fois, la plaque a été obtenue par un double laminage croisé, on constate qu'apparaissent dans une direction perpendiculaire à la direction 25 d'autres traces de laminage, allongées dans des directions perpendiculaires aux directions 25. Dans ce cas la direction 10 de déplacement de la plaque 2 sera orientée selon la direction 27 sensiblement bissectrice aux deux directions des alignements de laminage telles que 25. Lorsque ces deux directions sont à 90 l'une de l'autre, la direction 27 est donc approximativement à 45 . A l'aide des figures 4 à 6 on va donner maintenant des détails de la longueur de déplacement de la plaque 2. Figure 4, on montre que pour un défaut, du type des défauts 25 présentant un profil de densité sensiblement sinusoïdal (dans la direction 10), on peut se livrer à un déplacement égal au quart, à la moitié, au trois quarts ou à la longueur d'onde de l'onde sinusoïdale ainsi détectée. On constate que si le déplacement est de l'ordre du quart de la longueur d'onde, les amplitudes des artéfacts sont réduites de seulement 10 %. Si la longueur de déplacement est de l'ordre de la moitié de la longueur d'onde, la réduction de la contribution de l'artéfact est de l'ordre de 40 %. La contribution est réduite de 70 % si la longueur de déplacement est de l'ordre de trois quarts de la longueur d'onde. Et elle est quasiment réduite de 100 % lorsque la longueur de déplacement est égale à celle de la longueur d'onde. Figure 5, si la contribution des défauts est aléatoire dans le profil, on se rend compte, pour des défauts dont une longueur d'onde moyenne est de l'ordre de 20 à 30 micromètres, que leur contribution dans l'image est réduite, en crête, de 60 % lorsque l'exploration du déplacement est du même ordre, 20 micromètres, que cette longueur d'onde moyenne. Cette contribution reste encore significative, quoi que bien atténuée, lorsque le déplacement est supérieur ou égal au double de cette longueur d'onde moyenne. Par contre, on a constaté que cette contribution était très fortement atténuée lorsque le déplacement était supérieur ou égal à 15 fois la longueur d'onde moyenne des défauts. Dans le cas présent, pour des déplacements de l'ordre de 300 micromètres, la contribution des défauts reste toujours inférieure à 10 %. Sur la figure 6 on a montré dans les mêmes conditions quel était l'effet d'étalement qui résultait du déplacement de la plaque 2 pour des défauts locaux très accentués. Là encore, pour des défauts aléatoires et isolés, il apparaît que le déplacement de l'ordre de 300 micromètres, par exemple au moins 250 micromètres et au-dessus de 300 micromètres, est suffisant pour faire disparaître d'une manière significative (rémanence inférieure à 10 %) les artéfacts dus aux réalisations des plaques. Plutôt que de déplacer la plaque 2 à l'aide d'un moteur 18 spécifique, on peut utiliser la présence dans une installation de radiologie d'un carrousel. Un tel carrousel permet de présenter l'une ou l'autre des plaques choisies en regard du tube 1 afin de pratiquer un examen radiologique attendu. Un tel carrousel comporte un ensemble de berceaux tels que 28 reliés les uns aux autres en une ronde continue par une structure de transport 29. Il suffit dans ce cas, plutôt que de rajouter un moteur 18, de continuer à mobiliser le moyen de transport 29, de continuer à déplacer le carrousel pendant la prise du cliché de manière à répartir le défaut des plaques. Quel que soit le moyen de motorisation retenu, on prévoit que le microprocesseur 13 mettant en oeuvre le programme adapté 20 pilote les moyens de mise en mouvement de la plaque 2 pour que celui-ci reste bien linéaire comme montré sur la figure 2. REVENDICATIONS 1 - Installation à rayons X comportant un tube (1) émetteur de rayons X (3), une plaque (2) de filtrage des rayons X émis, cette plaque étant située en position intermédiaire entre le tube à rayons X et un corps (4) à soumettre au rayonnement de ce tube à rayons X, et des moyens (13) pour commander une émission du tube pendant une durée (22) d'un cliché radiologique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (18, 28, 29) pour mouvoir la plaque pendant la durée du cliché. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens (24) pour que le mouvement de la plaque soit linéaire pendant la durée du cliché. 3 - Installation selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens pour que le mouvement (10) de la plaque soit orienté à 90 de l'allongement de motifs allongés (25) présents sur la plaque. 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens pour que le mouvement de la plaque soit orienté (27) à 45 de l'allongement de motifs perpendiculaires présents sur la plaque. - Installation selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens pour qu'une longueur du mouvement de la plaque soit plus grande qu'une longueur d'onde d'un motif répétitif présent sur la plaque. 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la longueur du mouvement de la plaque est quinze fois plus grande que la longueur d'onde moyenne des défauts. 7 - Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens pour qu'une longueur du mouvement de la plaque soit plus grande que 300 micromètres. 8 - Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des micromoteurs ou des éléments piezzo électriques. 9 - Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce 35 que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens d'un carrousel (28, 29) de mise en place de la plaque devant le tube. - Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la plaque est en Rhodium, en Molybdène, en Aluminium, en Cuivre, en Or ou en Argent. 11 - Installation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les moyens pour mouvoir la plaque comportent des moyens pour piloter le mouvement de la plaque. 12 - Utilisation d'une installation selon l'une des revendications 1 à 11 en tant que mammographe. 10