Brevet FR2876833A1 — publié le 20060421

Diaphragme de faisceau et dispositif d'imagerie à rayons X La présente invention concerne un diaphragme de faisceau et un dispositif d'imagerie par rayons X. Particulièrement, la présente invention concerne un diaphragme de faisceau pour irradier des rayons X émis depuis une source de rayons X vers un sujet à travers des ouverture, ainsi qu'un dispositif d'imagerie par rayons X pourvu du diaphragme de faisceau. Dans le dispositif d'imagerie par rayons X, des rayons X émis depuis une source de rayons X sont irradiés sur un sujet à travers des ouvertures d'un diaphragme de faisceau. Le diaphragme de faisceau comprend deux bagues de commande ayant des ouvertures d'un axe commun et étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tournant indépendamment l'une de l'autre, une lame positionnée entre les deux bagues de commande, et des moyens d'ajustement de position qui provoquent l'approche et l'éloignement de la lame de l'axe des ouvertures en fonction d'une différence de rotation entre les deux bagues de commande, voir, par exemple, le brevet U.S. N 5689544 (colonnes 3 à 5, figures 1 et 2). Dans le diaphragme de faisceau ci-dessus, le degré d'ouverture de chaque ouverture décroît quand la lame est éloignée de l'axe d'ouverture. Ainsi, le degré d'ouverture de chaque ouverture devient maximal quand la lame est déplacée le plus loin de l'axe des ouvertures. Il est souhaitable qu'une valeur maximale d'ouverture d'ouverture soit aussi grande que possible pour une dimension de profil limitée du diaphragme de faisceau. Ainsi, un objet de la présente invention propose un diaphragme de faisceau dans lequel une valeur maximum d'ouverture est grande pour une dimension de profil limitée, ainsi qu'un dispositif d'imagerie par rayons X pourvu d'un tel diaphragme de faisceau. Dans un aspect de la présente invention pour résoudre le problème susmentionné il est proposé un diaphragme de faisceau comprenant une paire de bagues de commande ayant des ouvertures coaxiales pour le passage de rayons X à travers elles, la paire de bagues commande étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tourner coaxialement 2876833 2 indépendamment l'une de l'autre, une lame positionnée entre la paire de bagues de commande, et des moyens d'ajustement de position qui, en fonction d'une rotation relative de la paire de bagues de commande, provoquent l'approche et l'éloignement de la lame d'un axe commun des ouvertures de façon à décrire une plan sectoriel dont le rayon augmente ou diminue de manière continue. Dans un autre aspect de la présente invention pour résoudre le problème susmentionné il est proposé un dispositif d'imagerie par rayons X pour photographier une image radioscopique en irradiant des rayons X émis depuis une source de rayons X sur un sujet à travers des ouvertures d'un diaphragme de faisceau, le diaphragme de faisceau comprenant une paire de bagues de commande ayant des ouvertures coaxiales pour le passage de rayons X à travers elles, la paire de bagues de commande étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tourner coaxialement indépendamment l'une de l'autre, une lame positionnée entre la paire de bagues de commande, et des moyens d'ajustement de position qui, en fonction d'une rotation relative de la paire de bagues de commande, provoquent l'approche et l'éloignement de la lame d'un axe commun des ouvertures de façon à décrire une plan sectoriel dont le rayon augmente ou diminue de manière continue. Pour ajuster la position de la lame de manière appropriée, il est préférable pour les moyens d'ajustement de position de comprendre une première rainure formée radialement à l'extérieur de l'ouverture dans une des bagues de la paire de bagues de commande, une seconde rainure formée de manière arquée à l'extérieur de l'ouverture dans l'autre bague de commande, un premier axe pour amener une partie d'extrémité de la lame en prise avec les première et seconde rainures simultanément, et un second axe placé sur l'autre bague de commande, une partie d'extrémité opposée de la lame étant amenée en prise avec le second axe à travers une fente longitudinale formée dans la partie d'extrémité opposée. Il est préférable qu'une forme plane de la lame soit symétrique à gauche et à droite par rapport à une ligne centrale. Cela est dû au fait qu'une valeur maximale d'ouverture d'ouverture peut être rendue facilement plus grande. Il est préférable que l'épaisseur de lame décroisse progressivement vers à la fois les côtés gauche et droit. Cela est dû au fait que la quantité de rayons X absorbé décroît progressivement. Il est préférable que la diminution d'épaisseur de la lame soit asymétrique à gauche et à droite. Cela est dû au fait que l'absorption des rayons X devient asymétrique à gauche et à droite. Dans chacun des aspects ci-dessus le diaphragme de faisceau comprend une paire de bagues de commande ayant des ouvertures coaxiales pour le passage de rayons X à travers elles, la paire de bagues de commande étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tourner coaxialement indépendamment l'une de l'autre, une lame positionnée entre la paire de bagues de commande, et des moyens d'ajustement de position qui, en fonction d'une rotation relative de la paire de bagues de commande, provoquent l'approche et l'éloignement de la lame de l'axe des ouvertures de façon à décrire une plan sectoriel dont le rayon augmente ou diminue de manière continue. Ainsi, il est possible de proposer un diaphragme de faisceau dans lequel une valeur maximale d'ouverture d'ouverture est grande pour une dimension de profil limitée, ainsi qu'un dispositif d'imagerie par rayons X muni d'un tel diaphragme de faisceau. D'autres objets et avantages de la présente invention seront apparents à la description suivante des modes de réalisation préférés de l'invention tels qu'illustrés dans les dessins attenants. La figure 1 est un diagramme montrant la construction d'un dispositif d'imagerie par rayons X selon un exemple du meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention. La figure 2 est un diagramme montrant la construction d'un diaphragme de faisceau selon un autre exemple du meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention. La figure 3 est un diagramme montrant une coupe d'une lame. La figure 4 est un diagramme montrant la géométrie d'un diaphragme de faisceau. La figure 5 est un diagramme montrant une construction partielle du diaphragme de faisceau. La figure 6 est un diagramme montrant une position de balayage de la lame. La figure 7 est un diagramme montrant une position de balayage de la lame. La figure 8 est un diagramme montrant une position de balayage de la lame. La figure 9 est un diagramme montrant une position de balayage de la lame. La figure 10 est un diagramme montrant une position de balayage du diagramme. La figure 11 montre comment le rayon change avec le balayage de la lame. La figure 12 est un diagramme montrant une ouverture efficace. La figure 13 est un diagramme montrant une valeur maximale d'une ouverture efficace. Un mode de mise en oeuvre de la présente invention va être décrit cidessous en référence aux dessins. La présente invention n'est pas limitée à ce mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 montre la construction d'un dispositif d'imagerie par rayons X. Ce dispositif est un exemple de mode de mise en oeuvre de l'invention. Par la construction de ce dispositif il est montré un exemple de mode de mise en oeuvre de la présente invention concernant le dispositif d'imagerie par rayons X. Dans ce dispositif, comme montré sur la même figure, les rayons X 6 émis par une source de rayons X 2 sont irradiés sur un sujet 8 par des ouvertures d'un diaphragme de faisceau 4. Ensuite, les rayons X transmis sont reçus par un panneau de réception de rayons X 10 et un signal lumineux reçu est traité dans une console de photographie 12 pour reconstruire une image radioscopique du sujet 8. Cette image radioscopique ainsi reconstruite est affichée sur un affichage 14 de la console de photographie 12. La console 12 fonctionne aussi pour commander la source de rayons X 2 et le diaphragme de faisceau 4. La figure 2 est un diagramme éclaté montrant la construction d'une partie principale du diaphragme de faisceau 4. Ce diaphragme de faisceau est 2876833 5 un exemple du meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention. Par la construction de ce diaphragme de faisceau il est montré un exemple du meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention concernant le diaphragme de faisceau. Comme montré sur la même figure, le diaphragme de faisceau 4 comprend une première bague de commande 500 et une seconde bague de commande 600 qui sont opposées en parallèle l'une à l'autre de manière espacée le long d'un axe 400. L'axe 400 coïncide avec l'axe du faisceau de rayons X. La première bague de commande 500 et la seconde bague de commande 600 sont faites d'un matériau absorbant les rayons X comme, par exemple, le tungstène (W), le molybdène (Mo), ou le plomb (Pb). La première bague de commande 500 et la seconde bague de commande 600 sont des disques ayant une première ouverture 502 et une seconde ouverture 602, respectivement, qui sont de forme circulaire. Les première et seconde ouvertures 502, 602 sont des cercles concentriques dans les première et seconde bagues de commande 500, 600, respectivement. Les première et seconde ouvertures 502, 602 ont le même rayon et ont l'axe 400 en commun. La première bague de commande 500 et la seconde bague de commande 600 ont une première rainure 504 et une seconde rainure 604, respectivement. La première rainure 504 passe perpendiculairement à travers la surface plate, dans un extérieur de la première ouverture 502. Une direction longitudinale de la première rainure 504 correspond à la direction radiale de la première bague de commande 500. La seconde rainure 604 est formée à l'extérieur de la seconde ouverture 602, décrivant un arc circulaire ayant une courbure plus grande que la circonférence de la seconde ouverture. La seconde rainure 604 est formée dans un rail arqué 606 placé sur une surface (ici appelée la "surface intérieure") faisant face à la première bague de commande 500. Une lame 700 est placée entre la première bague de commande 500 et la seconde bague de commande 600. La lame 700 est aussi faite d'un matériau absorbant les rayons X. La lame 700 est une plaque globalement rectangulaire. Une forme plane de la lame 700 est symétrique à gauche et à droite par rapport à une ligne centrale. L'épaisseur de la lame 700, comme montré sur la vue en 2876833 6 coupe de la figure 3, décroît progressivement vers la gauche et vers la droite. L'inclinaison de la diminution est asymétrique. La lame 700 a à deux de ses extrémités des parties d'extension 710 et 720 de longueurs différentes. La partie d'extension 710, qui est la plus courte, a un trou 712 formé perpendiculairement à travers la surface plate de celle-ci. La partie d'extension 720, qui est la plus longue, a une fente 722 formée à travers la surface plate de celle-ci. Une direction longitudinale de la fente 722 correspond à la direction longitudinale de la partie d'extension 720. Un premier axe 714 est monté à travers le trou 712. Les deux extrémités du premier axe 714 sont montées dans la première rainure 504 de la première bague de commande 500 et la seconde rainure 604 de la seconde bague de commande 600, respectivement. Un second axe 724 est monté à travers la fente 722. Le second axe 724 est monté sur la surface intérieure de la seconde bague de commande 600 sur le côté opposé à la seconde rainure 604 par rapport à l'axe 400. Une telle relation géométrique est montrée sur la figure 4. Sur la même figure, le numéro de référence A désigne l'axe 400, B désigne le centre de courbure, et C désigne le centre du second axe 724. Une position centrale du second axe 724 est située sur une ligne d'extension de la ligne AB au côté B. La figure 5 montre dans quel état la lame 700 est fixée sur la seconde bague de commande 600. Comme montré sur la même figure, la lame 700 est fixée sur la seconde bague de commande 600 alors qu'un côté d'extrémité de celle-ci utilise la prise entre le premier axe 714 et la seconde rainure 604 et le côté d'extrémité opposé de celle-ci utilise la prise entre la fente 722 et le second axe 724. La première bague de commande 500 avec la première rainure 504 en prise avec le premier axe 714 est appliquée sur la seconde bague de commande 600 avec la lame 700 montée dessus. La première bague de commande 500 et la seconde bague de commande 600 peuvent tourner indépendamment l'une de l'autre autour de l'axe commun 400 au moyen d'un premier moteur 800 et d'un second moteur 900, respectivement. Quand il y a une différence entre la vitesse de rotation de la première bague de commande 500 et celle de la seconde bague de commande 600, les 2876833 7 deux tournent d'une manière relative. On peut dire que la première bague de commande 500 tourne par rapport à la seconde bague de commande 600. En variante, on peut dire que la seconde bague de commande 600 tourne par rapport à la première bague de commande 500. En supposant que la première bague de commande 500 tourne par rapport à la seconde bague de commande 600, le premier axe 714 est déplacé le long de la seconde rainure 604 avec la rotation de la première bague de commande 500, alors que la lame 700 tourne autour du second axe 724. Avec cette rotation, la lame 700 effectue un balayage de façon à décrire un plan sectoriel avec le second axe 724 comme pivot. La partie comprenant la première rainure 504, la partie d'extension 710, le trou 712, le premier axe 714, la seconde rainure 604, la partie d'extension 720, la fente 722 et le second axe 724 est un exemple des moyens d'ajustement de position dans la présente invention. Des états de balayage de la lame 700 sont montrés sur les figures 6 à 10. Ces figures montrent des mouvements successifs de la lame 700 avec une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de la première bague de commande 500, sachant que la première bague de commande 500 est omise. A ce moment, comme le centre de rotation de la lame 700, c'est à dire, le centre C du second axe 724 est situé plus loin que le centre de courbure B de la seconde rainure 604 par rapport à l'axe 400, comme montré sur la figure 4, la distance du centre de rotation C à la seconde rainure 604 varie en fonction de la position de balayage. Ce changement de distance apparaît lors d'un changement positionnel du second axe 724 dans la fente 722 de la lame 700. La figure 11 est un diagramme conceptuel d'un tel balayage. Sur la même figure, p 1 à p5 représentent des positions du premier axe 714 dans la seconde rainure 604 dans le processus de balayage. Plus précisément, p 1 et p5 représentent les positions d'extrémité gauche et droite, respectivement, de la seconde rainure 604, p3 représente une position centrale, et p2 et p4 représentent des positions intermédiaires respectivement entre les extrémités gauche et droites et la position centrale. La distance du centre de rotation C à la seconde rainure 604 est la plus courte quand le première axe 714 est situé au niveau de l'extrémité gauche pl ou de l'extrémité droite p5 de la seconde rainure 604, est la plus longue quand le première axe 714 est situé au centre p3 de la seconde rainure 604, et est une distance intermédiaire entre les deux distances quand le premier axe 714 est situé dans les positions intermédiaires p2 et p4. C'est à dire que des deux extrémités gauche et droite au centre de la seconde rainure 604, la lame 700 effectue un balayage de façon à décrire un plan sectoriel dont le rayon augmente progressivement, alors que du centre aux deux extrémité gauche et droite de la seconde rainure 604 la lame 700 effectue un balayage de façon à décrire un plan sectoriel dont le rayon décroît progressivement. La direction des deux extrémités au centre de la seconde rainure 604 est la direction d'approche de l'axe 400, alors que la direction du centre aux deux extrémités de la seconde rainure 604 est la direction d'éloignement de l'axe 400. Ainsi, la lame 700 se déplace en s'approchant ou s'éloignant de l'axe 400 des ouvertures de façon à décrire un plan sectoriel dont le rayon augmente ou décroît de manière continue. Quand la position de balayage de la lame 700 a atteint une position souhaitée, la vitesse de rotation de la première bague de commande 500 et celle de la seconde bague de commande 600 sont rendues égales l'une à l'autre. Il en résulte que la rotation relative de la première bague de commande 500 s'arrête et la lame 700 reste dans sa position montrée sur la figure 12 par exemple. Dans cet état à la fois les première et seconde bagues de commande 500, 600 tournent à une vitesse égale, de telle manière que la lame 700 tourne autour de l'axe 400. Par conséquent, la zone à travers laquelle les rayons X peuvent passer sans être obstrués par la lame 700 est une zone circulaire indiquée avec une ligne brisée dans la même figure. Cette zone circulaire correspond à une ouverture efficace 1000 du diaphragme de faisceau. Le rayon de l'ouverture efficace 1000 est donné en termes de la longueur d'une perpendiculaire tirée de l'axe 400 à un bord de la lame 700. Cette longueur varie en fonction de la position d'arrêt de balayage de la lame 700. Ainsi, le diaphragme de faisceau 4 est un diaphragme de faisceau du type à ouverture variable. Plus le bord de lame 700 est proche, plus fine est la lame, et la quantité de rayons X absorbés décroît (la quantité de rayons X transmis augmente) en conséquence. Ainsi, à l'extérieur de l'ouverture efficace 1000, une gradation est donnée de telle manière que plus l'ouverture efficace 1000 est proche, plus haute est l'intensité des rayons X transmis. Comme l'inclinaison de diminution d'épaisseur est rendue différente entre la partie gauche et la partie droite de la lame 700, la gradation peut être utilisée correctement selon les besoins. L'ouverture efficace 1000 devient maximale quand la lame 700 est rétractée à une étendue maximale. Cet état est montré sur la figure 13. Comme montré sur la même figure, la lame 700 repose dans une position dans laquelle la partie la plus grande de la lame est rétractée depuis la seconde ouverture 602, avec seulement une partie de son bord recouvrant la seconde ouverture 602. A ce moment, l'ouverture efficace 1000 devient une zone circulaire d'un diamètre R, comme indiqué avec une ligne brisée. Le diamètre R, c'est à dire, une valeur maximale, de l'ouverture efficace 1000 peut être fait aussi grand que possible en augmentant la quantité de rétraction de la lame 700 pour diminuer la partie recouvrant la seconde ouverture 602. Néanmoins, un compromis est nécessaire du fait que la saillie de la lame 700 vers l'extérieur de la seconde bague de commande 600 doit être évitée. De ce point de vue, comme montré sur la figure 11, comme le diaphragme de faisceau 4 est construit de telle manière que le rayon d'un plan sectoriel formé par le balayage de la lame 700 est le plus court aux deux extrémités, la partie recouvrant la seconde ouverture 602 peut être diminuée tout en empêchant la saillie de la lame 700 vers l'extérieur de la seconde bague de commande 600. Ainsi, la valeur maximale d'ouverture d'ouverture peut être rendue plus grande pour une dimension de profil limitée. Qu'une forme plane de la lame 700 soit symétrique à droite et à gauche par rapport à une ligne centrale facilite aussi l'agrandissement de la valeur maximale d'ouverture d'ouverture pour une dimension de profil limitée. Cela est dû au fait que si la forme plane de la lame est rendue asymétrique à gauche et à droite, le côté le plus grand recouvrant la seconde ouverture 602 devient plus grande et finalement la valeur maximale d'ouverture de l'ouverture efficace 1000 décroît. 2876833 10 De nombreux modes de réalisation largement différents peuvent être configurés sans s'éloigner de la présente invention. Il faut comprendre que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques décrits. Figure 1 2 Source de rayons X 4 Diaphragme de faisceau 6 Rayons X 8 Sujet Panneau de réception de rayons X 14 Affichage 12 Console photographique Figure 2 400 Axe 500 Première bague de commande 502 Première ouverture 504 première rainure 700 Lame 710 Partie d'extension 712 trou 714 Premier axe 604 Seconde rainure 606 Rail 600 Seconde bague de commande 800 premier moteur 722 Fente 720 Partie d'extension 724 Second axe 900 Second moteur figure 12 1000 ouverture efficace REVENDICATIONS 1. Diaphragme de faisceau comprenant: une paire de bagues de commande ayant des ouvertures coaxiales pour le passage de rayons X à travers elles, la paire de bagues de commande étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tourner coaxialement indépendamment l'une de l'autre; une lame positionnée entre la paire de bagues de commande; et des moyens d'ajustement de position qui, en fonction d'une rotation relative de la paire de bagues de commande, provoquent l'approche et l'éloignement de la lame d'un axe commun des ouvertures de façon à décrire un plan sectoriel dont le rayon augmente ou diminue de manière continue. 2. Diaphragme de faisceau selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'ajustement de position comprend: une première rainure formée radialement à l'extérieur de l'ouverture dans une des bagues de la paire de bagues de commande; une seconde rainure formée de manière arquée à l'extérieur de l'ouverture dans l'autre bague de commande; un premier axe pour amener une partie d'extrémité de la lame en prise avec les première et seconde rainures simultanément; un second axe placé sur l'autre bague de commande, une partie d'extrémité opposée de la lame étant amenée en prise avec le second axe à travers une fente qui s'étend longitudinalement. 3. Diaphragme de faisceau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une forme plane de la lame est symétrique par rapport à une ligne centrale. 4. Diaphragme de faisceau selon la revendication 3, dans lequel l'épaisseur de lame décroît progressivement vers à la fois les côtés gauche et droit. 5. Diaphragme de faisceau selon la revendication 4, dans lequel la diminution d'épaisseur de la lame est asymétrique. 6. Dispositif d'imagerie par rayons X pour photographier une image radioscopique en irradiant des rayons X émis depuis une source de rayons X 2876833 13 sur un sujet à travers des ouvertures d'un diaphragme de faisceau, le diaphragme de faisceau comprenant: une paire de bagues de commande ayant des ouvertures coaxiales pour le passage de rayons X à travers elles, la paire de bagues de commande étant opposées l'une à l'autre axialement à travers un espacement et pouvant tourner coaxialement indépendamment l'une de l'autre; une lame positionnée entre la paire de bagues de commande; et des moyens d'ajustement de position qui, en fonction d'une rotation relative de la paire de bagues de commande, provoquent l'approche et l'éloignement de la lame d'un axe commun des ouvertures de façon à décrire un plan sectoriel dont le rayon augmente ou diminue de manière continue. 7. Dispositif d'imagerie par rayons X selon la revendication 6, dans lequel le dispositif d'ajustement de position comprend: une première rainure formée radialement à l'extérieur de l'ouverture dans une des rainures de la paire de bagues de commande; une seconde rainure formée de manière arquée à l'extérieur de l'ouverture dans l'autre bague de commande; un premier axe pour amener une partie d'extrémité de la lame en prise avec les première et seconde rainures simultanément; un second axe placé sur l'autre bague de commande, une partie d'extrémité opposée de la lame étant amenée en prise avec le second axe à travers une fente qui s'étend longitudinalement. 8. Dispositif d'imagerie par rayons X selon la revendication 6 ou 7, dans lequel une forme plane de la lame est symétrique par rapport à une ligne centrale. 9. Dispositif d'imagerie par rayons X selon la revendication 8, dans lequel l'épaisseur de lame décroît progressivement vers à la fois les côtés gauche et droit. 10. Dispositif d'imagerie par rayons X selon la revendication 9, dans lequel la diminution d'épaisseur de la lame est asymétrique.