Brevet FR2889750A1 — publié le 20070216

Dispositif récepteur des données d'imagerie stéréoscanograhique volumétrique (multicoupes) 1. Domaine technique 5. La présente invention concerne un dispositif récepteur des données de projection de densité photonique en balayage hélicoïdal apte à réaliser une imagerie de très haute définition spécifiquement stéréoscanographique volumétrique, multicoupes et multisources. Elle s'applique, en particulier, à l'amélioration de haute technologie des réseaux de détection des photons de l'imagerie en transmission X, en radioscanographie quadridimensionnelle (4D) à 10. balayage hélicoïdale et en imagerie TEP- TDM ou SPECT-TDM. 2. Etat de la technique antérieure 2.1. Technologie de Tomodensitométrie (TDM) 3D 15. Dès sa naissance en 1972 le scanner n'a eu de cesse de s'améliorer: 1972: Scanner séquentiel: EMi Mark I, puis trois générations différentes quant au déploiement du réseau de détection se sont succédées. 1909: Scanner hélicoïdal. Le faisceau conique en éventail lui; tel qu'illustré la figure 1, n'a pas beaucoup varié depuis la troisième génération des scanners jusqu'à ce jour, tout comme le système de collimation du 20. faisceau, tel qu'illustré par la figure 2, de sorte que les erreurs de troncation (truncated view artifacts) dues à la collimation du faisceau de balayage et au manque de résolution longitudinale perturbe toujours et encore le calcul informatique d'une image de qualité, en particulier dans la troisième dimension de l'espace. Si la tomodensitométrie produit essentiellementoune image calculée, il est cependant clair qu' 25. un mcdéle mathématique doit en principe consister à transposer la réalité en équation ou système d'en uations. Cela siêgeifie prévoir le comportement du système dans teiies eu telles conditions. Il permettra aussi à préciser l'erreur probablement commise. Ce qui valide le modèle, d'un point de vue mathématique, est de trouver une solution simple pour cela. Un modèle n'ayant aucune scluution, comme c'est encore te cas en tomodensitométrie, ne décrit 2889750 2 pas la réalité. Ceci est en effet possible, dans certains cas, si aucune solution n'est explicite, - c'est-à-dire incalculable heureusement nous n'en sommes pas encore là en tomodensitométrie hélicoïdale, - c'est la tentative des chercheurs pour connaître les propriétés qualitatives: sa variabilité dans le temps ou l'espace, etc., qui laisse à désirer. Et enfin, une approximation 5. numérique devient ici préférable pour pallier à toute difficulté. D'où le foisonnement d'algorithmes pour tout faire en tomodensitométrie. Il est fait alors usage d'ordinateur pour produire une image esthétique, dont l'interprétation subjective peut donner lieu à n'importe quelle signification physique (D'où la grande variabilité sémiotique et inter-observateur généralement observée dans l'art), par où l'on voit que l'on s'écarte de l'opération perceptive 10. pour joindre l'objet qu'elle appréhende. C'est ici que se situe le lieu de passage d'une cosmologie procédant de l'esthétique et de l'iconolâtrie, à une cosmologie mécanique en conformité avec le monde ambiant. À cet égard, la vision binoculaire stéréoscopique qui caractérise le Stéréoscanner X améliore clairement la production d'images en volume dans la production d'une proportion infime de bruit du signal en supprimant complètement tout ce qui 15. est superflu, en particulier l'interpolation des données, le cumul longitudinal dans l'acquisition des données au moyen d'une avance constante et invariable de la table d'examen ainsi qu'un double échantillonnage par un faisceau biconique de balayage. Pourtant, pendant les 15 dernières années, le domaine de la tomographie assistée (TDM) par ordinateur a été révolutionné par deux technologies principales: l'introduction de la tornoden- 20. sitométrie (TDM) hélicoïdale en tant que technique monocoupe en 1989 et le développement de la TDM hélicoïdale multicoupes tridimensionnelle (3D), grâce à la technologie de gravitation slip ring du statif. Mais, l'espace dans lequel évolue un tel système est considéré comme un espace euclidien bidimensionnel (2D) voire représenté de temps en temps sous forme tridimensionnel (3D) relativement a l'espace bidimensionnel. 25. Rappelons que la théorie physique de la relativité générale est avant tout une théorie de gravitation et la scanographie se situe en plein dans un système gravitationnel pour ne pas lui appliquer les lois inhérentes à cette physique singulière. Le monde y est considéré de façon absolu comme un espace-temps à quatre dimensions (trois d'espace et une du temps), où les distances spatio-temporelles plus généralement la géométrie - sont déterminées au voisi- 30. nage de chaque peint par une métrique, définie par ses fonctions g;,fj des quatre coordonnées d'espace-temps (les indices a et prenant les valeurs 1, 2, 3 et 4). L'isotropie du système réside dans la mesure exacte et identique quelle que soit la direction des intervalles d'échantillonnage de l'objet. Cette métrique est comme on le voit complètement tributaire de la précision des coordonnées, au milieu desquelles il n'y a pas de place pour des données manquantes, qu'il s'agira par la suite de suppléer par quelques artifices mathématiques. Pour appartenir, par exemple, à un plan de coordonnées za deux points ont besoin non seulement d'avoir la même coordonnée zo, mais encore il faut qu'ils aient exactement la même cardon- 5. née t de l'instant t;. Ceci ne laisse pas non plus, comme nous le verrons plus loin, de place pour une éventuelle accumulation des points appartenant à des cycles de gravitation différents, ceci même si ces points sont distants d'un multiple de h, Ceci dit, l'introduction de la technologie hélicoïdale a sans conteste changé la tomodensitométrie de bidimensionnelle (2D) à une modalité d'image tridimensionnelle (3D), 10. dans la mesure où la technique hélicoïdale produit des séries de données de volume tranche par tranche; puis, des images en coupes sont reconstruites secondairement et reformatées en 2D et 3D. Cependant, des restrictions pratiques de taille existent: courant du tube ainsi que temps de balayage du volume limités, au cours des premières années. L'espace géométrique dans lequel se déroule cette tomodensitométrie est encore strictement euclidien 15. A telle enseigne que nous pouvons conclure ici qu'il n'y a pas d'avenir dans le formalisme actuel, qui ignore une des inconnues du système d'équations, pour résoudre un système d'équations à quatre inconnues. L'absence dans l'échantillonnage 3D de l'art ancien de la composante z ne permet pas en effet de faire aboutir les recherches entreprises sur les divers formalismes à partir d'une base empirique des connaissances risquent de ne rien ap- 20_ porter de plus dans la résolution des limites physiques et technologiques auxquelles est confronté l'art ancien. La collimation nécessaire du faisceau (cf. figure 2) rend la tomographie 3D inapte à explorer la direction z en même temps qu'il la rend indifférente à la contraction et a contrario à la dilatation des distances qui s'exercent dans cette direction par le biais du pas de vis et ouvre grande la porte à l'arbitraire de position de coupe dans cette même direction. 25. Aucune exigence, comme nous le verrons dans les calculs qui vont suivre, ne subsiste quant à la précision des coordonnées z et c'est un comble pour les reformatages volumiques, tributaires de cette imprécision et de cette approximation tout comme du non respect de la perspective. L'une des conséquences palpables qui résume ce phénomène est la troncature de vue qui donne erreurs et artefacts bien connus dans l'art (truncated vieiv artefact et se 30. trouve à l'origine du long object problem). En d'autres termes, l'absence d'échantillonnage correct de i'obiet examiné en direction de la quatrième dimension, z, ampute l'art ancien d'un élément essentiel pour sa narrativité iconique (expression). Les erreurs et incompatibilités de ce système, auxquelles pallient autant que faire se peut l'arsenal d'outils mathématiques qui n'a eu de cesse d'être développé depuis, viennent du déficit technologique d'ouverture de champ, en direction longitudinale, du faisceau de balayage ainsi que de l'intervalle de balayage longitudinal, déterminé par les césures entre 5. les coupes et finalement de l'épaisseur de coupe elle-même. Césures qui sont par essence non informatives, puisque vide de tout échantillonnage (ou gap), mais qui constituent les joints dès lors que l'on envisage de représenter l'empilement des coupes en 3D. Cette incohérence devient donc encore plus criante quand on veut représenter les choses dans les trois directions x, y,z de l'espace de distribution, dont z est justement partie intégrante. 10. Comme pour le balayage en TDM séquentielle conventionnelle, sinon, le choix de la collimation du faisceau de balayage de la TDM hélicoïdale 3-D est, dans l'état actuel de l'art, basée en grande partie sur l'organe d'intérêt et sur le but diagnostique de l'examen scanographique pratiqué : la lésion. Le changement de référentiel de distribution qui se produit entre la géométrie 3D et 4D ne valide pas ce mode de raisonnement, même si la 15. visée de l'organe reste d'un intérêt certain, encore faut-il chercher à être systématiquement fonctionnel, dans la démarche diagnostique. Il détecte le dysfonctionnement en même temps que la lésion. Cette décision est aussi prise de la même manière que dans le balayage séquentiel circulaire: 5 à 8 millimètres de collimation utilisé en général dans 1' abdomen, 7 à 10 millimètres de collimation pour le thorax, 5 millimètres de collimation d'habitude utilisé 20. dans le col de l'utérus et finalement un collimation de 2 à 3 mil! imèutrGnaJ pour r les petites les petites de 2 ++++ structures, comme les ganglions lymphatiques et!es petits vaisseaux sanguins et enfin 1 millimètre pour les rochers. Cette collimation du faisceau nécessaire à l'acquisition en TDM 2-D et 3-D est autrement appelée ((épaisseur nominale de coupe (nT). La résolution du systéme y est caractérisée d'une façon pas tout à fait équivalente par la transformée de 25. Fourier du profil de sensibilité de la tranche, SSP (ou fonction de transfert de modulation). La SSP est de principe mesurée pour la TDM conventionnelle (2D) en situation de balayage et de reconstruction des images chevauchées (pour au moins 50 % de recouvrement) ce qui est loin d'être les conditions habituelles d'un examen scanographique de routine. Mais, les fonctions de dispersion qui en résultent ne peuvent être mesurées 4u'au-delà des points tom- 30. bés à la valeur maximale de 0.001. Cela aboutit à la troncature de la fonction de dispersion de la ligne de transfert de modulation de fréquence, qui traduit l'incohérence dont il était déjà question ci- dessus. Les scanners 3D à balayage hélicoïdal sont maintenant bien connus dans l'art (depuis le brevet US 5 485 493, cité en référence, qui décrit le principe du scanner hélicoïdal (spiralé) deux couronnes des détecteurs et le brevet US 5 524 130 décrivant un certain nombre de méthodes pour utiliser un scanner à simple couronne des détecteurs, etc. De tels radioscan- 5. ners comprennent un tube à rayons X, monté sur un portique annulaire, afin de graviter continuellement autour du sujet examiné. Le sujet se trouve sur un lit qui est déplacé continuellement dans une direction, z, perpendiculaire au plan x, y de révolution du tube (= plan de coupe axiale) à travers un tunnel du portique en même temps que le tube à rayons X gravite. Conjonction de deux axes de symétrie: l'axe de translation et l'axe de rotation, dont 10. la fusion s'opère à l'isocentre du système. Un réseau de détecteurs des rayons X est disposé à l'opposé du tube à rayons X par rapport au plan du lit d'examen et recueille, les radiations transmises par le sujet, selon une distribution spatio-temporelle bien définie. Sachant qu'une telle distribution se traduit par la notion classique de fonction gup des quatre coordonnées d'espace-temps qui permet une for- 15. mutation mathématique correcte des concepts abstraits, telle que la densité des points matériels, des coordonnées spatio- temporelles, la densité spatiale de simple et de double couche, l'intensité instantanée d'une source ponctuelle, l'on peut dores et déjà entrevoir l'impasse physique et technologique dans laquelle se trouve un système qui table uniquement sur deux (x,y) ou trois (x,y,t) seulement des coordonnées de la distribution 20. spatio-temporelle x, y, z, et t, tout en ignorant la m'attifa' me dimension sans laquelle le changement des référentiels perturbateurs pour la qualité de l'image et la fidélité de représentation de l'objet échantillonné aux référentielles plus en harmonie avec la transformation objet - image, dont la particularité est la symétrie entre la distribution des coordonnées des points échantillonnés et celle des points images correspondants dans l'espace vectoriel de 25. projection. Il faut apprécier également que cette technologie 3D soit, en définitive, essentiellement torncgraphique (2D) même si l'empilement de ces coupes leur donne une certaine hauteur volumique. 2.2. Technologies de TDM 3D Multicoupes et de la Stérzoscanographie 4D 30. Le premier Scanner hélicoïdal 3D à double tranche a été présenté en 1992 et fut constitué de deux rangées paral!é es de détecteurs, qui ont permis d'acquisition simultanée de deux hélices entrelacées dont les données modifièrent la vision de l'imagerie volumique de l'empilement d'une succession des coupes bidimensionnelles, 1(xi,y;), en un produit de la fenêtre temporelle par la coupe bidimensionnelle f(x,y) x At ou scanner 3D volumique (multicoupes). 1994: le Scanner hélicoïdal Twin-Elscint est effectivement commercialisé. Ensuite, en 1998, le concept de TDM à double tranche a été promu en tomographe hélicoïdal 5. 3D Multicoupes [Multidetector computed tomography (MDCT) (muitislice CT (MSCT), multidetector row CT or multisection CT)], qui devait achever de transformer la tomodensitométrie d'une technique en coupe transaxiale en un outil d'imagerie de technique tridimensionnelle (3-D), dans laquelle les différents réseaux de huit à 34 - 36 - 40 rangées de détecteurs selon les constructeurs sont déjà disponibles sur le marché, produisant ainsi (si- 10. multanément quatre tranches et quatre hélices entrelacées jusqu'à 40 canaux dits (simultanées par gravitation du tube. L'année suivante le concept technologique de radiostéréoscanner quadridimensionnel (4D) fut introduit, avec un minimum (entrée de gamme) de 100 véritables coupes simultanées de 250 pm (M-100) d'épaisseur par gravitation du tube muftiscan jusqu'à 1000 véritables coupes simultanées (M-1000) de 250 pm d'épaisseur, pour 15. la radioscanographie du 216me siècle, en signant l'entrée en lisse de la quatrième dimension, grâce au référentiel 4D (x,y,z,t} de l'espace-temps. Depuis l'année dernière les constructeurs traditionnels continuent d'annoncer l'arrivée prochaine sur le marchée de tomographes 3D multicoupes à 64 canaux! La vitesse de translation longitudinale, en direction de l'axe z, s'est certes considérablement 20. accrue, dans le référentiel (xy,t) , avec la T DM 3D multicoupes. Cependant, il est important d'observer que c'est le nombre M des coupes acquises simultanément qui déterminent la vitesse d'acquisition et non la technologie sous-jacente (ni les outils mathématiques associés, ni non plus le nombre des canaux). La vitesse d'acquisition est en effet augmentée par le facteur M (= nombre de coupes simultarées non chevauchées). 25. C'est pourquoi une remarque, du point de vue sémantique, s'impose ici quant au nombre des canaux adoptés dans ce type de technologie, sachant, comme nous le verrons plus loin, que l'accumulation des données est une nécessité vitale de la technologie tomographique 3D évoluant dans le référentiel;x,y,t). Avec un tomographe MM-4 par exemple, dont la détection exclusivement dans le seul plan x,y tel qu'illustré par la figure 3, il est possible d' 30. acquérir 4 coupes jointives ou espacées simultanées (pas de vis > 1), en une seule gravitation du tube à rayons X; mais, pour les coupes chevauchées (pas de vis d'un tomographe à 4 canaux. C'est pourquoi M-4 nous semble tout à fait inapproprié pour ce type de scanners à 4 canaux, évoluant exclusivement dans le référentiel 3D fx,y,t} et en relation directe avec la collimation du faisceau de balayage en direction de z (cf. figures 1, 2 et 3). 2.2.1. Reconstruction d'image et prétraitement des données brutes La reconstruction des coupes axiales en TDM 3D Multicoupes suivent, par ailleurs, les mêmes principes que le tomographe hélicoïdal 3D monocoupe assisté par ordinateur avec une grande flexibilité de position z, élasticité des coordonnées spatiales qui rend possible 10. une certaine illusion d'optique, appelée pseudo-isotropismel, dès lors qu'on affine l'épaisseur et qu'on condense tout et on écrase la perspective par un pas de vis et une reconstruction chevauchants, sans compter l'arbitraire des coordonnées en direction de z. Dans le référentiel 3D f x, y,t}, les principes connus de 180 LI (Linear interpolation) peuvent bien sûr être étendus à l'acquisition multicoupes 180 MLi (Muitislice Linear Interpolation). 15. Cependant tout le monde a recherché une solution plus flexible, appelé z-fiftered approach (FDK) : tous les points des données disponibles en direction de z, comprenant les données manquantes synthétisées, sont pondérées par un filtre z avant la rétroprojection. Conséquences x 1 Q3 -105 le temps de calcul des données, du fait de l'interpolation (= combinaison des points [d'information] ou synthétisation de l'information à partir des données bru- 20. tes. D'ou la possibilité, dans ce référentiel, de clonage des coupes qui éloigne la technique d'une meilleure définition des détails). Cet algorithme 180 MLI permet de réduire les artéfacts de transition des données, qui sont typiques des algorithmes 360 MLi, dans le référentiel fx,y,t}. La largeur du filtre z y est utilisée pour sélectionner l'épaisseur effective de la coupe Szff au temps de la reconstruction. 25. La méthode d'interpolation / filtration-z peut ainsi être résumée comme suit: Pour un rayon donné dans les conditions des valeurs mesurées p(zi) à des positions z; sont disponibles. La valeur interpolée PzR', correspondant à un ensemble des données planaires à la position de reconstruction ZR, est alors données par l'équation de pondération w(z; zR) . p (z;) FI PzR = w(zi - zR) Typiquement le coefficient de pondération w(z) est de forme triangulaire ou trapézoïdale avec sa largeur automatiquement déterminée de telle sorte que la largeur de coupe effective désirée en résulte. En d'autres termes, il est possible de calculer les images ayant une épaisseur arbitraire et des niveaux du bruit réduite proportionnellement pour la résolution à 5. faible contraste en combinant des données ( = synthèse digitale des données). Il est important de remarquer que la TDM 3D mutticoupes autorise de varier dans une large gamme l'image elle-même et rétrospectivement les caractéristiques de qualité d'image. Si n'importe quel point dans un volume balayé, situé à une distance (0 = 1 r 15. Le profil des rayonnements pondérés (Weighted Radiation Profile ("WRP")) est: WRPa.p(Z) Wz 141,8 Hz i,q,s(Z) (2.1) iEZ,gE (0,...,M-1), 8E(0,1) dans lequel Wz i,q,6 est le pondération attribuée à la mesure Z i, qs dans l'interpolation, et Hzr, (Z) une fonction rectangulaire de largeur S centré sur Z0. 20. Le profil WRP comparé au profile de la largeur de coupe nominale rectangulaire idéale, sur la base des critères de largeur (= distance des rayons pondérés de la coupes vers les bords), et l'hétérogénéité de celleci ( = variation de l'écart type de WRP à l'intérieur de la coupe). a) en interpolation linéaire: Les pas de vis (dits optimaux) classiquement recommandés, selon les constructeurs (0.875 et 1.125), 0.75 et 1.5 ne correspondent pas aux optima (minima) du diagramme d'échantillonnage. De plus ces,optima sont éminemment variables avec la distance à iisocentre. Les justif,cations historiques n'étant pas valables, les recommandations des constructeurs devraient, en terme de "pas de vis", bénéficier de nouveaux travaux. 30. b) en int4rpclation filtrée: Par exemple la comparaison de 2 modes d'acquisitions opposés: - "étroit" : i.e. coupes de 3 mm d'épaisseur obtenues avec une collimation de 2.5 mm et un filtre étroit de dimensions variant de 3 à 4.4 mm. - "large" : coupes de 3 mm obtenues avec une collimation de 1 mm collimation et un filtre 5. large de 4.5 mm). En conclusion: É Des largeurs WRP comparables et indépendantes du pas de vis peuvent certes peuvent être obtenues dans les deux modes. Cependant, cette propriété se perd en mode "étroit" hors isocentre (off isocentre) (r = 0.4), alors que le mode;large, demeure parti- 10. culièrement stable. É Pour l'hétérogénéité, le mode "large" est certes distinctement meilleur que le mode "étroit". Cependant il se détériore avec l'intensification du pas de vis et la distance à I'isocentre (r = 0.2 et r = 0.4). É Un pas de vis = 1 permet de conserver d'excellentes propriétés quelque soit la distance 15. à l'isocentre en mode "large . Le besoin de contraction de l'image par rapport à l'objet prouve à suffisance que les conditions d'isotropie ne sont pas remplies, dans le référentiel {x,y,t), sauf pour un pas de vis = 1. De plus, cette contraction n'est pas proportionnelle à l'agrandissement de l'image, mais faite da lo forÉn la orbi roirrÉ -el d nni4.. .L. d'isotropie a _ a vv,u, uvvn a v,uo t,aifc yu Jvit, intcauit uc parler Uaouui quant aux résultats obtenus 20. avec ce procédé et ce référentiel. L'illusion de pouvoir reconstruire les coupes dans n'importe quelle direction est rendue possible d'une part par la redondance des données elle-même rendue possible par l'écrasement de la perspective ou contraction (ou encore condensation) de l'image (due au chevauchement et à l'effet d'accumulation générée par ce procédé), et accessoirement enrichi par la synthèse, générée par l'algorithme d'interpolation, des données 25. supplémentaires manquantes, en direction de z. Ce contexte référentiel flottant pour au moins deux directions z et t rend possible les reformatages 2D et 3D dans d'autres directions de l'espace que la direction axiale voire même de reformation curvilinéaire, sans aucune rigueur topologique. 2.2.2. Ecresament et dilatation de la perspective de l'image antinomiques à l'isotropie 30. De plus du fait du besoin d'accumulation des données brutes, dans ce référentiel, la résolution temporelle donne l'illusion d'être meilleure quand paradoxalement fa fenêtre temporelle augmente. Le chevauchement de 50 % multiplie en effet le temps d'acquisition d'une coupe par 1,5. Par exemple pour une rotation de 0,5 s par révolution l'acquisition d'une coupe est effectivement réalisée en 0,75 s; pour 0,42 s/révolution on a 0,42 s x 1,5 = 0,63 s; et enfin pour 0,3 s/révolution on aura 0,3 x 1,5 = 0,45 s. Du fait de cette nécessité de cheveu- 5. chement (overlapping) le procédé entraîne un gain marginal de performance occasionnant des investissements onéreux pour des évolutions technologiques de vitesses de gravitation du système qui passent à peine de 0,5 à 0,3 s et de perdre ensuite ce dit gain par allonge-ment de la fenêtre temporelle destinée à l'accumulation des données et à la condensation de l'image. Le pas de vis rend donc compte, même de façon imperceptible dans le référentiel 3D 10. (x,y,t) de l'état de condensation ou de relaxation des points images par rapport aux points objet échantillonnés, mais encore de l'importance de la désorganisation ainsi que des distorsions dues à l'incohérence du référentiel {x,y,t}. Cette capacité de contraction et de relaxation des points images peut s'appeler déformation de la perspective de l'image. Cette perspective peut en effet être déformante (pas de vis 1) 15. ou non (pas de vis = 1) . Le vexe) n'est pas modifié pour autant puisque le reforrnatage des coupes est fait selon une épaisseur des coupes différentes et non de façon proportionnelle à la contraction de volume. Il n'est pas étonnant que dans cette contraction-relaxation on se rapproche sans le savoir du facteur d'agrandissement permettant de corriger malgré soi la majoration de l'épaisseur de la coupe. Mais, faut-il encore le noter il n'est pas question dans lo référentiel rio Port anci n que1que UG l trique it, lutaÉ a' rti fi w. nrv,v wt unta9vt, uG LIUG liUlI14UG que %e Jo l ilâ J l w #v"..lv1 plUlUl Udllil&cb pifométriques plus ou moins heureux, avec lesquels on parvient à ses fins par essais et erreurs. Il reste néanmoins une équation à deux inconnues, z et t, insoluble dans ce système de trois équations à quatre inconnues, de sorte que quand on écrase z, il se produit une dilatation de t, qu'il faut encore arrêter par de procédures de synchronisation pour y voir clair. 25. De ce fait, puisqu'il ne s'agit pas, dans ce référentiel incohérent, d'espace métrique il ne peut donc pas être question non plus d'isotropie dans la mesure où aucune composante directionnelle de l'intensité des rayons X (éclairement d'un voxet, p. ex.) n'est pas prise en compte dans les trois dimensions de l'espace. Et que les moyens actuels de visualisation d'image par projection des points sur un plan 2D (MIP, MPR, SSD, VRT, etc.) ne peuvent 30. concrétiser pour réaliser de l'ampleur de la désorganisation des repères ainsi que les distorsions spatiotemporelles qui en découlent et pour lesquelles on abuse avec plus ou moins de succès des procédés de lissage de contours d'images, en direction des axes des x et des y. Ceci est dans l'ensemble incompatible avec les fonctions gpa de la métrique du système gravitationnel 4D (de plus de 4 équations à 4 inconnues) qui a besoin des coordonnées x,y,z,t précises de leur distribution spatio-temporelle des points échantillonnés dans un référentiel 4D {x,y,z,t} de distribution différente ainsi qu'une correspondance parfaites des 5. coordonnées 2D et 3D des points images, quelle que soit la direction de l'espace considérée de précession de l'orbite. Comme en mathématique pure, la géométrie euclidienne appliquée à la TDM montre là ses limites dès lors qu'il s'agit des applications nécessitant des repères dans un espace à plus de trois dimensions. Avec la notion de distribution spatio-temporelle, on exprime de plus l'impossibilité de calculer la valeur précise d'une grandeur physique en un 10. un point donné : on ne mesure en fait ici que ses valeurs moyennes dans un voisinage suffisamment lâche au lieu d'être restreint en un point pour assimiler la limite de la suite qu'elles forment à la valeur cherchée (coefficient d'atténuation). Le signal ne peut s'exprimer que sous la forme réductrice d'un pixel bidimensionnel. Et en tenant compte des trois directions de l'espace du référentiel de distribution 3D{x,y,t} cettevaleur cherchée ne peut 15. être, dans ces conditions de grande approximation, idéalement isotopique que dans deux directions sur trois (CQFD). La condition devant mener à l'isotropie du système est en principe donnée par la relation qui existe, si on restreint les nombres des dimensions de l'espace, entre une fonction de distribution (spectre d'amplitudes et de fréquences) et sa transformation dans le domaine fréquentiel suivante: 20. Si j>3(x)dx = 1, alors il existe une et une seule distribution qui coïncide avec f(y) dans U(y) pour tout y C ( i..2) (relation fondamentale). e). Toutefois, l'insuffisance chronique de puissance informatique de calcul, occupée pour une grande partie dans des proportions de 103 à 105 par le prétraitement des données n'est pas complètement étrangère à cette problématique irréductible. La loi du moindre effort s'y est 25. imposée depuis le début et le référentiel 3D { xi)/ t) était devenu la règle. Pourtant, aujourd'hui plus que jamais, l'épistémologie scanographique se fesse en terme de comment passer du tomographe volumique 3D assisté par ordinateur (géométrie euclid erre) eu scanner volumétrique 4D conforme à !a gravitation dû tube mulliscan dans l'espace-temps qui immerge son orbite ? La meilleure définition de détail de l'image, en relation avec la géo- 30. métrie de projection cor que hélicoïdale, est essentiellement contenue dans la limite physique d'échantillonnage de Shannon ? Il faut sortir de cette impasse avec une tcchnolcgie appropriée permettant d'elier au-delà du inor de fréquence iii., sé pic i'el t nci::n. Ee effet l'état de l'art actuel répond en multipliant un plan (x,y) par la fenêtre temporelle d'observation, At, et il en découle une fonction de distribution 3D du type f(x,y).At. ou f(x,y,t). Mais, lorsque la littérature renvoie systématiquement et de façon exclusive aux formalismes mathématiques pour résoudre cette question, elle n'entre pas, en général, dans des détails technologiques 5. sous-jacents qui sont cependant nécessaires pour une analyse correcte des présupposés et des conséquences épistémologiques véritables de certains développements, qui ne peuvent pas produire des avancées spectaculaires. Le formalisme lui- même résulte de l'inversion systématique des positions de l'empirisme au sein du même paradigme. Il suffit de faire remarquer cette nécessaire (abstraction des contenus formels de l'image , essentielle pour 10. l'analyse proposée dans cette invention et avec elle, doivent se produire dans le référentiel 4D {x,y,z,t} pour rendre évidente la présence de l'obstacle formaliste qui jusque-là occupe une position dominante dans l'art actuel. Les éléments de détection du système produisent, dans le référentiel 3D x, y,t} des signaux qui sont certes proportionnels au flux incident des photons des rayons atténués, dont la dé- 15. composition spectrale n'est possible que dans deux directions de l'espace. Les signaux 2D sont ensuite prétraités pour produire des données d'atténuation, qui sont des points images correspondant aux points échantillonnés de l'objet et sont utilisées dans la reconstruction des images du sujet (objet). Dores et déjà deux conclusions essentielles se dégagent de ce premier constat: Il s'établit ainsi des espaces topologiques de part et d'autre du plan de pro- 20. jection, qui autorisent soit une asymétrie de transformation, soit encore la transformation de l'objet aboutit, dans ce référentiel, à une représentation 3D incohérente et non énantiomorphe de l'objet. L'image n'est donc pas une traduction fidèle de l'objet. On sait que, dans cette transformation scanographique, le trajet du tube de rayons X décrit un parcours hélicoïdal autour de l'axe z de translation du sujet et les données d'atténuation des rayons X sont obte- 25. nues grâce au réseau de détection des rayons X et correspondent à une série (de vues angulaires hélicoïdalement disposées dans le sujet. Normalement la conjonction des deux mouvements, gravitationnels et translationnels, doit non seulement produire une symétrie en miroir de part et d'autre du plan de projection; mais, encore des fonctions d'une métrique rigoureuse pour le calcul matriciel bi- et tridimensionnel. Or, il n'en est rien, l'élément repré30. sentatif de la conjonction de ce double mouvement reste toujours le pixel 2D, sur lequel sont généralement projectés et moyennes plusieurs points images confondus des points objet échantillonnés distincts regroupés, à la lumibre de ce qui précède, en un concept au contours très flous le vexe( 3D du référentiel ix,y,t} de l'état de l'art. 2.2.3. La quatrième dimension de l'espace-temps et le référentiel 4D x,y, z,t} Rappelons que dans les scanners de la troisième génération (3-G), le réseau de détecteurs est de principe monté sur le portique afin de graviter solidairement avec le tube à rayons X, 5. tandis que dans des scanners de quatrième génération, les colonnes des détecteurs sont rangées dans un anneau, qui est généralement stationnaire. Que si l'essentiel des efforts d'amélioration les plus récents portent en partie sur la puissance des tubs; mais, c'est surtout le réseau des détecteurs qui d'une année sur l'autre modifie les capacités exploratoires de cet instrument dans ses applications médicales, entre autres, et alimentent 10. la fameuse (guerre du nombre des coupes ou des canaux , dont on sait maintenant qu'elle a à peine dépasser, même avec les foyers commutant, 20 mm de largeur de balayage en direction de z. Foyers commutant qui sont une variante du mode pulsé de fonctionnement de la stérêoscanographie, autrement appelé double z scanning technologie, ou (double z sampling technology (Dans les deux cas, l'allusion à la technologie stéréoscanographique 15. ne laisse aucun doute sur les performances dont est capables les variantes de cette haute technologie et les résultats auxquels parviennent ces imitations partielles sont déjà révélateurs des caractéristiques exceptionnelles de la Stéréoscanographie, dans un des modes préférentiels de la réalisation à double faisceau [stéréo] de balayage). Il est évident que pour construire, en tornographie 3D assistée par ordinateur, un plan reflé- 20. tant une tranche de section transversale du sujet a une position axiale désirée, basée sur les vues de balayage hélicoïdale ou projections, il faut que des valeurs d'atténuation effectives pour chacun de la pluralité de points autour de la circonférence d'une tranche plate soient dérivées par interpolation des données obtenues dans les projections du parcours original. Que pour chacune de la pluralité de points, les valeurs d'atténuation effectives respectives 25. correspondent ainsi, dans la tranche plate, à l'atténuation approximative le long des rayons qui passent par le point. Les données de base se présentent sous forme d'une matrice 2D des données brutes auxquelles s'ajoutent les données synthétisées par coupe axiale. Lesquelles données sont codées en fonction de l'horloge du système: le temps (dans la norme 3D). Le logiciel de reconstruction prend alors en compte plan par plan cette acquisition 30. tomographique de parcours de balayage de type hélicoïdal pour différents reformatages. Pour une reconstruction de 360 (full scan), comme on sait le faire dans l'art de la tomographie 3D assistée par ordinateur, la pluralité de points est distribuée autour d'une circonférence entière de la tranche et intégrés dans une matrice 2D planaire. Pour une reconstruction de 180 (half scan), aussi connue dans l'art de fa tomographie 3D assistée par ordinateur, les points sont distribués à une étendue égale à la moitié de la circonférence plus d'angle d'éventail du faisceau de balayage, c'està-dire, le champ de vue angulaire couvert par les rayons en éventail dudit faisceau de balayage. De la sorte l'angle de reconstruction 5. sera typiquement de 360 (full scan) ou de 180 (half scan). En général, pour dériver des valeurs d'atténuation effective pour un angle de vues et une position axiale données, il est nécessaire d'interpoler pour trouver une nouvelle distribution spatiale entre des données brutes d'au moins deux vues différentes à cet angle, mettant entre parenthèses la position axiale de la tranche plate. Les deux vues étant acquises dans des segments successifs de 10. balayage, séparées par un angle de reconstruction complète (27E). Parce que les données de deux segments successifs différents de balayage doivent typiquement être combinées pour reconstruire chaque tranche d'image plate, les données de la plus antérieure des deux balayages doivent être entre-temps stockées dans une mémoire tampon. Deux balayages complets, comprenant deux fois l'angle de reconstruction total (41), sont ainsi nécessaires 15. pour produire une image croisée simple. La reconstruction de chaque tranche d'image plate traîne derrière elle l'acquisition des données des balayages antérieures au moins au temps que prend le tube à rayons X pour faire un autre balayage complet autour du sujet. Par comparaison, dans les scanners séquentiels, des vues successives peuvent être traitées dans un flux de données en @pipeli- Lê. Île, à teÎ point que i'image en trcinchc soit vé.czuali e avec un retard m.r?Imûl, après l'?chéve- ment d'un balayage simple. La reconstruction d'un balayage en retard est particulièrement désavantageuse quand l'image TDM est utilisée pour suivre à la trace le progrès d'un processus, au cours d'une insp esstion physiologique, comme par exemple le flux d'un bolus de contraste, voire pour l'homogénéité da rehaussement. Les valeurs d'atténuation efficaces interpo- 25. fées sont filtrées et rétroprojetées pour produire une image transaxiale, mais la fenêtre temporelle a ici une grande importance. C'est donc exclusivement une imagerie densitométrique contrastée en coupes, moyennant la valeur d'atténuation par pixel et dont le volume ne se conçoit, dans le référentiel 3D x.y,t}, qu'en fonctiion de la fenêtre temporelle, dont on sait par ailleurs que son estimation est sous l'influence de l'accumulation des données sur 2n7t. 30. De préférence pour la reconstruction d'une coupe TDM de 360 , la largeur du réseau de détecteurs qui est exposée à le radiation, mesurée dans une direction parallèle à l'axe de translation, est considérablement plus grand que le pas de vis de la trajectoire hélicoïdale. Pour la reconstruction de 180 , la largeur du réseau de détecteurs qui est exposé à la radiation est considérablement plus grande que la moitié du pas de vis de la trajectoire hélicoïdale. Pour chaque angle de vue, les deux ou plus rangées du réseau produisent simultanément des signaux d'atténuation de la ligne correspondante. Ces signaux sont, dans le référentiel 3D {x,y, t} systématiquement prétraités, comme on sait le faire dans l'art ancien. 5. Les données d'atténuation de la ligne résultante sont interpolées pour produire des valeurs d'atténuation efficaces géométriquement corrigées, qui sont associées aux tranches plates à travers le corps et généralement perpendiculaires à l'axe de translation. Les valeurs d'atténuation efficaces corrigées sont filtrées et rétroprojetées aux valeurs tomodensitométriques (TDM) calculées, qui sont utilisées pour mettre à jour des images tomodensitométriques 10. (TDM) en coupes transversales en substance en ttemps réel* (entendez en ciné mode display). Le dernier développement technique est l'introduction de la tomodensitométrie (TDM) hélicoïdale 3D à 16 tranches, qui a été présentée pour 1a première fois à la communauté radiologique au Congrès (RSNA) de la Société Radiologique de l'Amérique du Nord, en 2001. Ce dernier peut muer en 32 canaux, 40 canaux voire 64 canaux, dans certaines conditions, 15. depuis l'année dernière, sans aucun changement technologique radical, Nous pouvons ajouter maintenant une nouvelle thèse à ce sujet: à savoir que l'acquisition tomographique ne peut se fondre complètement en un volume par un quelconque équilibre d'empilement réalisé, selon un ordre de temps, avec des images d'une tranche plate simple à une position axiale choisie à une autre postérieurement acquise, comme décrit ci-dessus, 20. utilisant des données acquises d'un [ balayage hélicoïdal ses d'un balayage au voisinage de la position (ceci n'est pas anodin parce que les coordonnées spatio-temporelles sont de ce fait non précises. Nous y reviendrons plus loin). Une telle conciliation ne fait qu'additionner les obstacles voire des erreurs, sachant que chaque image dans la séquence est reconstruite à partir de données acquises au cours d'une ccfenêtre de temps différent d'un cycle voire de plusieurs cycles. 25. Heureusement que la somme d'erreur réalisée est fondue dans la moyenne réalisée sur l'ensemble de la surface d'un pixel bidimensionnel. Aussi le passage à la représentation volumique 3D nécessite-4A une multiplication par ta fenêtre temporelle, At, d'une fonction de distribution f(x,y). Etant entendu que l'accumulation fausse aussi la précision sur.fit, au moins une fois sur deux. Priais, l'impasse apparente sur laquelle on débouche n'en est pas une puis- 30. que les images successives dans la séquence sont de préférence traitées et visualisées en ligne, comme décrit, comme par exemple dans la demande de brevet israélien numéro 120227, intitulée 41a Reconstruction d'Image Dynamique en temps réel:, enregistré le 20 février 1997 et dans une autre demande de brevet PCT correspondante au même titre enregistré WO 98136691 (PCTfIL98100075). Une autre solution consiste à utiliser d'emblée comme dans la haute technologie du dispositif de la présente invention, un détecteur bidimensionnel non cloisonné, de types semiconduc- 5. teurs (IV) intensificateur d'image radiologique, à type de transfert de charge (CCD) ou un semiconducteur supraconducteur, et à acquérir un ensemble des fonctions gai bidimensionnelles du signal, sur 360 voire même sur 180 , des quatre coordonnées de l'espace x,y,z,t par gravitation complète. Les fonctions gt,13 sont interprétées comme les potentiels de gravitation (ou force du signal), dont l'essence apparaît en géométrie quadridimensionnelle (4D) du 10. référentiel {x,y,z,t} de l'orbite de ladite gravitation. Leur détermination par des repères géométriques très précis pour un système gravitationnel donné ainsi que celle du mouvement hélicoïdal de balayage repose sur la résolution d'équations qui relient gQ0 et leurs dérivées à la distribution spatio-temporelle des points échantillonnés et des points images (ou impulsions du signal périodique) ou encore projections qui en résultent. 15. Le changement fondamental est que le signal s'exprime d'emblée sous la forme d'un pixel 3D isotropique et la décomposition spectrale donne une composante pour chaque direction de l'espace-temps. Les données de base se présentent en définitive sous forme des matrices 3D des données brutes, codées en fonction du temps, selon l'horloge du système (norme 4D) . Pour autant la gestion des ces informations n'est pas à l'origine d'un surcroît de travail qui ne 20. serait pas récompensé par des avantages tévidents , dans la mesure où ce tout nouveau système s'est totalement affranchi de procédures de prétraitement et de la corvée de synthèse des données. L'image quadridimensionnelle (4D) du volume est reconstruite directement à partir de ces acquisitions, comme dans le tomographe 3D (3 dimensions) décrit dans un article référencé (1) à la fin de cette nouvelle description-ci. La transition TOM 3D 25. Scanographie 4D est réalisée par un échantillonnage isotropiquement réparti dans les quatre directions de l'espace, en ouvrant le faisceau de balayage jusque-là fermé (collimation selon la plan de détection x,y) en direction de z (cf. figure 1) et en ayant une fonction de distribution des points échantillonnés de la forme f(x,y.z).dt. Aucune désorganisation tcpolcgique, ni déformation de la perspective de l'image n'est possi-30. bile par rapport au voluTe exploré de l'objet. Pas besoin non plus des refumiatages chevauchants, envisagés en TDM 3D, puisque la singularité de l'information contenue dans chaque coupe (ou contenu formel) est privilégiée par rapport à tout autre résultat esthétique. Ii y a donc exigence de précision topolcfique et d'homothétie entre les fonctions g;,fs de l'objet 2889750 17 et gp de l'image évaluées dans différents plans de la matrice 3D de Fourier. De plus le double système d'échantillonnage s'effectue une fois avec avance de phase et une autre fois avec de retard de phase par rapport à l'axe de centrage du statif rééquilibrant le déplacement topologique longitudinal des données acquises par rapport aux coordonnées de référence en 5. direction de l'axe longitudinal z. La nouvelle norme 4D nécessite des nouveaux développements des techniques particulières de post-traitement, tenant compte non seulement des coordonnées en quatre dimensions de l'espace- temps ainsi que du nouveau pixel 3D, p(dx,dy,dz), et qui permettent de retrouver au moins un système d'équations à quatre inconnues x,y,z, et tau complet, grâce au référentiel 4D {x,y,z,t}, mais aussi de l'exigence de la 10. vision binoculaire dudit dispositif de la présente invention. 2.3. Algorithmes numériques et signal Dans toute pratique scientifique il y a toujours des éléments épistémologiques qui jouent sur le déroulement de la pratique scientifique, soit en l'appuyant soit en lui faisant obstacle. L'algorithme numérique est un outil mathématique tout à fait utile pour l'étude des systèmes 15. en général, lorsque ces derniers sont définis par des fonctions continues, à condition de dis-poser d'un référentiel dont les repères n'engendrent pas de désorganisation ni de distorsions irréductibles. Cependant depuis l'apparition de l'ordinateur, les signaux avec lesquels on travaille sont de plus en plus des signaux numériques ou discrets qu'il faut situer dans l'environnement de l'espace et du temps. De ce fait, nous devons étendre notre description du nou- 20. veau référentiel 4D f x,y,z,t} aux propriétés de la transformée de Fourier de signaux numériques en scanographie hélicoïdale multicouches. L'échantillonnage d'une fonction dans le domaine des fréquences se traduit par l'obtention d'une fonction périodique dans le domaine du temps. Il nous faut donc nous intéresser à la transformée de Fourier de signaux 3D échantillonnés dans le temps. Mathématiquement, on peut représenter un signal discret, ou numé- 25. rique, comme le produit d'un signal analogique (fonction continue), f(t), avec une fonction peigne bidimensionnelle tl.l(t. Cn peut donc écrire la fonction échantillonnée sous is forme: f(te) = f(t).114(t) = Ya _ xf(nAt) .n.t) (2.3) avec st = où T est la durée totale de l'acquisition du signal, et N le nombre de points échantillonnés. En tenant compte de ces définitions, on peut aussi établir la relation suivante: t = nT/N, n = 0, 1, ..., N-1 (2.1) 30. Pour évaluer la transformée de Fourier de la fonction discrète f(t), on peut faire appel aux propriétés de la convolution: f(t ) = f(t) . LLW) (2. 5) F(un) = F(u) * 14(u) (2.6) cz;,i F(un) = F(u) * 1/At 6(u - Au), avec n entier (2.7) 5. Ainsi au facteur 1/At près, la transformée de Fourier de la fonction échantillonnée f(tt) est égale à la transformée de Fourier de la fonction continue f(t). Néanmoins, l'échantillonnage introduit une périodicité au niveau de la fonction F(un), cernée dans l'intervalle Fu e [-1/2t, 1/2At] ou [-IMAM] du domaine fréquentiel de l'espace-temps. Il faut remarquer à ce niveau l'importance de la valeur de At sur l'aspect de F(un). En effet, 10. si la fonction échantillonnée s'étend sur un spectre compris entre -uc et +uc, il est impératif d'utiliser, telle que illustré dans la figure 7, une fréquence d'échantillonnage supérieure ou égale à 2u,, si on ne veut pas que les motifs périodiques obtenus dans le domaine des fréquences fusionnent et modifient ainsi l'aspect de la fonction attendue. L'option technique et technologique doit, comme nous le verrons ci-après, s'opérer entre l'approximation et la pré- 15. cision de détail aussi bien au niveau instrumental qu'au niveau des outils informatiques intervenant dans le système. Ceci constitue le théorème de l'échantillonnage de Shannon et détermine le mur de fréquence d'échantillonnage exprimé par la formule de Nyquist, dont on a déjà pariée. Résoudre, du point de vue technologique, cette limite physique en échantillonnant à deux fois um (au-.delà du mur de fréquence d'échantillonnage), dans le même cycle 20. de gravitation du système et ce faisant se passer du besoin d'accumulation des données, fut l'objectif poursuivi dans la première demande de brevet, tout en laissant dans l'ombre un certain nombre des caractéristiques liées à la diffraction et à l'interférence des faisceaux de balayage, pour des raisons inhérentes à une autre technologie associée à la scanographie, l'informatique, qui fort heureusement progresse d'une année sur l'autre, depuis l'année 2000, 25. date d'antériorité des toutes premières descriptions partielles de cette invention concernant les aspects stéréoscanûgraphiques. 2.4. Calcul de la transformée de Fourier discrète du signal 30. Nous savons à présent qu'à un facteur près, et en respectant le théorème de t' échantillonnage, :es transfierrnéis de Fourier des fonctions continues et discréte,s sont 5. égales. Soit la fonction discrète f(t ) échantillonnée N fois pendant le temps T. L'intervalle de temps, At, entre les échantillons est donné par l'équation 2.7. La transformée de Fourier de cette série de points sera aussi une série des points donnée par l'équation 2.8. F(um) = EN+1'1 3nm f(t ) , m = -N/2, N/2 (2.8) avec um = m(T (2.9) et 3nm = exp(-iwmtp) = exp(-i 2n nm/N) (2.10) A titre d'exemple, nous allons calculer ici la transformée de Fourier de quatre points de coordonnées x;, yi, échantillonnés régulièrement au cours du temps, t; : F(uo) =1. f(fo) + 1. f(f1) + 1. W2) +1. f(f3) 10. F(u1) = 1. f(to) + 1(-i) . MI) + (-1) . f(t2) + 1. f(t3) F(u2) =1. f(to) + (-1) . f(t1) + 1. f(t2) + (-1) . f(t3) (2.11) F(u3) =1; f(to) + i. f(t1) + (-1) . f(t2) + (-i) . f(t3) Cette équation peut s'écrire sous la forme matricielle suivante: F(uo) 1 1 1 1 f(to) F(u1) 1 -i -1 i f(t1) F(u2) 1 -1 1 -1 f(t2) F(u3) 1 i -1 -1 f(t3) (2,12) où la matrice des coefficients peut être considérée non seulement comme une matrice code de Fourier permettant la conversion des données du domaine temporel au domaine fréquen-20. tiel mais aussi ses modules comme de fonctions g,,rj des coordonnées évoquées ci- dessus. Le code inverse g, 1 1 permettant la conversion des données du domaine fréquentiel au domaine temporel: f(to) 1 1 1 1 F(uo) f(t1) 1 -1 -i F(u1) f(t2) 1 -1 1 -1 r v2 r( ) f(t3) 1 - i -1 i F(u3) (2.13) ce qui peut aussi s'écrire: f(tt) _ Em _u2 nm-1 F(um) , n = 0, N 1 (2.14) où : snm-1 = (1/N) exp(i 2n nm/N) (2.15) Pour les équations 2.8 et 2.14, ii n'y a aucune restriction quant à la valeur du nombre de points N. Lorsque te nombre des points n'est pas trop élevé (de l'ordre de 1024), les ordina- 5. teurs à processeur de 32 bits sont suffisamment rapides pour que l'on se contente de cet-te formule. Cependant, le nombre de points augmentent énormément et devient vite prohibitif lorsqu'il faut, en vertu du théorème de Shannon, suréchantillonner. Un processeur 64 bits (type AMD 64 3500+) au moins s'impose sinon 128 bits (2 x AMD 64 3500+). On peut remarquer que l'équation 2.8 nécessite N multiplications et N 1 additions pour évaluer cha- 10. cun des N points constituant le spectre F(um). Fort heureusement, il existe une certaine redondance des valeurs dans la matrice de Fourier. Ceci est déjà visible dans la matrice code de quatre points décrite par l'équation 2.12. Ces redondances ont été exploitées en 1965 par Cooley et Tukey qui ont mis en place une procédure de calcul qui permet de réduire le nombre de multiplication de N2 à N log2N, dans 15. le cas particulier où N est une puissance de 2: N = 2P, p = 2, 3, 4... (2. 16). Les algorithmes permettant de réduire le temps de calcul des transformées de Fourier ont pris le nom de transformée de Fourier rapide ou encore FFT de l'anglais Fast Fourier Transform. Depuis l'algorithme originel de Cooley et Tukey, beaucoup de transformées de 20. Fourier rapides ont été développées. Les plus courantes sont basées sur la méthodologie proposée par Cooley-Tukey (Radix 2), mais utilisent des nombres de multiplications et additions différents suivant les ordinateurs employés. Ainsi, si l'ordinateur est plus efficace pour effectuer des additions que des multiplications, on utilisera un algorithme qui privilégiera les additions par rapport aux multiplications. 25. Il est aussi possible de trouver des algorithmes qui ne nécessitent pas un nombre de points qui soit une puissance de 2. Ces algorithmes sont plus complexes, mais sont toujours basés sur la redondance des matrices code de Fourier (Radix 2, 4. 5...y Le calcul de la FFT, utilisant même l'assembleur n'est quelquefois pas suffisamment rapide. On recourt alors à des cartes spéciales (circuits intégrés) que on branche dans l'ordinateur qui permettent et- 30. fectuer ie calcul de la transformée de Fourier quasiment en temps réel (environ 1 ms pour 1024 points et un processeur 32 bits). Sur le plan pratique, on constate que les processeurs actuels sont tous passés non seulement à 64 bits mais aussi le développement récent de processeur à double coeur (dual core) aptes à accomplir deux tâches distinctes simultanément, conformément à la loi de Moore, qui veut que la nanotechnologie fasse de nos jours progresser tous les 18 mois les circuits intégrés (processeurs et mémoires), en doublant leurs capacités respectives, comme par exemple les mémoires vives (Random Ac- 5. cess Memory, (RAM et SRAM), permettant d'emmagasiner provisoirement des informations juste avant, pendant et armés leur traitement, et accessoirement pour faire face non seulement au problème d'échantillonnage mais encore à celui très pénalisante pour la puissance et le temps de calcul de l'ordinateur qu'est le prétraitement des données pour d'une part corriger les données manquantes et d'autre part corriger la conicité de projection 10. du faisceau unique de balayage, dans un parcours hélicoïdal d'un faisceau conique unique de balayage! Des fonctions de haute technologie à très grande valeur ajoutée vont venir compléter une offre industrielle déjà très performante du 4D, changeant radicalement la donne par une entrée remarquée dans 'le domaine de l'imagerie moléculaire et microscopique. 15. 2.5. Considération sur la qualité d'image L'avantage que présente une étude du développement des connaissances remontant jusqu'à leurs racines est de fournir une réponse à la question mal résolue dans la direction des démarches cognitives initiales. Se pose alors à ce niveau de l'exposé le problème de la prise de conscience des résultats, intentions et mécanisme de l'acte, autrement dit de sa traduction 20. en termes de pensée conceptualisée, La faible densité spécifique d'échantillonnage reste un problème technologique d'ab,rd avant d'être, comme le conçoit l'art ancien, celui d'outils mathématiques formalistes devant pallier à cette carence. Dans tout domaine il existe un seuil d'exactitude dx, dy, dz, dt vers lequel tendent ces intervalles d'échantillonnage. Autrement dit, au niveau même du déploiement des propriétés abstraites de l'espace des 25. géométries, subsisterait une contrainte intrinsèque d'approximation. On voit ainsi que l'opposition entre valeur exacte et valeur approchée repose, d'une part, sur la corrélation nécessaire de tout objet mathématique et d'un système d'opérations, d'autre part sur la reconnaissance que certaines opérations sont indéfiniment itérables.Examinons brièvement le processus sur l'exemple d'application du théorème de Stone Weierstrass, qui 30. nous occupe dans cette invention. Ce théorème dit qu'on peut toujours approcher d'aussi près qu'on voudra une fonction continue réelle (signe!), définie sur un intervalle fermé borné R (p.ex. un pixel et son corollaire le voxel), par un polynôme à coefficients dans R (coefficient d'atténuation). Dans le domaine fréquentiel d'échantillonnage, l'espace de discrétisation du système métrique cubique définie, dans les trois directions de l'espace, par des intervalles d'échantillonnage dx, dy et dz ne doit en aucun cas se modifier lors de la transformée de Fourier. Cette transformation doit par conséquent s'opérer avec une symétrie parfaite, dans 5. un système volumétrique quadridimensionnel de référentiel (x,y,z,t) réalisant une isotropie parfaite de mesure au niveau du voxel 4D, v(dx,dy,dz,df), et du pixel 3D, p(dx,dy,dz). Performance jamais égalée à ce jour et qui ne peut être atteinte en tomographie assistée par ordinateur que par la stéréoscanographie 4D volumétrique disposant d'un tube à rayons X stéréoscopique multiscan, très différent du tube de Coolidge à anode tournante (ou tube de 10. Brouwers) en usage en TDM 3D, autorisant d'échantillonner l'objet exploré à intervalles isotropiques réguliers dans toutes les 4 directions de l'espace-temps. li y a en effet des désavantages à l'art tomodensitométrique tridimensionnel ancien: la résolution 3D est améliorée mais reste relativement non informative; large gamme des paramètres limitants; augmentation du nombre d'images en coupe (lecture, workflow, et 15. stockage problématique) en conflit avec l'augmentation exponentielle en prétraitement du nombre d'opérations informatiques soumises à l'unité centrale (CPU) du système. Mais surtout en raison de sa conception comme système moyennant sur une surface image donnée les données d'atténuation des rayons X transmis. On substitue donc ici à l'objet mathématique, le signal, inaccessible en général en termes finis (impulsions), en tant que 20. valeu exactes de la fonction en chaque point; Un autre oblat eathématiqser rnonnlata tant calculable par une moyenne statistique (coefficient d'atténuation) qui le représente. Ce nouvel objet mathématique peut être choisi de façon à ne différer que d'aussi peu que l'on voudra de celui que l'on vise (il suffit pour ce faire de choisir convenablement le degré et les coefficients en jouant dans le cas présent sur les dimensions du pixel 2D du récepteur). 25. Le signal en tant que fonction périodique disparaît derrière ce procédé. La manière dont est obtenue cette approximation, maîtrisant et légitimant le vague inéluctable avec lequel est connu l'objet primitif (signal), est particulièrement instructive, et nous en indiquerons sommairement les moments essentiels plus loin. Dores et déjà. du point de vue physique: bruit de quantification tout comme résolution en direction de z restent, entre autres, liés non 30. seulement à la césure tomographique du concept technologique 3D (effet de bord), à la nécessité de remodelage 2D du faisceau de balayage par collimation (cf. figure 2) et au pas de vis variable du parcours hélicoïdal du faisceau de balayage, mais encore à la disparition de l'inflexion ponctuelle du signal en tant qu'entité première de l'atténuation des rayons X et son remplacement par une surface bidimensionnelle élémentaire de l'image, le pixel 2D. Il faut tout d'abord considérer non plus l'objet mathématique isolé - ici telle fonction continue f(x,y,t) ou f(x,y,z,t) - mais l' espace constitué par l'ensemble de tous les objets mathémati- 5. ques de même espèce (points échantillonnés), le référentiel 3D (x,y,t) ou 4D (x,y,z,t}. Sachant que la collimation engendre nécessairement un souséchantillonnage marqué en direction de z, auquel tendent de pallier la contraction de la perspective par un pas de vis chevauchant et quelques formalismes mathématiques d'appoint. Cet ensemble peut être ici muni d'une structure d'espace vectoriel, si l'on définit de façon assez naturelle la somme de 10. deux fonctions (ou convolution), et le produit d'une fonction par un nombre (scalaire) dans cet espace (aux repères bien précisés). Il faut ensuite donner un sens précis à la différence entre deux objets mathématiques (coordonnées différentes), ou si l'on préfère à leur proximité (la distance qui les sépare), que l'on mesurera par un nombre réel positif, ds, et qu'on appellera distance, par analogie avec l'espace intuitif. La définition d'une telle distance est libre, sauf 15. à convenir de respecter quelques propriétés formelles, telles que: d(A,B) = d(B,A) ; d(A,B) _ 0 si et seulement si A est confondu avec B; d(A,B) + d(B,C) ? d(A,C) dans tout ((triangle quelconque A,B,C. Le problème de l'approximation consiste alors à choisir dans l'espace CR des fonctions continues, un sous-ensemble PR de kt bonnes fonctions calculables en termes finis, dense 20. dans CR, - c'est-à-dire tel que toute fonction f de CR - tout point de l'espace CR - soit la limite, en un sens précis, d'une suite de fonction distinguée - d'une suite de points de PR. C'est justement ce à quoi tend la technologie de la nouvelle invention. Supprimer par ailleurs le sous-échantillonnage (des points ol:jet) par une technologie 4D est justement l'objectif poursuivi par le stéré scanner et le polystéréoscanner X, tels que présentés dans!es deman- 25. des de brevet antérieures concernant les mêmes dispositifs quand dans cette nouvelle description. Le théorème repose sur le fait que l'espace CR est une algèbre, et que certaines sous-algèbres de CR - dont celle qu'engendrent les fonctions de la forme: x -> xn - sont justement denses dans l'espace CR. Sous sa forme la p'us générale, le théorème justifie non seulement l'approximation par des polynômes ordinaires, mais aussi l'approximation par des 30. polynômes trigonométr; ques, qu'engendrent alors les fonctions distinguées de la forme: x -* x, n entier. C'est de cette densité (ou compacité) indispensable a la représentation de l'objet que provient la nécessité de la cnrrnrtion du cous-échantillonnage inhérent + i de.0 +vu vu.. u..uiuuvu. particulièrement à l'art ancien. Une modalité exploratoire devient plus opérateur-dépendante tant qu'elle manque de précision de détail ainsi que d'objectivité de narrativité iconique voire d'expressivité iconique par la force du détail. De sorte que sa sémiotique spécifique ne pourra permettre qu'un décodage et un agrément inter-opérateur plus souvent divergents. Il faut donc aboutir à une 5. très forte narrativité iconique pour que la sémiotique et la sémiologie diagnostique du système plus spécifiquement ne prêtent pas plus souvent à équivoque et soient à la portée de tout (e monde (démocratisation de la lecture d'image, en science diagnostique, qui déborde le cadre restreint de I'hyperspécialiste très entraîné à dépister non les lésions mais plutôt les faux positifs et les faux négatifs et autres images construites surajoutées ou soustraites). 10. La largeur désirée Seff des images reconstruites est par ailleurs jugée dans l'état actuel de l'art en bon accord avec les valeurs de FWHM des profiles mesurés, voire même jugée pseudo-isotropique, lorsque cette dernière valeur approche le millimètre dans le référentiel {x,y,t} de la TDM 3D. Le bruit mesuré tout comme la déviation standard des valeurs TDM 3D reconstruites et normalisées à la même dose par longueur de volume balayé (axe longitudi- 15. nal z) sont essentiellement fonction du pas de vis. De plus, le bruit est relié à Seff selon la règle de la racine carrée bien connue dans l'art. Cette dernière constatation est certes une découverte positive à laquelle répond une grande flexibilité (en balayage complet), qui peut ainsi être assurée et les valeurs du pas de vis peuvent de ce fait être adaptée librement aux ( besoins cliniques. Cependant, si la réduction de l'intervalle d'échantillonnage n'était pas la 20. solution, il y aurait que tous les constructeurs seraient revenus depuis bien longtemps à la tomographie 2D conventionnelle ou encore se seraient résolus à la solution de facilité consistant à standardiser, par exemple, l'épaisseur de coupe de 10 mm ou plus pour une couverture conséquente du volume balayé de l'objet exploré. Or, l'évolution s'est faite et continue à se faire paradoxalement dans le sens de la poursuite en TDM 3D de la réduction 25. de cette épaisseur de coupe, tout en maintenant la couverture maximale utilisée par gravitation à environ 20 mm (2 x 10 mm, 4 x 5 mm, 8 x 2,5 mm, 16 x 1,25 mm, 32 x 0,65, etc.) avec plus souvent des zones ON et OFF sur le récepteur des rayons X, en coupes fines (ex. 16 x 0.5 mm), réduisant de feçon proportionnelle la surface de moyennage (averaging effect) de la valeur d'atténuation des rayons X transmis, mais sans atteindre la vraie valeur r&cher- 30. chée du signal, seul témoin fidèle du point image. Mais ces zones ON et OFF rendent au moins compte d'une chose en TOM 3D de l'inutilité des largeurs affichées (p. ex. 20 cm, 32 cm, etc.) des réseaux de détection; llors que seuls 20 cm centraux sont couramment couverts par les rayons du faisceaux de balayage. L'expérience nous prouve également que lorsque la fenêtre temporelle d'observation At diminue, même dans des proportions infimes comme lorsqu'on passe, en TDM 3D, d'une gravitation de 1s à 0,5 s; 0,4 s voire 0,3 s la fréquence d'échantillonnage, u s'accélère et la résolution spatiale ou ((résolution en densité ou encore en contraste bénéficie dans les 5. mêmes proportions de ce petit surplus de fréquence de suréchantillonnage, Au. Il est clair que c'est dans cette direction du suréchantillonnage avec des intervalles de plus en plus petits qu'il fallait faire évoluer la technologie scanographique; non par petite touche mais en réalisant un bond de géant, comme ce fut déjà le cas avec la Stéréophotographie, capable d'obtenir simultanément un échantillonnage double avec des potentialités intactes d'appré- 10. hender au plus près le signal transmis sous forme d'une série d'impulsions 3D par cycle de gravitation. En d'autres termes le temps de gravitation est, dans tes conditions d'un référentiel 4D (x,y,z,t), au minimum divisé par deux par rapport à la fréquence apparente. Et quand on sait que les deux échantillonnages successifs dans le même cycle ne sont distants que d'une phase on réalise tout de suite le caractère infinitésimal de l'intervalle dt. Mais aussi la décom- 15. position spectrale d'une impulsion 3D en ses composantes directionnelles, selon dx, dy et dz, donne la petitesse (compacité du détail) de l'ordre des grandeurs à laquelle peuvent descendre le Stéréoscanner X 4D et le Polystéréoscanner X 4D volumétriques. Or, dans ce domaine le temps d'échantillonnage de l'ancien art tomographique 3D du référentiel {x,y,t) tend toujours à aller au-delà d'une simple gravitation en vertu du besoin 20. d'accumulation des données de cette dernière technologie, dès qu'on met sur pied un protocole d'exploration pouvant permettre de parfaire un tant soit peu un reformatage 3D. Ceci multiplie par 2, 3, 4 voire plus le temps de gravitation du système tomographique 3D, antinomique de résolution temporelle adéquate; car pour représenter un seul point objet avec le moins d'erreur possible il est nécessaire de le re-échantillonner plusieurs fois pour 25. que sa probabilité soit la plus grande possible autour d'un nuage des points images correspondants. Un tel investissement en temps d'échantillonnage reste indispensable, même si au demeurant celui-ci s'opère en une seule apnée (de type quasi-cadavérique), il se produit un gaspillage énorme de temps et une surexposition aux rayons, de surcroît tout à fait inutile. Surtout que les données cumulées ne sont pas contemporaines et appartiennent à 30, des cycles successifs différents. D'où l'accumulation d'erreurs statistiques sur St et sur la topologie spatio-temporelle du point image résultant de cette opération partiellement gommée d'abord par l'opération de condensation du point et ensuite quasi-complètement par moyennage des signaux et l'addition aux signaux des données de synthèse (interpolation). Tout se passe comme si dans cette manière de faire c'est bien le non discernement qui était recherché et non l'exactitude des détails. 2.6. Considérations sur la dose 5. Des études sur fantôme ont révélé une augmentation possible de l'irradiation lorsque les protocoles d'imagerie de TDM 3D muttitranches sont devenus en réalité cruciaux, dans le cas des études de TDM hélicoïdales rnultitranches, comme la vitesse élevée de balayage permet l'acquisition séparée des phases de perfusion artérielle, parenchymateuse et veineuse porte, de courte durée, mais doivent atteindre un degré maximal de contraste. Pour 10. ce faire divers systèmes de synchronisation foisonnent. Les études de fantôme ont également révélé une possible augmentation importante de l'exposition à l'irradiation lorsque les protocoles d'imagerie des TDM 3D multicoupes ont été comparés à ceux des scanners monocoupe équivalents. En général, les valeurs de dose d'énergie de l'abdomen augmentaient par exemple de 2. 6-fois avec la TDM 3D multitranches comparée à la TDM monocoupe 15. et en balayage hélicoïdal du faisceau. Pour prendre le plein avantage du potentiel de la TDM hélicoïdale 3D multicoupes, des protocoles d'imagerie doivent ainsi être adaptés et optimisés, mais la dose d'irradiation doit être également prise en considération. Les caractéristiques de la dose d'une TDM 3D Multicoupes et ses différents modes de balayage sont davantage spécifiées par chaque largeur de collimation du faisceau de balaya- -eo 20. ge, nCTDlico,ak = 11M.S. j 5o D(z) . dz, en utilisant cette formule la dose monocoupe et multicoupes des TDM 3D hélicoïdales reste comparable. Mais avec cette formule disparaît la notion de temps d'exposition et sa prépondérance dans la quête, déjà classique en Radiologie standard, de réduction de dose par la réduction du temps d'exposition. Par exemple, quand pour faire une certaine exploration, le temps d'exposition est divisé par deux, 25. la dose est automatiquement réduite de 50 %. Cela est vrai de façon exponentielle en sens inverse multiplier le temps par deux, pour satisfaire au besoin d'accumulation des données brutes (overlap technique) , par exemple, augmente ia dose de 100 %. Il est donc plus efficient d'agir sur le facteur temps dans le sens de sa réduction que sur les kVp et sur!es mA qui dans les meilleurs de cas baissent la dose d'à peine 30 ,'o, si par ailleurs ce gain peut 30. être immédiatement perdu par l'allongement de la fenêtre de temps pour réaliser lesdites accumulations des données brutes. Il est clair que tout développement d'une pratique scientifique présuppose la critique et l'annulation de l'obstacle épistémologique dominant, qu'est dans ce cas d'espace l'échantillonnage insuffisant de l'objet, en provoquant, dans le même mouvement, un déplacement dans la hiérarchie des obstacles. C'est ce qui a été réalisé dans les demandes 5. antérieures des brevets concernant la stéréoscanographie (cf. figures 4a et 4b tout comme l'analogie à l'Expérience d'Young de la figure 5) et la polystéréoscanographie (cf. figures 4) 4D, en déplaçant la problématique loin de préoccupations formalistes strictement algorithmiques de l'art ancien, en faisant d'une pierre deux coups puisque la suppression de ce carcan se traduit ipso facto en gain de puissance informatique correspondant. 10. En scanographie 4D volumétrique, ce ne sont plus en effet les développements mathématiques qui règlent les limites technologiques, mais la haute technologie du dispositif de la présente invention en elle-même franchit des obstacles épistémologiques et s'affranchit dans le même mouvement de la servitude des outils mathématiques superflus, excepté pour l'indispensable calcul de l'image à proprement parler sur lequel repose le principe même de 15. l'imagerie radioscanographique. Ceci dans la mesure où interpolation et pondération angulaire voire correction d'obliquité de la conicité des faisceaux se font de façon optique entre les rayons des deux sources en interaction (figure 4a) et le double échantillonnage réalisé par ce moyen appartient au même cycle avec un déphasage très discret dans le cycle, de sorte que l'on peut dire que ces deux événements se produisent à un instant t; dt1 donné. r,,... .+ t. ny'G É +,,. A,, l+, a.: /AI-11 É i.., L. Ceci a au!! u ai!c! +iJtfè,±;tFFv ut'. ï'.,h3 i.iuîlJ34ui3!!sÉÉÉitl ul33?Gl tVt. IJU F. PUItf[ uc vue qui nous intéresse, on voit bien que le vague se trouve pour ainsi dire à la fois reconnu, dominé et conjuré. Cette technologie 4DD établit le moyen de fixer les objets dont la détermination exacte échappait jusque-là à toute suite finie d'opérations. Cependant, un tout autre aspect du vague peut être décelé en mathématique, qui se manifeste tout d'abord explicite- 25. ment dans les considérations spatiotemporelles des référentiels qui précèdent mais aussi dans les questions relatives à l'échantillonnage de l'objet utilisant des distances comme intervalles d'échantillonnage. 2.7. Problème de l'échantillonnage et résolution de la limite de Shannon 30. La recherche scientifique préliminaire à cette invention s'est effectuée par l'adéquation entre e sujet et l'objet de la connaissance, et, cette adéquation définit la vérité déjà connue dat jet is l'art et développée en son temps par Shannon (10) d'une part at la non prise en compte du signal périodique dans l'évaluation de l'atténuation des rayons X transmis. La principale limite technologique actuelle est, du point de vue physique, en rapport trés étroit avec un mur de fréquence , déterminée par le critère de Nyquist, et, du point de vue technologique, dans la faible prise en compte du signal (remplacé par le coefficient d'atténuation). Pour aller au-delà 5. de cette barrière physique il fallait trouver une technologie très performante comme la Stéréoscanographie 4D, dont on a déjà vu qu'elle s'est d'emblée afi anchie de la géométrie euclidienne pour mieux évoluer dans l'espace-temps. Pour ce faire, la haute technologie 4D du dispositif de la présente invention échantillonne à la fois à une fréquence double de la fréquence habituelle en tomodensitométrie 3D et fait rentrer la scanographie en mécanique 10. relativiste des photons animés de très grandes vitesses, comparable à celle de la lumière (domaine relativiste), où la géométrie euclidienne cesse d'être valable. Il est aussi important de remarquer que les concepts classiques apparaissent être des approximations des nouvelles théories induites par la haute technologie 4D de la stéréoscanographie. 2.71. Critère de Nyquist 15. Lorsque l'on travaille avec des données échantillonnées, il est important de bien réaliser que même en l'absence de bruit, nous ne connaissons plus complètement l'allure périodique du signal dès lors qu'un ensemble des signaux est moyenné sur une surface (Ax. iy), appelé pixel de détection. Nous ne sommes donc certains que des valeurs réellement enregistrées par pixel 2D (ou données brutes). Cependant, on peut montrer que la transformée de Fourier 20. discrète fournit toujours correctement la fréquence et l'amplitude de cette nouvelle distribution (différente de la distribution des points échantillonnés), augmentée des valeurs de synthèse, si l'on dispose de suffisamment de points du signal par unité de temps, lors de l'échantillon-nage de l'objet exploré. Ce que confirme l'expérience quotidienne de la scanographie hélicoïdale: la nécessité d'un certain seuil de quantification des photons par cellule bidimen- 25. sionnelle (2D) de détection des rayons X atténués transmis par l'objet exploré. Le critère de Nyquist nous indique la vitesse minimale d'échantillonnage é utiliser. Ii est fort utile de se situer nettement au-dessus d'une fréquence butoir. Or l'art actuel est en général en dessous et compense ce fait par des formalismes mathématiques d'appoint. De façon plus spécifique, - le critère de Nyquist.. nous indique que, pour échor; filscnne;r correctement mc une sinu- 30. solde, il est nécessaire d'avoir au moins deux points par période (cf. figure 6). La sanction est le bruit de quantification dont une des manifestations est le repliement des fréquences qui ne saisit que le côté ;apparent et les aspects isolés des faits, pour passer au concept techno- logique qui découvrent les déterminations fondamentales de leurs limites physiques et technologiques; de la même manière, ii faut passer du concept aux conclusions (logiquement enchaînées, qui rendent compte de la liaison interne entre ces différents phénomènes. La figure 7 schématise bien ce qui arrive lorsque la vitesse d'échantillonnage est insuffisante, 5. par rapport notamment à la vitesse apparente d'un objet mobile. A cela la solution de l'art ancien est de figer le temps et le mouvement pour y voir clair. C'est pourquoi il existe en tomodensitométrie toutes sortes de synchronisations destinées à arrêter l'écoulement du temps pour saisir une image à un instant t; difficile à identifier autrement dans les données de l'image. Dans ces conditions, le besoin d'accumulation des données est encore plus grand 10. pour réaliser les techniques itératives. Diverses synchronisations et protocolisations de la démarche diagnostique gérées par la même unité centrale (CPU), qui finit forcément par être saturée en termes de puissance de calcul (processing power) l'ensemble du système. Pouvoir se passer de tous ces artifices ne peut que faire progresser d'autant la vitesse d'exécution du CPU. C'est juste un des paris technologiques de la Stéréoscanographie X. 15. 2.7.2. Repliement des fréquences Moldaves" ou aaliasing ) 11 va sans dire qu'un signal périodique de haute fréquence paraît, comme nous venons de le voir avec la figure 6, avoir une fréquence plus faible lorsqu'il n'est pas échantillonné assez rapidement. Cet effet est connu sous des termes anglo-saxons divers, tels que foldover ou aliasing (apparition d'alias) ou repliement des fréquences. Un exemple classique de ce phé20. nomène est le mouvement apparent au cinéma d'une roue de diligence, des mouvements respiratoires ou de battements cardiaques nécessitant pour ces derniers un certain synchronisme et une apnée quasi-cadavérique, tandis que le film cinématographique ne peut être enregistré avec ce type de subterfuges. En effet, la caméra cinématographique échantillonne le mouvement à une certaine vitesse (24 images seconde-1). Lorsque la diligence démarre, 25. par exemple, la vitesse d'échantillonnage est suffisamment élevée pour que le critère de Nyquist soit respecté, et les roues paraissent tourner dans le bon sens, Mais, au fur et à meure que la diligence accélère, il arrive que le critère de Nyquist ne soit plus respecté ; ainsi les roues semblent s'immobiliser, puis tourner en sens inverse du mouvement prévu. Cet effet est la base du principe du stroboscope et devient intelligible grâce au critère de 30. Nyquist, qu'il faut utiliser comme un tremplin physique et non comme un écueil en soi. Pour une fréquence d'échantillonnage donnée, la plus haute fréquence que l'on puisse extraire de la transformée de Fourier est la fréquence de Nyquist: UNyquist = Uéchantillonnage / 2 (2.17) La radiostéréoscanographie est justement basée sur le principe que pour retrouver la fréquence réelle u pouvant permettre une inspection physiologique en temps réel, il faut échantillonner à fréquence 2u. Ce qui donne UNyquist = 2uectianrnonnagel 2 > uréeie. (2.18) 5. Lorsque urée) est inférieur à UNyquist on a: nappaient = Urée) (2.19) Cependant, la plupart des signaux échantillonnés sont préalablement filtrés, et l'on connaît la bande passante (intervalle de fréquences) de filtres utilisés qui permet de temps en temps de retomber sur ses pieds. D'où la nécessité d'algorithmes à n'en pas finir et pour si peu de gain. Néanmoins, si on veut être sûr comme dans la figure 7, qu'un pic donné dans un spectre de 10. fréquence u n'a pas été sous-échantillonné (moins de deux points par période), il suffit d'échantillonner à nouveau le signal périodique avec une fréquence d'échantillonnage plus élevée (2 x u par exemple). Les points échantillonnés apparaissent à des fréquences qui sont fonction de la fréquence d'échantillonnage (selon une topologie plus précise). Le sous-échantillonnage peut être utilisé sciemment lorsque l'on connaît l'ordre de grandeur de la fré- 15, quence, mais que l'on ne veut pas accumuler un nombre trop grand de points, tout en enregistrant le signal pendant une durée assez longue (= accumulation). Dans un tel cas, on peut aussi utiliser des techniques de mixage. Bien que le critère de Nyquist soit suffisant pour connaître précisément la fréquence d'un signal périodique, il de sur-échantillonner pour avoir, sur un É est généralement indispensable:iII Jut iiLi ILIiiiJli i pour avoir, 20. spectre, suffisamment de points par pic (la précision augmentant avec la racine carrée du nombre de points). C'est à cette précision que s'emploie la présente description de l'innovation qu'est le stéréoscanner X 4D volumétrique, qui échantillonne l'objet non seulement dans les quatre directions de l'espace selon des intervalles infinitésimaux respectifs de dx, dy, dz et dt aboutissant à une série d'impulsions données du signal à des 25. amplitudes par pixel 3D, p(dx, dy, dz) bien déterminées. A cet égard on peut en commenter quelques traits intéressants, eu égard à la résolution numérique. 2.7.3. La Résolution numérique de l'image Le critère de Nyquist nous indique la fréquence minimum, vÉ hariiircr a; ; à utiliser pour échan- 30. tillonner correctement un signal temporel. D'une manière générale quand on parle de résolution spatiale, résolution en denské, résolution en contraste il s'agit plus souvent de la résolution numérique (qui est très loin d'exprimer. comme nous le verrons plus loin, le pouvoir séparateur du système mais le potentiel informatique associé en vue de la représentation et de l'affichage des images). Aussi le nombre maximum de points que l'on peut enregistrer, N, est-il limité par la taille de la mémoire interne et la mémoire vive (RAM et SRAM), ou de la mémoire tampon de l'ordinateur, ou encore de l'unité d'acquisition que l'on utilise. Il existe par 5. conséquent une période d'acquisition limite, T, donnée par les caractéristiques suivantes: Uéchantillonnage. T = N (2.20) Cette relation montre déjà que N est d'abord bridé et lié de façon directement proportionnelle par la fréquence d'échantillonnage avant de l'être de façon tout aussi directe par la fenêtre T. Augmenter N suppose préalablement, dans la mesure où la technologie ne peut échantillon- 10. ner plus rapidement, d'augmenter T. C'est cette limite inopérante sur le stéréoscanner 4D volumétrique, dont on verra dans la description qui va suivre les énormes potentialités évolutives qui ne manqueront pas de se développer encore au fur et à mesure de l'évolution de l'informatique, qui bride encore la tomodensitométrie 3D dans toutes ses applications. Il faut dores et déjà apprécier que fort avantageusement les processeurs de 64 bits (par ex. I' 15. AMD 64 3500+) permettent déjà d'en concrétiser un certain nombre. En tenant compte de l'équation 2.9, on sait que l'espace entre les points du spectre obtenu après transformée de Fourier est égal à l/T Hz, soit d'après l'équation 2.20 (Uechantironnagel N) Hz/point. Finalement, pour une bande passante denrée, l'équation 2.17 permet d'écrire la relation suivante: 20. espace entre les points du spectre (en Hz/point) = 2. bandepassante (en HzyN (2.21) Cette équation pose tout de suite un dilemme à l'état de l'art, dilemme auquel s'est justement attelé le dispositif de la présente invention peur rompre enfin le cercle vicieux. Dans le cas des signaux analogiques; nous savons que la largeur à mi-hauteur d'un pic est inversement proportionnelle à la période d'acquisition. Ainsi, pour avoir le maximum de précision possible 25. quant à la valeur d'une fréquence, il faut observer/échantillonner à cette fréquence, comme cela se produit souvent en tomographie 3D assistée par ordinateur, pendant un temps le plus long possible (ou.accumulation). C'est une caractéristique inhérente et bien connue de l'art ancien mais qui s'estompe dès lors que l'échantillonnage se produit à une fréquence très élevée, de l'ordre du double en Stéréoscanographie 4D Multicouches et 4D volumétrique tout 30. comme en pelystéréoscansographie à phases multiples de balayage. En outre, plus le temps d'échantillonnage est long (dénominateur) plus l'intervalle entre les points est petit, ou, en d'autres termes, meilleure est la résolution numérique. Malheureusement, l'équation 2.21 nous impose en revanche une limite quant à la durée d'acquisition d'un signal, qui ne peut durer indéfiniment; elle nous impose donc une (imite quant à la résolution numérique. On lut retenir que la résolution numérique d'un signal augmente certes avec la durée d'acquisition (balayage chevauché ou overlapping est entre 5. autres moyens utilisé pour rallonger celle durée d'acquisition). Cependant, si l'on considère une sinusoïde fortement amortie, il est clair que ce sera la résolution analogique qui imposera (a limite de résolution, tandis que dans le cas d'une sinusoïde très faiblement amortie, on aura certainement affaire à une limite de résolution numérique. II faut donc opter pour un système à même de rendre compte de ces derniers 10. aspects par des amplitudes amples du signal périodique (D'où le sens particulier donné à la différentielle signal sur bruit). Par ailleurs, dans l'espace à quatre dimensions du référentiel 4D x,y,z, t), deux points n'ayant pas le même instant t dt; ne peuvent se cumuler à quelque fin que ce soit. C'est la norme de la haute technologie volumétrique 4D du dispositif de la présente invention, introduite avec la Stéréoscanographie X, où s'opère avantageuse- 15. ment une addition d'ondes électromagnétiques dont ('influence est très appréciable sur la gamme dynamique d'échantillonnage. Nous n'insisterons jamais assez sur le fait que la technologie volumétrique 4D du dispositif de la présente invention n'a nullement besoin d'accumulation des données et par conséquent de procédé algorithmique itératif (essais et erreurs) et autres procédés usités (yen TOM 3D puisque la différentielle signal sur bruit y est U C. rAtn nvnnf.3nnfie.e )f ln frsnnInn; W. .. avrintag use e, la t^pologl syr^4êrigiue (dualité) des sites espaces vectoriels Nur reproduire les points de coordonnées 4D de l'objet échantillonné (ou voxels 3D) en des points images symétriques (projections), dont les valeurs d'amplitudes des impulsions du signai périodique d'une part et les valeurs des fréquences desdites impulsions d'autre part sont simultanément rétroprojetées dans deux matrices 3D distinctes, constituées des pixels 3D, 25. p(dx,dy,dz), eux-mêmes tridimensionnels. 2.8. Gamme dynamique d'échantillonnage Au cours du paragraphe précédent, nous nous sommes intéressés à la résolution spectrale 2.8.1. Utilisation des entiers ou des réels lors des calculs du signal 5. On doit tout d'abord prendre conscience du fait que les calculs des transformées de Fourier rapides effectuées par des processus FFT (cartes spéciales, branchées dans les ordinateurs) emploient un système arithmétique rigide, où chaque point (ou pixel image) est représenté par un nombre de bits allant de 16 à 64. Dans le cas où l'on ne dispose pas de carte FFT dans son ordinateur, on peut écrire un programme pour effectuer le calcul et, suivant le type 10. de variables choisi, on aura à disposition une gamme dynamique de 16, 32 voire 64 bits (264 niveaux de gris). En outre, la discrétisation s'effectue à l'aide d'un circuit (convertisseur analogue/numérique ou ADC: analog-to-digital convertir) qui ne possède généralement, qu'une gamme dynamique restreinte de 8 à 16 bits. Le circuit ADC, échantillonne puis transforme, à une cadence choisie, le signal analogique en signal numérique. 15. En l'absence du bruit, la gamme dynamique d'un transitoire (signal temporel) peut être définie comme le rapport entre le signal (coefficient d'atténuation des rayons X) le plus important et le signal (coefficient d'atténuation des rayons X) le moins important. Rappelons tout simplement ici que le réseau d'interférences du radiostéréoscanner 4D volumétrique du dispositif de la présente invention additionne les signaux par impulsions engendrées par la 20. convergence, deux par deux, des rayons des deux faisceaux de balayage sur un point de détection, avec une amplitude double du signal et génère de ce fait très peu de bruit pour des raisons déjà exposées ci-dessus. Par exemple, si le signal le plus faible observé sur une surface élémentaire de détection avec te dispositif de l'art ancien correspond à un seul bit de IADC, alors le signal échantillonné ne pourra dépasser 256 fois la signal le plus faible, (28) 25. pour un ADC de 8 bits. L'ADC limite immédiatement la gamme dynamique d'un transitoire (2561 pour un ADC de 8 bits, tandis qu'à 20 bits il y aura 220 = 1 048 576 niveaux de gris, soit 1 Méga), en tomodensitométrie de l'art ancien. Supposons, pour illustrer ce qui précède, que, l'on ait à disposition d'une part un AOC, dont la gamme dynamique soit égale à d, et que d'autre part la mémoire de RAM de l'ordinateur ait 30. une échelle dynamique limitée a w bits. En l'absence de brait, le nombre maximum de transitoires que l'on pourra accumuler dans la mémoire de RAM de l'ordinateur (addition successive des transitoires issus de l'AOC) sera donné par: ne, = (2.22) Puisque, par ailleurs, l'amplitude du signal augmente d'un bit à chaque fois que n (nombre d'accumulations) double, il est préférable de doubler délibérément n. C'est essentiellement sur cette dernière formule que bute l'essentiel de la stratégie tomodensitomètrique de l'art ancien pour compenser des limites technologiques par des performances mathématiques 5. toujours croissantes des formalismes algorithmiques sans lesquels le développement technologique de l'art ancien ne peut être possiblement envisagé. Par exempte, si la gamme dynamique de I'ADC est égale à 12 bits, et que la gamme dynamique de la RAM de l'ordinateur vaut 16 bits, alors on ne pourra co-additionner que 16 transitoires [2(16-12)], si l'on ne veut pas dépasser la capacité de stockage de la mémoire interne et vive de l'ordinateur (overflow). 10. La stèréoscanographie 4D volumétrique du dispositif de la présente invention, dont il faut dores et déjà distinguer deux déclinaisons: une en mode tornographique haute définition apte à réaliser une imagerie multicouche de 100 à 250 pm d'épaisseur de coupes simultanées (description reprise en référence à la demande de brevet référencée [1]), et une autre en mode très haute définition dont la description est faite ci-après, apte à réaliser une acqui- 15. sition d'emblée volumétrique et accessoirement affiner une exploration par la réalisation des coupes centrées sur une lésion de l'ordre de 0,5 A à 1000 A (0,05 à 100 pm) d'épaisseur de coupe, va au-delà de ces limites techniques par un choix judicieux d'une gamme dynamique de la RAM au moins égal à 64 bits ainsi qu'une gamme de I'ADC de 64 bits minimum, apte à appréhender non l'amplitude de moyennes des valeurs d'atténuation par pixel 2D mais 20plutôt ri im Ilsinns inrti,liduelles du signai périodique Il faut afro conscient que même en -IUMI U 1111 UIIV11 lttUti,V,,V11 L41 413 11UI VtIVU UV. ! 1VV VUV VV, KV. 4JV V V V l'absence de bruit, l'algorithme de la FFT peut introduire des distorsions dans le spectre à cause des erreurs d'arrondi qui se produisent durant le calcul. Ces erreurs sont généralement très faibles, mais peuvent poser des pnsblèmes pour certaines applications de la tomodensitométrie 3D. C'est pourquoi, il est bon d'être attentif quant au nombre de bits utilisés pour le 25. calcul de la FFT, comme Liu et Kaneko ont dans une publication limpide et bien compréhensible traité cette question. 2.3.2. Gamme dynamique de l'ARC et bruit d'image On considère normalement le bruit comme un paramètre indésirable qui doit être minimisé le 20. plus possible. Cependant, lorsqu'un spectre possédant une gamme dynamique importante est représenté par des valeurs discrètes, nous allons voir que l'on peut améliorer le résultat de l'acquisition de ta tomodensitométrie en ajoutant du bruit au signal détecté (dans les conditions habituelles de travail) ! Nous allons voir aussi que l'utilisation d'un ADC peu précis (peu de bits) peut produire un spectre dont le rapport signal-sur- bruit est excellent (ou mieux dont la différentielle signal sur bruit A(S B) est élevée). Rappelons ici que contrairement au spectre de fréquence le spectre d'amplitude de f est le diagramme en bâtons obtenu en représentant An (amplitude) en fonction de con = nos. 5. Dans le cas où le développement est écrit sous forme complexe f(x) = 1:cCn einGX (2.23) le spectre d'amplitude représente les variations de Icnj en fonction de Wn (n E Z). De la même façon, on définit parfois le spectre de phase représentant tpn en fonction de (On = nco. Le spectre d'amplitude et le spectre de phase caractérisent sans ambiguïté la fonction de distri- 10. bubon spatio-temporelle des points échantillonnés, dont on verra qu'elle n'est pas précise dans le système incohérent de représentation du référentiel 3D;x,y,t} de l'art ancien. Nous y reviendrons plus loin avec plus de détail. La situation typique rencontrée en spectroscopie utilisant la transformée de Fourier est que la gamme dynamique (résolution verticale) lors de l'acquisition d'un seul signal (coefficient d'at- 15. ténuation) est limitée aux caractéristiques de I'ADC (8-16 bits). Fort heureusement, les mémoires interne et vive des ordinateurs, où s'additionnent les signaux échantillonnés, possèdent dans l'art des gammes dynamiques qui peuvent être de 16, 32 bits ou beaucoup plus importantes. Ceci est un gros avantage car, lorsqu'un signal est perturbé par du bruit aléatoire (bruit indépendant du signal), on peut améliorer le rapport signal-sur-bruit (SNR 20. signai-to-noise ratio) en additionnant les signaux échantillonnés. C'est pourquoi l'art ancien, particulièrement la tomographie 3D lmulticoupes assistée par ordinateur, abuse de procédures d'accumulation des données et de chevauchement de tranches aussi bien en acquisition qu'en reconstruction et gagne ainsi en rapport signal-sur- bruit, au prix d'une durée d'exposition At plus longue. On peut démontrer que cette amélioration est, en fait, proportion- 25. nette à la racine carrée du nombre d'accumulations nécessaires des données SNR1 = SNR1 ti'n (2,24) Avec SNR1 la valeur du spectre, et n le nombre d'accumulations effectuées (overlapping). Nous avons vu dans le paragraphe précédent qu'il était possible, connaissant les caractéristiques de ('AOC et de la mémoire interne et vive de l'ordinateur, d'évaluer tee nombre 30. maximum d'accumulations (éq. 2.23). Ceci étant cependant valable dans le cas d'un signal sans bruit. Ce qui est loin d être le cas dans la pratique courante de ia tomcdensitcmétrie de l'art ancien. Dans le cas où du bruit est associé, n',nac devient important comme l'indique l'équation ci-dessous: -1 + [1 + 4 SNRI (SNR-1 + 1) 2(w-d) ]n 2 SNR 5. H faut se souvenir que la notion de signal sur bruit est, tout comme l'effet de volume partiel, fortement lié à la notion tomodensitométrique de contraste d'image: L'explication, selon laquelle les paramètres fondamentaux de qualité d'image radiographique sur le film sont le contraste, la non acuité ou définition et le grain, comme étant à l'origine de la qualité d'image, il serait nécessaire d'insister plutôt sur le contraste se rapportant à l'image 10. par rapport au contraste de l'objet mais c'est toujours plus difficile. Mais, avec ce qui précède, il semble que c'est seulement une variable parmi d'autres qu'il faut considérer pour évaluer la qualité d'image dans l'image scanographique digitale. (Ceci dit) si deux intensités de deux régions adjacentes la et lb, le contraste C est le rapport (la lb) I (la + lb). L'idéal serait que la diffère clairement de lb, que la distance entre la et lb soit la plus petite possible et que ces 15. deux valeurs n'empruntent vraiment rien l'une à l'autre (par le biais d'une moyenne voire même d'une interpolation), ce qui donne 10 et l dans la formule finale, devenue classique en tomodensitométrie 3D. Rappelons, d'autre part, qu'en radiographie en temps réel (RTR) et en radioscanoscopie 4D volumétrique (high tech) du dispositif de la présente invention, le grain d'image est remplacé par le bruit de l'image. 20. Tandis que la différence de densité entre l'image et l'objet, compte tenu du contexte de la radiographie, est appelé le contraste d'image ou la réponse ou encore la modulation. La résolution en contraste se réfère à la capacité de détecter des petites différences contrastées entre deux régions adjacentes. Quantitativement, le contraste en tomodensitométrie 3D peut être défini comme la différence de pourcentage des coefficients d'atténuation 25. linéaires (ou nombre TDM équivalent) d'un signal et son contexte (arrière fond) : p (signal) p (fond) 'oC= x100 p (fond) La résolution en contraste peut alors être définie comme le contraste minimal d'un signal d'une taille et d'une forme spécifique, qui peut juste être discriminée. Un avantage majeur de 30. la scanographie est justement la démonstration de différences des tissus mous, dont le faible contraste différentiel ne peut pas être détecté sur des radiographies ordinaires. La capacité (225) de détecter un signal de faible contraste dans une image dépend du contraste du signal en comparaison avec l'amplitude du bruit de fond. Certains des facteurs, utiles a connaître, qui déterminent la résolution en contraste sont les suivants: A. Contraste de l'objet 5. 1. Limitation inhérente: atténuation des rayons X de l'objet par rapport au contexte (fond) à l'énergie efficace utilisée. 2. D'autres facteurs: a) le diffusé ; et b) l'Épaisseur de Section par rapport à la taille de l'objet. B. Bruit de fond 10. 1. (imitation inhérente: bruit de photon (dose de radiation) 2. d'autres facteurs: a) efficacité de Détecteur; b) bruit mécanique et électronique; c) fonction de Filtre; et d) Artefacts. Pour la détection du contraste seuil des objets circulaires, le contraste du signal doit être d'environ 10 fois l'amplitude du bruit du pixel (Zatz, 1978). Au seuil de détection le contraste 15. du signal et sa taille varie inversement. On peut voir des lésions de contraste faible seulement s'ils sont relativement grands. Au contraire, on peut voir de petites lésions seulement s'ils ont le contraste relativement élevé. Puisque le niveau du bruit, ou la précision, des meilleurs scanners 3D principaux sont approximativement de 0.5 %, il pourrait être supposé qu'une exigence d'un rapport signal sur 20. bruit multiplié par 10 permettrait seulement!a détection de lésions excédant le contraste de 5 % (gain marginal). Comme indiqué précédemment, le bruit, ou la précision, spécifiée pour un scanner CT représentent la variation de pixel à pixel. Le bruit est considérablement diminué quand on considère des secteurs d'unité plus grand que le pixel 2D. C'est-à-dire que cette notion a un rapport direct avec le pouvoir de séparation intrinsèque du système, dont on sait 25. qu'il est très médiocre à l'intérieur d'un pixel 2D qu'entre deux pixels 2D différents. À cause de l'importance de détecter des lésions de faible contraste en scanographie, le niveau du bruit dans une image de CT est probablement le facteur le plus important dans la détermination de la qualité d'image. Ça plus, les mesures de la détectabilité de contraste faible sont beaucoup plus difficiles que!es mesures de résolution spatiale. Déterminer la dé30. tectabilité des objets à faible contraste exige, tout au moins en tomodensitométrie 3D, la mesure de la perception de signaux dans unie image par un observateur avec toute la variabilité et des biais que ce processus présente (incohérence du référentiel 3D ( x;y,t; variabilité inter-obervateurt méthodologie opérateur-dépendante, etc.) reste à ce jour une entreprise pifométrique très risquée, contrairement au calcul du pouvoir séparateur dans le référentiel 4D;x, y,z,t} cohérent du dispositif de la présente invention. La gamme dynamique doit ici décrire objectivement combien d'information un détecteur peut 5. détecter. La gamme dynamique détermine ainsi la capacité d'un détecteur à détecter et à différencier un grand choix d'intensités des rayons X, de préférence directement au niveau du signal recueilli (plutôt qu'indirectement par une moyenne souvent statistiquement non significative et donc non représentative du signal périodique effectif, mais plutôt d'un mélange en proportions variables du bruit et du signal!). "La gamme dynamique d'un détecteur ne 10. décrit- elle pas la gamme d'expositions aux rayons X du détecteur auquel le système peut répondre sans saturation et produire des images d'échelle de gris satisfaisantes (Morgan, 1983) ?" Les systèmes TDM courants ont une gamme dynamique approximative de 1 000 000 (1 Méga) à 1 et 1100 vues ou projections par seconde. C'est-à-dire que les systèmes tomodensitométriques ont la capacité de répondre à 1 000 000 d'intensités différentes 15. des rayons X à raison de 1100 vues environ par seconde. Malheureusement, tes systèmes d'exposition (en particulière le nombre de bits limité à 8 de I'ADC) et la perception visuelle humaine limitent la pleine utilisation de cette somme massive de données. Mais, à quoi s'arrêter à cet outil, l'ceil humain, dont on sait pertinemment qu'il est très limité dans le discernement des détails ? 20. Il faut au contraire aller dans le sens d'une acuité de la perception toujours plus aiguisée. C'est la fonction de prolonger 'se sens humain au-delà de certaines limites que doivent jouer les instruments technologiques. Un des objectifs de cette invention est de porter le nombre de bits à 64 au moins, proportionnellement au nombre de photons incidents qui sensibilisent le récepteur par unité de surface et de temps, quand bien même en routine il ne pourra être 25. calibré que pour fonctionner par exemple à 220 (1 C48 576 -- 10s) niveaux de gris (= 1 Méga) pour le mode multicoupes M-100 basique à 1 Gigabits (1 073 741 824 niveaux de gris = 2 ) pour le mode volumétrique de haute définition pour que la machine devienne apte à détecter ce que l'oeil humain ne peut pas discerner. Par ailleurs, le système en temps réel peut être étudié complètement en connaissant la fonc- 30. tien de Transfert de Modulation F M) M) du système entier. La courte de FT M est une forme spéciale de diagramme de contraste!taiile de détail dans lequel le contraste d'image est tracé par rapport à Ra fréquence spatiale d'un objet test mesuré en paires de ligne par millimètre (plimm). La FTM des courbes est largement utilisée pour mesurer les caractéristiques d'équipement optique, particulièrement pour évaluer la contribution d'éléments individuels dans un système de transfert d'image complexe et des courbes de performance. La FTM caractérise essentiellement la performance du système de convolution. Cependant, la gêné- 5. ration de telles courbes est une tâche ennuyeuse que nous ne décrirons pas en détail dans cette description. Tous ces concepts: la FTM et le rapport signal-sur-bruit (SNR), voire même le contraste d'image, peuvent se récapituler en un seul concept, le pouvoir de Séparation, dont l'usage se révèle autrement plus simple et plus pratique, en routine, comme cela apparaître dans la suite de l'exposé. 10. 2.8.2.1 Contraste et rapport Signal-sur-bruit L'intensité respective de signal d'un pixel 2D dépend de la moyenne du facteur d'atténuation proportionnellement au bruit et se trouve de ce fait nivelée sur l'ensemble de l'aire dudit pixel. Plus forte sera la contribution des photons à l'atténuation par pixel 2D, mieux sera la qualité 15. d'image en tomodensitométrie de l'art ancien. Puisque lac signaux peuvent, outre le fait d'être moyennés par pixel 2D, être déformés par le bruit. Le but du système est d'obtenir le meilleur rapport signal-sur-bruit possible (SNR) de la faible proportion du signal qu'il peut réaliser. Comme nous avons déjà vu, le signal (entendez plutôt coefficient d'atténuation) faisant la moyenne sur la surface du pixel du récepteur, l'addition et l'interpolation des données sont, 20. dans l'état d'incohérence actuelle de l'art, quelques pas en avant et en arrière en direction de ce but. Tous ces algorithmes ad hoc consomment du temps, dans des proportions dépendant des facteurs déformant la résolution de temps dans l'image, sans compter avec la correction du caractère divergent de rayons coniques, les diverses synchronisations sur différents mouvements physiologiques, qui allongent égaiement le temps pendant lequel les patients 25. sont retenus dans la machine. L'intensité de bruit dépend du nombre de rayons pénétrant les cellules du récepteur de détection. Cr l'angle conique conjugué à la présence des septa intercellulaires réduit sensiblement ladite quantité des rayons pénétrants au fur et à mesure que l'on s'éloigne de ï'isccentre. Par exemple, une cellule de détection de 5 pm séparée de sa voisine par une cloison tle 250 30. pm absorbe 113 des rayons incidents, à i'isocentre. Quand on passe à des cellules semiconductrices de 250 pm, la même cloison absorbe '/i rayons incidents; et enfin, une cellule de 100 pm séparée de sa voisine par la même cloison de 250 pm absorbe 75 0/0 des rayons incidents à l'isocentre. En périphérie du réseau de détection ces proportions sont encore majorées par l'angle d'incidence 0, en raison de l'obliquité des rayons. Le rôle de la cellule détectrice est ainsi de plus en plus marginalisé et devient même dissuasif quant à l'augmentation de la largeur du réseau de détection et surtout quant à la miniaturisation des cellules détectrices, en mono-faisceau conique (cone- beam) de balayage. L'enregistrement 5. du bruit devient ainsi prépondérant, en 3D TDM, aux dépens du signal effectif. L'état de l'art actuel a pour ce faire mis en oeuvre une technologie réellement innovante des foyers commutant ou encore mieux la double z sampling technology, qui n'est autre qu'une des variantes de la stéréoscanographie en mode pulsé de fonctionnement du tube. Il est donc impératif à ce stade de développement technologique de passer au capteur plan pour escom- 10. pter enregistrer 100 % d'énergie radiante et de réduire de ce fait la dose d'exposition. Le système tend vers une limite nulle, où le système ne détecte plus aucun rayons X. Le corollaire à cela étant le besoin de correction algorithmique d'obliquité du faisceau en TDM 3D alors que la technologie 4D du dispositif de la présente invention opère directement par correction optique, telle que dans la figure B (illustrant une double source (a) et une sour- 15. ce simple (b)), de cette conicité du faisceau. Les besoins de l'image sont tout de suite au-dessus des potentiels de prélèvement d'échantillons d'une TDM 3D hélicoïdale multicoupes, quels que soient en comparaison la résolution spatiale, la largeur de volume parcourue, le calendrier technologique et le temps mort nécessaire pour accomplir les contraintes physiques de l'art ancien, dès que l'on cherche à augmenter le nombre des coupes et à élargir le 20. volume explorer par gravitation du tube à rayons X. La seule solution consiste à prélever directement!es spectres d'intensité (amplitudes) et des fréquences du signal périodique au moyen des impulsions unitaires produites par addition, deux par deux, des rayons convergeant sur le récepteur d'un dispositif ayant deux sources distinctes du faisceau de balayage en vue de produire des zones d'ombre et de lumière, destinées à améliorer effectivement le 25. pouvoir séparateur du système et accessoirement le rapport signal sur bruit. Le seuil maximal du bruit de fond peut également être défini et soustrait à la valeur d'amplitude du signal périodique, de telle sorte que le calcul du signal en tienne compte et soit égal à la DSB, A(S B). 2.8.2.2 effets de Volume Confras)és et Partiels en TDM 3D de l'état de l'art Comme dans d'autres méthodes d'image numérisées du référentiel (x,y. t} la taille de voxel 30. 3D et du pixel 2D influencent la résolution spatiale et ainsi le contraste. Toutes les structures anatomiques dans un élément de volume s'ajoutent à l'intensité moyenne du signal de cet élément particulier dans l'image finale, en tomographie 3D assistée par ordinateur. Si le voxel 3D v(dx,dy,dt) a un grand volume, il peut contenir beaucoup de structures différentes et des types différents de densité de tissu. Dans le pixel 2D d'image p(dx,dy) final ils seront indiscernables. Si le voxel 3D, et rien d'autre, ne peut tendre vers l'infiniment petit en raisons des limites physiques et technologiques, les structures seront représentées par un pixel bidi- 5. mensionnel simple (p(dx,dy)) et donc la résolution spatiale ainsi que le contraste seront d'autant meilleurs mais pas plus informatifs - que ledit pixel sera petit. Ce n'est que de cette façon que nous sommes en train d'évoluer avec des techniques d'interpolation, qui prennent des données à partir d'éléments voisins pour créer l'information et les données manquantes dans leur espace d'intervalle. Nous savons que la caractéristique de floue et du bruit de ces 10. dernières images sont causés par le fait de moyennage (averaging effect) de structures différentes: ceux-ci sont des effets de moyennage ou de volume partiels. Plus petite sera la taille du pixel 2D en effet moins il y aura du bruit, comme nous le verrons plus tard avec le théorème de Pythagore dans un espace bi- voire même par extension tridimensionnel, meilleure sera la suppression de volume partiel dans l'image résultante. Au-delà de ces trois 15. dimensions des repères de l'art ancien, le théorème de Pythagore n'est plus apte à rendre compte de quoi que ce soit et les dimensions du pixel bidimensionnelle (2D) ne rentrent plus dans la détermination du pouvoir séparateur d'un système scanographique volumétrique. La taille du pixel 2D et du voxel 3D (cf. figure 9) en TDM 3D est en effet sous l'influence irréductible du moyennage (averaging) des différentes intensités du signal par pixel 2D ainsi 20. que de l'interpolation des données brutes entre deux pixels 2D voisins. H est évident que l'interpolation mathématique affecte sévèrement la distribution spatiale et l'isotropie de mesure, en agissant exactement comme le feraient des rayons diffusés sur la matrice du récepteur et en introduisant, de ce fait, encore plus de bruit d'image et d'artefacts au dépens del'information. L'information dépend directement du signal périodique produit sur le récep- 25. teur des rayons X et n'accepte pas d'approximation pour parvenir à un pouvoir séparateur performant. La richesse de l'information réside dans le moindre détail qu'elle est capable de révéler: centimétrique, miiiimétrique, micrométrique, nanométrique. L'information est donc essentielle et reste en rapport étroit avec le pouvoir séparateur du système et ton, comme on l'a cru jusque-là en TOM 3D, la seule technologie du réseau de détection des rayons X. Celte 30. nécessité a par ailleurs été jusque-là par la force des choses été mise en veilleuse par une autre limite technologique de la tomodensitométrie assistée par ordinateur: la puissance informatique de l'unité centrale informatique (CPU), utilisée pour l'essentiel en TOM 3D dans des innombrables calculs algorithmiques de prétraitement des données d'image. 2.8.3. Nécessaire réduction des données en imagerie numérique 3D de l'état de l'art 2.8.3.1. Explosion de données et comme corollaire les limites du système de l'art ancien Sans aucun doute un grand défi de I,a scanographie hélicoïdale multicoupes est celui de l'explosion de données' informatique, même avec un pouvoir de séparation de l'ordre de 5. deux pixels 2D. Par exemple, un examen abdominal typique produit en ce moment environ 300-500 images axiales (collimation 4 millimètres x 2,5 millimètres et la reconstruction incrémente 1.6 millimètres). II a été démontré que l'utilisation ordinaire d'une épaisseur de tranche de Par ailleurs, il n'est fait mention dans la littérature d'aucune amélioration de la sensibilité de détection de l'hépatocarcinome (HCC) hypervasculaire, par exemple, avec l'utilisation de coupes très minces, en TDM 3D multicoupes, à telle enseigne qu'il en est déduit qu'une col- 25. limation de 5 millimètres était optimale pour évaluer des lésions hépatiques hypervasculaires focales. Quelques auteurs ont cependant montré que l'utilisation ordinaire d'une épaisseur de tranche de 5. Par ailleurs, l'affichage d'images en volume tridimensionnel d'angiographie scanographique des séries de données fournit une exposition clef compréhensive de l'anatomie artérielle et veineux nécessaire pour déterminer correctement la resécabilité du cancer pancréatique par exemple. Avec le développement continu dont a déjà fait montre le scanner 3D multidétecteur, incluant l'introduction de scanners à plusieurs rangées de détecteurs aptes au balayage plus 10. rapide et à la production d'importantes séries des données, il faut parier que le rôle et l'exactitude de l'angioscanner continueront à augmenter en scanographie 4D volumétrique. Le défi sera de manipuler des séries encore plus grandes de ces données de volume de façon interactive. Cela devrait être possible comme le matériel informatique, dont la capacité est appelée à doubler tous les dix-huit mois, est régulièrement présenté sur le marché avec 15. un impératif immédiat incontournable: celui de la suppression, entre autres, des formalismes mathématiques de prétraitement d'image, voire même ceux de synchronisation par rapport aux mouvements physiologiques, etc. 2.8.3.2. Virage de la tomodensitométrie 3D muiticoupes à la scanographie 4D volumétrique Si les radiologues doivent prendre le piein avantage des scanners muiticoupes, ils devront 20. changer nécessairement la manière d'interpréter, de transférer et stocker des données TDM. Le film n'est plus une option valable en Radiodiagnostic. Au lieu de cela, un examen sur une base de console de travail pour les reconstructions multiplanaires et l'interprétation est déjà devenue une nécessité avec la tomodensitométrie 3D muiticoupes. De plus, la visualisation alternative tout comme l'analyse utilisant des outils volumiques, comme des options cinéma- 25. tographique (ciné-mode dispiay) et tridimensionnelles, y compris des projections d'intensité maximales (MIP), des expositions de surface (SSD) et le rendu de volume (VRT), se développent de plus en plus et ne doivent pas être en routine considéré comme un luxe (en pratique quotidienne). C'est sur cette prise de conscience de la nouvelle géométrie a quadridiii ension nel!e dans laquelle il est pessaire de se représenter les choses qu'il faut aborder aujourd' 30. hui la Stéréoscanographie 4D volumétrique qui amplifie encore tous ces phénomènes, notamment dans les applications dynamiques multiphasiques d'inspection physiologique et restitue fldéietnent et el l ieute o1 et tiv+e la réalité par!a grande rigueur de sa sémiotique. il faut souligner ici que les diverses réformations (reformatages) ne sont pas exactement un substitut aux images transversales et que la corrélation de réformations 2D et 3D avec des images transverses sources reste, en TDM 3D, impérative. C'est-à-dire qu'il n'y a pas d'isotropie véritable en tomodensitométrie 3D Multicoupes et l'utilité des réformations 2D et 5. 3D réside probablement encore dans la seule facilitation de l'interprétation des images transversales, par exempte, quant à l'exactitude ou le degré de confiance élevé de lecture d'image, dans le confinement incohérent du référentiel 3D {x,y,t}. En d'autres termes, il est difficile de se représenter une fonction de distribution dans un espace 4D avec à chaque fois deux coordonnées flottantes (z et t) sur quatre et un degré de précision lié au pixel du récepteur. 10. Mais, le point de controverse qui capitalise à lui tout seul l'essentiel des contradictions du paradigme actuel de la tomodensitométrie hélicoïdale 3D, entretenu en cela par le fait que toute nouvelle augmentation de puissance informatique est aussitôt captée par l'augmentation parallèle indispensable de la puissance d'algorithmes de correction d'obliquité du faisceau de balayage et de prétraitement des données brutes; ceci au fur et à mesure que le 15, nombre M des canaux ou des coupes simultanées augmente, nécessitant toujours plus de mémoire interne et accaparant de ce fait régulièrement l'essentiel de la puissance informatique acquise. Il reste que sans ce cercle vicieux la tomodensitométrie multiplierait probable-ment sa vitesse d'exécution d'un facteur au moins égal aux dernières évolutions des ressources informatiques, systématiquement annihilées par ces différents formalismes évolutifs. 20. Un autre des principaux problèmes que pose, comme nous venons de le voir, la représentation des données sous forme numérique est leur stockage (? 106 points pour un spectre RMN 2D, par exemple) à chaque étape du traitement d'image. Une fois la transformée de Fourier effectuée, on pourrait imaginer de ne stocker en effet que certaines portions du spectre; le reste du spectre serait alors détruit et ne pourrait pas servir d'information de référence. En 25. examinant d'un peu plus près le contenu des signaux généralement échantillonnés, on se rend effectivement compte qu'il n'est pas nécessaire en effet, dans l'art ancien, de numériser les transitoires avec une grande précision verticale pour déterminer les fréquences. C'est pourquoi une technologie 4D volumétrique (high tech) du dispositif de la présente invention, dépouillée de tous ces préalables algorithmiques, qui encombrent!'outillage informatique d'un 30. certain nombre des calculs supplémentaires, réalise une interpolation optique, ure correction optique d'obliquité de la projection conique, etc. Mais, ceci n'est peut être pas non plus complètement étranger à la limite d'un autre outil de l'art, actuellement utilisé en tomodensitométrie 3D muiticoupes, IADC, et on verra plus loin qu'en plus du spectre de fréquence, le spectre d'amplitude du signal périodique a son importance dans la qualité finale de l'image. Tout ce dont l'art ancien a besoin en ce moment est de savoir si le signal périodique était positif ou négatif à certains instants. Est-ce suffisant, dans ce système complètement bridé de tous les côtés ? Alors qu'il n'a pas encore livré 5. toutes les espérances et promesses que son avènement avait suscitées. La réponse à cette question n'est-elle pas plutôt dans l'extrême compacité du processus d'échantillonnage ? La nécessaire réduction actuelle des données d'image semble en effet de prime abord en contradiction avec le besoin d'une accumulation vu précédemment en TDM 3D, et, dont la juste interprétation serait qu'à l'origine de celui-ci il y ait un échantillonnage incorrecte de l'objet qu' 10. ii est nécessaire de compenser secondairement par une accumulation des données, une interpolation et un écrasement de la perspective de l'image non seulement au niveau du pas de vis mais encore au cours de la reconstruction d'images pour avoir des condensations d'images des coupes, etc. Pour nous en convaincre considérons combien la réduction d'épaisseur des coupes en direc- 15. Lion de z améliore non seulement la définition des détails dans une coupe axiale, comme par exemple quand on passe d'une coupe de 10 mm à une coupe de 1 mm, mais également dans tout empilement des coupes qui est meilleur dès lors qu'on affine de plus en plus la coupe et donc l'intervalle d'échantillonnage Az. Ceci prouve si besoin en était l'existence d'une forte proportionnalité entre l'intervalle d'échantillonnage, Az, ainsi choisi et la résolution 20. spatiale par l'image des détails examinés dans l'objet. C'est aussi un fait. d'expérience que la qualité de l'image ne peut pas non plus être indéfiniment améliorée sur la seule base de la réduction de taille du pixel bidimensionnel p(Ax,Ay), dont l'effet sur le volume partiel reste indéniable, dans la mesure où la taille du pixel bidimensionnelle du récepteur des données d'image n'est pas indéfiniment réductible et que celle-ci atteint très rapidement ses limites et 25. donne un gain marginal dès que l'on passe par exemple de la matrice 5122 à celle de 10242. Ce n'est pas seulement l'effet de la limite physique de détection de l'oeil humain, mais encore celui de la limite physique de détection de pixel 2D liée à leurs dimensions. Il est impossible de détecter une information en dessous des dimensions du pixel 2D surtout par effet numérique de zoom arrière ou de zoom avant qui n'ajoute aucune nouvelle information à l'image. 30. C'est donc une entreprise vouée à l'échec, dans la mesure où l'échantillonnage sous-jacent ne suit pas la même évolution cohérente en direction de l'infiniment niment petit ou compacité forte; cette incohérence se traduit par un surcroît énorme de travail du CPU avec le contrecoup des coûts marginaux ingrats et des optima pratiques, comme celles exposés ci-dessus! Qu'une telle entreprise ait finalernent échoué n'empêche pas qu'elle demeure extraordinairement instructive, et permettent justement de mettre en lumière les problèmes philosophiques et technologiques posés en permanence dans l'art ancien par les rapports des formes aux contenus. Les objets de ces sciences ne peuvent être constitués que dans la 5. mesure où les contenus de ((signification , qui caractérisent en ce cas les phénomènes, sont susceptibles d'être transposés dans des modèles formels abstraits. C'est pourquoi il faut présenter les choses plutôt du point de vue du pouvoir séparateur intrinsèque d'un imageur, qui prend en compte l'échantillonnage de l'objet, point par point, pour en déduire le point image correspondant. Les problèmes y sont posés presque constamment en fonction des 10. deux concepts majeurs: celui de contenu formel (signal coefficient d'atténuation) et celui de la dualité opérations objets (représentation de l'objet ou imagerie). 2.8.3.3. Le ((pouvoir séparateur intrinsèque d'un système d'imagerie et la haute définition La faible densité spécifique d'échantillonnage est un problème technologique d'importance en scanographie hélicoïdale et les solutions y apportées essentiellement avec des outils mathé- 15. matiques ne nous semblent pas à la hauteur ni des enjeux, ni du défi technologique non plus. Aussi avons-nous établi, conformément à la géométrie noneuclidienne, une loi empirique du pouvoir de séparation, Al, séparant dans un espace tridimensionnel deux points distincts les plus proches discernés par tomodensitométrie 2D et 3D, AP = Lx2 + Ly2 (2.26) (théorème de Pythagore). Le pouvoir séparateur d'un tel système est en théorie, gomme nous l'avons déjà 20. dit précédemment, directement proportionnel aux dimensions du pixel bidimensionnel du récepteur Lx et Liy sur lequel on a toujours tablé avec succès dans le référentiel {x,y,t} de la tomodensitométrie 3D pour avoir un gain substantiel par rapport à l'effet de volume partiel. Ceci se conçoit parfaitement quand on peut se rappeler que, dans le référentiel {x,y,t} les valeurs d'atténuation sont moyennées sur l'ensemble d'un pixel 2D et que dans ces candi- 25. tiens ce n'est pas à l'intérieur d'un même pixel 2D que l'on pourra séparer deux points discernables, mais au minimum entre deux pixels distincts sur une longueur au moins égale à la diagonale du pixel 2D, sachant que le coefficient d'atténuation est déjà sur interpolé entre ces deux pixels voisins at fausse donc le calcul sur ces deux seuls pixels. Il en faudrait plus pour rendre compte du pouvoir séparateur effectif. Le carré de cette diagonale étant égale à 30. la somme des carrés des côtés du pixel. Or, l'interpolation entre deux rangées de données pratiquée en tomodensitométrie revient grosso modo à moyenner les valeurs d'atténuation des rayons X sur deux pixels voisins et le pouvoir séparateur du système devrait se calculer non pas sur la distance séparant deux pixels, mais sur la diagonale des quatre pixels voisins en ligne. On comprend pourquoi un tel système ne peut être performant en terme de pouvoir séparateur et pourquoi ce type de construction génère autant de bruit dans l'image. Une métrique géométrique a été développée par Rieman, tel que dse = dx2 + dy2 + dz2 (2.27), 5. soit la plus courte distance séparant deux points dans un espace tridimensionnel de distribution x, y,z et il faut remarquer ici que les points non échantillonnés ne peuvent pas être détectés et que seuls ceux qui le sont avec des coordonnées bien déterminées ont une probabilité élevée d'être perçus par le système évoluant dans ce référentiel 3D {x,y,z}, Ce n'est donc pas entre deux échantillonnages qu'il faut chercher le pouvoir de séparation, mais 10. plutôt à chaque fois qu'il y a un point séparé d'un autre point par un intervalle d'échantillonnage déterminé se décomposant aisément dans les 3 directions de distribution de l'espace. Alors dx, dy, dz sont ces intervalles d'échantillonnage décomposés dans les trois directions de l'espace correspondant à la nouvelle définition du cvoxel (alors que l'ancienne se référer avant tout au pixel 2D utilisé et accessoirement à l'épaisseur de la coupe), qui de- 15. vient dans le référentiel 4D (x,y,z, t) de l'espace-temps = v(dx, dy. dz. dt) (2.28). Il est évident que la formule de Rieman est beaucoup plus précise que l'extension précédente du théorème de Pythagore à l'espace tridimensionnel x,y t et on se rend tout de suite compte qu'une des coordonnées de l'espace tridimensionnel ne rentre pas en ligne de compte dans l'énoncé du théorème de Pythagore appliqué à la TDM 3D. Or, c'est justement là que nous 20. voulons agir avec la présente invention faire en sorte que la troisième dimension de l'espace rentre bien en ligne de compte aussi bien dans les outils mathématiques, où tous les points objet et tous les points image sont représentés par des coordonnées déterminées dans les 4 directions x,y,z,t de distribution de l'espace-temps, que dans la technologie de la présente invention elle-même chargée d'explorer à la fois ces quatre directions de l'espace-temps. 25. C'est en cela que la formule de Rieman qui s'avère plus appropriée doit désormais s'appli- quer par extension au référentiel scanographique 4D (x,y,z,t). Cette extension à l'espace- temps quadridimensionnel (4D) a déjà été concrétisée du point de vue technologique par l'invention de la Stéréoscanographie hélicoïdale 4D muiticoupes ainsi que par celle de la polystéréoscanographie hélicoïdale 4D rnuiticaupes à phases multiples de balayage. Le pou- 30, voir de séparation eddiitionne, dans le référentiel 4D f x,y,z,t j, un terme supplémentaire é la formule de Rieman traduisant l'intervalle de temps d'échantillonnage ou l'instant, dt. Cela signifie que le passage à la quatrième dimension de l'espace-temps, doit nécessairement tenir compte des composantes d'échantillonnage de l'objet dans es différentes directions de l'espace-temps. Cette relation nécessaire et suffisante vérifie qu'il n'y a pas de place pour l'accumulation inhérente à l'art ancien, puisque ce dernier péjore encore plus le pouvoir de séparation, dont la formule s'exprime alors: ds2 = dx2 + d y2 + dz2 + dt2 (2.29). On peut tout de suite apprécier le fait que quand un système d'imagerie parvient à des inter- 5. valles d'échantillonnage dt de l'ordre de 10-4 à 10-5 s, ce dernier facteur au carré devient infiniment petit (négligeable et donc simplifiable à souhait, mais jamais figé). D'où l'intérêt de la scanographie submilliseconde qu'est le Stéréoscanner X 4D, qui appartient dans ses premiers aspect de réalisation, à la catégorie des appareils de Stéréoscanographie multicoupes et multisources (exclusivement inframillimétriques). Avec les aspects de cette 10. nouvelle description, objet de la présente invention, le Stéréoscanner X et le Polystéréoscanner X appartiennent désormais également à la catégorie de Stéréoscanners de haute définition (micrométriques) voire même à celle de très haute définition (nanométriques). Il peut être déduit de ce qui précède toute la faiblesse de la notion très vague de ((rapport signal sur bruit, dans le référentiel 3D {x,y,t}, à laquelle nous avons toujours préféré le con- 15. sept de différentielle signal sur bruit [DSB ou A(S - B)j, qui rend mieux compte de l'amplitude utile du signal périodique, à la transformation réussie et précise de ('objet en sa représentation fidèle, l'image haute fidélité (uhi fi imaging), Ceci dans la mesure où le signal périodique est, dans cette technologie 4D (high tech) de la présente invention, généralement pris en compte impulsion par impulsion et quand il est fait appel à un train d'onde ou de pa- 20. quets d'ondes, les harmoniques ne sont pas perdue et leurs contributions au point échantillonné voire même au point image peuvent être retrouvées avec précision en régime de suréchantillonnage du référentiel 4D (x.y.z,t). La figure 7 illustre parfaitement ce propos et montre combien on peut gagner en précision en préférant un suréchantillonnage à tout artifice de synthèse des données manquantes par opé- 25. ration d'interpolation, de clonage de coupes tcmodensitométriques, d'accumulation des points par chevauchement de balayage et donc surexposition (l'exposition étant entendu comme la dose multipliée par le temps) tout comme condensation des points images, de sorte que ce nouveau concept rend mieux compte de la suppression quasi totale du bruit de quantification dans l'image, et de l'amélioration du rendement quantique du système 4D de haute définition 30. déjà partiellement décrit dans les demandes de brevet antérieures susmentionnées. En ce moment-là le concept de DSB prend plus de sens que le grossier rapport signal sur bruit qui: i préoccupe '. niveau dans utiiï i 8 C..O,. que trés {;,,;i du du bruit i'iln3e, Pour,i, pouvoir T de 2889750 49 séparation élevé, des intervalles d'échantillonnage dx, dy, dz et dt les plus petits possibles doivent être utilisés, sachant que le pouvoir de séparation le plus élevé est celui qui permet de distinguer entre eux deux points très rapprochés l'un de l'autre. Autrement dit le pouvoir de séparation atteint vite et de façon exponentielle des chiffres prohi- 5, bitifs, dans le référentiel 3D (x,y, tl, comme par exemple en ce moment 1 cm de diamètre minimum pour la détection (toutes techniques radiologiques confondues) la plus précoce d'un nodule pulmonaire malin. Et il en est de même d'un nodule hépatique malin, en tomodensitométrie 3D du même référentiel, dans un contexte cirrhotique! Ainsi, on est pourtant amené par exemple à réduire chaque point du transitoire à 1 bit (clipping), pour effectuer la 10, transformée de Fourier et ensuite reconstruire l'image, en incluant entre autres des techniques tel que le zero-fling dans une perspective de tels optima pratiques de (a technologie TDM 3D de l'état de l'art. Ne pas tenir compte de toutes les inflexions du signal dans l'image et en sacrifier au passage rend compte de l'incapacité dans laquelle se trouve l'état de l'art à descendre en dessous d'un certain seuil de détection, celui du moyennage 15. (averaging effect) du pixel et de l'interpolation de voisinage. Sachant que ('averaging effect traduit à sa façon cette même incapacité à séparer deux points (contenu) d'un même pixel, et au- delà des ces deux points d'un même pixel deux pixels voisins sur lesquels s'est opéré un clonage d'information. C'est pourquoi le pouvoir séparateur ne peut s'estimer que sur plusieurs pixels d'un tel récep- 20. Leur pour définir le contenu d'une image pour être sûr de trouver une information propre fondamentalement différente quant aux formalismes mathématiques appliqués pour avoir la plus courte distance Al entre deux points distincts susceptibles d'être discernés par ce système d'imagerie. Il faut, au contraire, mettre sur pied de système à même de descendre en dessous de ces optima et rendre le diagnostic encore plus précoce, dans l'histoire naturelle 25. de l'évolution de tout processus expansif, que ne le faisait déjà grossièrement une coupe tomographique conventionnelle (détection à partir de 1 cm de diamètre de nodule pulmonaire malin dans un polytome à balayage complexe: où est donc le progrès de la TDM 3D multicoupes ?). La présente invention entend donc multiplier avantageusement!es trois dimensions d'un 30. même système métrique de l'espace dx x dy x dz par une quatrième du même système système v f' rv uûu:uiv ut même af,z,r1i. métrique dt, appelé yinstant d'échantillonnage, avec une fonction de distribution du type f(x,y,z,t) pour parvenir à un voxel 4D réellement isotropique v(dx,dy,dz,dt), défini par les intervalles d'échantillonnage équivalents décomposés d'une part en spectre de fréquence et d'autre part en spectre d'amplitude des impulsions (ou inflexions) du signal périodique dans les quatre directions de distribution de l'espace-temps (dx = dy = dz = dt). Dans le domaine fréquentiel d'échantillonnage, il faut que les espaces de discrétisation ainsi définis ne subis-sent pas de modifications au cours de la transformation du système métrique d'échantillonna- 5. ge de l'objet (points objet ou voxel) en système fréquentiel de distribution des points images, par exemple. Une telle invariance de transformation préservant la métrique dans le référentiel 4D {xy,z,t} est appelée transformation volumétrique 4D calculée et ne doit pas être confondue avec la transformation volumique 3D du référentiel (x,y,t) de l'art ancien. Quiconque cherche à se faire une idée du monde scanographique et de la place de détec- 10. teurs dans les évolutions scanographiques doit tenir compte non seulement des acquis et des perspectives offertes, mais aussi de la problématique de la géométrie de projection hélicoïdale conique en scanographie. Cette vérité ne se révèle pas d'emblée à nous, c'est peut être pourquoi la tomodensitométrie a connu l'évolution qui fut jusque-là la sienne. De fait, si les dernières évolutions high tech de la technologie 4D de la présente invention donnent à 15. voir des vrais horizons, c'est pour une part en raison des dissonances existant entre la géométrie dans le référentiel 3D {x,y,t) tel qu'il a évolué et le sens commun et, au départ, ces dissonances sont pourtant perçues comme négatives dans les analyses faites dans la littérature spécialisée. Il peut sinon se passer quelques temps avant que tout le monde ne les interprète comme des indices de profondeur du message pour en tirer les leçons qui s'imposent. 20: C'est en cela que résident l'originalité et la nouveauté technologique de la Stéréoscanographie volumétrique d'abord et de la polystéréoscanographique volumétrique ensuite, conçues pour remplir toutes les gammes informatives possibles de l'inframillimetrique eu nanométrique. En partant de l'instrument muiticoupes fines aux instruments plus sophistiqués de haute et de très haute définition. Il faut distinguer donc; 25. selon le pouvoir séparateur du système: l'entrée de gamme des Stéréoscanner X 4D (M-100 (dont la description est brièvement reprise ci-dessous pour le besoin de clarté de l'exposé), M- 150, M-200, etc.) multicoupes [infrarrdlimétrique et subseconde] et le polystéréoscanner X 4D (M-300, M-450, M-600) Muitisources [ipframifirmétrique et submilliseccndel, objets des demandes précédentes de brevet, de la moyenne gamme volumétrique de haute définition 30. [échelle micrométrique et de l'ordre de la microseconde (ps)] et de la haute gamme volumétrique de très haute définition [échelle nanométrique et de l'ordre de la nanoseconde (ris)]. 2889750 51 2.8.3.4. Stéréoscanner X volumétrique 4D Multicoupes Un document référencé (1) décrit un Stéréoscanographe 4D dans un mode de sa réalisation (bas de gamme) à gravitation continue enchaînant les acquisitions multitranches simultanées par gravitation du tube et translation constante de la table dans le sens crânien, en explora- 5. tien en simple phase, et une fois dans le sens crânien et une autre foisdans le sens caudal (ou plusieurs aller et retour au cours d'une même apnée), en exploration multiphasique. Un autre document décrit le tube stéréographique multiscan (2) ainsi que ses applications en scanographie 4D multicoupes, sans aucune appréciation à l'époque de leur pouvoir séparateur intrinsèque: 10. En effet, le Stéréoscanner X, dans les modes de réalisations décrites dans les demandes antérieures, admet un détecteur de 25 mm de large avec 1 000 pixels de 250 pm x 250 pm, la largeur de la coupe est égale au pixel: 250 pm, on a une électrode par point élémentaire et un espace mort entre deux pixels pour éviter les courts-circuits: - on effectue une gravitation; avec une seule dose de rayonnement, on fait 100 coupes pour inspecter une largeur de 50 mm en obtenant une information par pixel; à partir des données acquises, on peut reconstruire tout le volume sur 25 mm pour avoir une vision globale etlou reconstruire sur des largeurs plus petites à choisir. Autrement dit, avec ce procédé, pour inspecter un volume dont la hauteur maximum ccrres-20. pond à la hauteur formée par l'empilement des couronnes de détecteurs on peut procéder de plusieurs façons: On peut sélectionner une couronne ou un ensemble de couronne pour réaliser une image haute résolution de la zone choisie à l'aide d'un procédé de sommation de la réponse des couronnes (barrettes) ; puis, on reconstruit; On peut partitionner ou échantillonner fa zone d'examen: par exemple on a 100 coupes simultanées (M-100) par gravitation du tube multiscan avec un pas de 250 pm; On peut faire une reconstruction tous les millimètres avec une hauteur de coupe de 250 pm, on peut reconstruire une coupe tous les millimètres avec une résolution de 1 mm; On peut faire une coupe de hauteur 10 mm, par addition des données brutes des coupes simples (nominales) correspondantes. L'invention permet sinon dans son mode préféré de fonctionnement d'obtenir une meilleure définition de l'image par coupes simultanées systématiques couvrant à chaque gravitation la totalité de la surface de détection (sans zones OFF possibles) parce que les coupes nominales peuvent faire 250 pm de hauteur alors que les dispositifs de l'art antérieur du 5. référentiel 3D {x,y,t} donnent en fonctionnement normale des coupes plus larges et de fluctuations d'épaisseur en fonction de la collimation. Un document référencé (4) décrit un appareil de détection de radiations sous forme d'impulsions de durée prédéterminée, comprenant un réseau multibarrettes de détecteurs à semiconducteur de type IV, qui crée une charge électronique (ou signal périodique) sous 10. l'action du rayonnement incident, le détecteur étant destiné à recevoir une partie au moins des impulsions des radiations incidentes. Un dispositif de traitement de signaux est couplé en courant altematif au détecteur à semiconducteur et destiné à former un signal électrique de sortie représentant avec précision (par le coefficient d'atténuation) les radiations incidentes. Le dispositif de traitement de signaux (coefficient d'atténuation) a un filtre ne permettant la 15. contribution au signal électrique de sortie (coefficient d'atténuation) que des composantes dont la fréquence se trouve dans une bande prédéterminée de fréquences, cette bande étant déterminée en fonction de la durée des impulsions incidentes si bien que le signal électrique de sortie ne présente pas de distorsions dues aux variations des caractéristiques électriques internes du détecteur à semiconducteur. 20. Un document référencé (4) décrit un détecteur semiconducteur connecté à un circuit de lecture par bille d'indium, pour lequel une application est possible en tomographie (TDM 3D multicoupes tout comme en scanographie 4D multicoupes). L'utilisation de ces détecteurs semiconducteurs de type IV pour la détection de rayonnement ionisant, dans le cadre de l'imagerie médicale (scanographique multicoupes et scanographie 25. volumétrique ou de médecine nucléaire: TEP-Scanographie et SPECT-Scanographie) ou de contrôle non destructif, permet d'envisager de nouvelles fonctionnalités sur les dispositifs de détection telle que faire l'acquisition simultanée de plusieurs coupes (M-100) voire d'un volume d'emblée (acquisition volumétrique). Pour la simplicité de la présentation la description à venir concerne pour l'essentiel un tube 30. stéréoscopique multiscan des rayons X à double faisceau de balayage, à côté duquel existe bien sûr une présentation à triple (M-150) et à quadruple (M-200) faisceau de balayage, etc., qui peuvent atteindre M-300, M-450, M-600, etc., dans les modes de réalisation en phases multiples de balayage, décrits dans nos demandes de brevets antérieures. Sachant que ces types de radioscanners se déclinent également, selon d'autres modes de réalisation, en version TEPScanographe et SPECT-Scanographe. 2.8.3.5. Le pouvoir séparateur du Stéréoscanner X volumétrique 4D 5. La présente invention, qui a déjà pour partie fait l'objet d'autres demandes de brevet référencées dans le résumé et la description ci-dessus du Stéréoscanner M-100, concerne un dispositif d'imagerie stéréoscanographique 4D multicoupes comprenant une source stéréoscopique multiscan de rayonnement ionisant, fonctionnant en mode pulsé ((double z sampling technology*) ou en mode continu (4interference and diffraction sampling technology*,1DST), 10. et un agencement d'un système plan de détection des rayons X apte à recevoir ledit rayonnement après traversée d'un ensemble, caractérisé en ce que ce système de détection peut, dans un des modes préférés de réalisation, être constitué des détecteurs bidimensionnels associés les uns aux autres afin de réaliser plusieurs couronnes de détection, tel que dans la description du brevet n 00/17333 - 2 819 140 reprise comme composante du scan- 15. ner faisant déjà l'objet de demande de brevet 00117335 - 2 819 141 et 01/16812 - 2 834 179, apte à graviter autour dudit ensemble afin de permettre l'acquisition simultanée de plusieurs coupes d'imagerie, ou mieux dans un autre mode de réalisation décrit dans cette nouvelle invention des capteurs plans bidimensionnels, apte à graviter autour dudit ensemble tel que dans les scanners de 3e génération ou tel que dans les scanners de 48 génération, afin de 20. permettre l'acquisition d'emblée d'un volume exploré: Conformément au paradigme et pour la simplification de la description faite alors aucune mention n'a été faite du pouvoir séparateur intrinsèque de ce nouveau système, lié à l'interaction des rayons entre eux du double faisceau de balayage, en ce qui concerne le mode de réalisation à double anode dudit tube stéréoscopique multiscan. 25. La présente invention a pour essentiel objet de développer et de prolonger l'analyse conceptuelle ainsi que la description de nos demandes précédentes référencée ci-dessus et d'utiliser un ensemble des nouveaux systèmes des capteurs plans des rayons X pour réaliser un dispositif d'imagerie volumétrique de haute et de très haute définitions, conforme à la gamme complète des performances technologiques du stéréosca0nner X 4D M-100. 30. Comme dans les demandes précédentes, ce dernier aspect de l'invention a des applications. médicales et industrielles, en particulier dans des dispositifs d'imagerie en transmission X, dont on sait que les rayons subissent une diffraction dans!e milieu de l'objet traversé, et, dès lors qu'il s'agit d'une double source en interaction, l'interférence électromagnétique et la diffraction des deux faisceaux seront l'élément prédominant du signal périodique proportionnellement à l'atténuation des rayons X transmis par l'objet examiné. Avant de dire un mot sur le pouvoir séparateur du réseau de détection du système stéréoscanographique, voyons d'abord des outils mathématiques qui nous ont permis d'étudier en théorie et en 5. simulation informatique que sont les calculs asymptotiques des interactions avec les milieux traversés par un double faisceau synchrone, d'une part, et d'autre part l'interaction des rayons des deux sources isospectrales du faisceau scanographique 4D de balayage du référentiel (x,y,z,f). Ci-après quelques aspects de considérations théoriques en simulation de l'énergie électromagnétique du double faisceau de balayage du dispositif de la présente 10. invention d'abord avec le milieu traversé, ensuite sa transmission par l'objet et enfin le recueil et la mesure sur un analyseur (réseau de détection ou capteur plan). Mais également cette simulation rend compte de la restructuration possible de l'espace par le nouveau référentiel. 2.8.4. Calculs asymptotiques pour la simulation de la diffraction du faisceau de balayage L'étude de la diffraction du double faisceau de balayage du stéréoscanner X a été conduite au moyen des programmes basés sur les calculs asymptotiques. Les méthodes asymptotiques permettent certes d'obtenir, non pas la solution, mais son développement asymptotique, très souvent limité en pratique dans les applications au premier terme, en puissances lever- 20. ses, entières ou fractionnaires, du nombre d'onde k. En pratique, il est fait appel aux revêtements à pertes. Dans ce cas, il est possible de remplacer le problème avec conditions de transmission par un problème plus simple. L'objet étant décrit par une condition aux limites, dite d'impédance, reliant les champs électriques et magnétiques tangentiels â la surface extérieure de l'objet. 25. La première méthode asymptotique inventée pour décrire l'interaction des ondes électromagnétiques avec des objets est l'Optique Géométrique. Elle a été établie bien avant les équations de Maxwell, et même avant la notion d'équation aux dérivées partielles. L'Optique Géométrique LOG) est fondée sur la notion, très intuitive physiquement, de rayons. Les rayons sont déterminés suivant (es lois de ta réflexion et de ta réfraction, qui découlent du 30. principe de Fermat: ce sont les trajectoires qui minimisent le chemin optique. Le principal inconvénient de cette théorie est de prévoir des champs nuls dans les zones d'ombre géométriques, où ne pénètre aucun rayon, ce que contredit l'expérience. Par exemple, l'OG est incapable de décrire les interférences produites dans l'expérience des trous d'Young. La Théorie Géométrique de la Diffraction (TGD) est une méthode inventée par J.B. Keller dans les années 60 pour pallier ce défaut de l'OG. Elle consiste à ajouter aux rayons de 1'OG des rayons tdiftractés), notamment par des arêtes, pénétrant dans les zones d'ombre. Ces rayons sont déterminés par un principe de Fermat généralisé. Le champ diffracté apparaît, 5. comme en Optique Géométrique, comme la somme de contributions de divers rayons. La TGD garde l'aspect intuitif de l'OG et permet, dans la majorité des cas, de calculer le champ diffracté par les objets même complexe. Elle est fondée sur des principes, non démontrés, mais très intuitifs. La phase varie linéairement le long d'un rayon et la puissance se conserve (dans un tube de rayons), comme en Optique Géométrique dans un tube des rayons. 10. Le champ diffracté porté par un rayon ne dépend que des propriétés locales du champ incident et de l'objet au point d'intersection de l'objet et du rayon. Ce postulat est appelé principe de localité. H permet pour chaque contribution à la diffraction, de remplacer l'objet réel par un objet simple, dit canonique, localement équivalent à l'objet réel, mais exactement soluble. La partie difficile de la TGD réside dans la résolution des problèmes canoniques, et 15. plus encore, dans l'interprétation des solutions obtenues en termes de rayons. Cette interprétation permet de calculer le rapport du champ sur le rayon diffracté au champ sur le rayon incident, appelé coefficient de diffraction. Ce travail a été réalisé par Keller et ses continuateurs. La TGD se ramène donc, du point de vue de l'utilisateur, à une recherche, purement géométrique, des rayons contribuant au champ diffracté, et au calcul du champ le 20. long de chaque rayon à l'aide des principes énoncés plus haut et d'une bibliothèque préétablie de coefficients de diffraction. L'utilisateur peut donc résoudre son problème sans même savoir qu'il s'agit, en définitive, d'un problème aux limites difficile en Physique Mathématique. L'inconvénient majeur de la TGD est qu'elle prédit, dans certaines zones, comme les envelop 25. -pes de rayons, appelées caustiques, des résultats infinis. D'autre part, ses fondements mathématiques ne sont pas explicites. Pour les comprendre, il faut considérer le problème de diffraction par un obstacle comme un problème aux limites sur les équations de Maxwell, où intervient, comme petit paramètre, la longueur d'onde A, ou l'inverse du nombre d'onde k. Ce problème peut en revanche être résolu analytiquement par la méthode des développements 30. asymptotiques, par rapport à ce petit paramètre. L'idée est toujours de postuler, à partir d'une connaissance partielle du comportement de la solution, une forme particulière, appelée Ansatz, de la solution. Cet Ansatz prend la forme du produit d'une exponentielle, rapidement variable, d'une phase par une amplitude A(x). Il permet paradoxalement de déduire toutes les lois de l'OG. En particulier, les rayons seront retrouvés comme les courbes caractéristiques de l'équation eikonale, elle-même obtenue comme première approximation des équations de Maxwell. De plus, d'autres Ansatz un peu plus généraux permettent de comprendre les fondements de la TGD, et d'en cerner les limites de validité : la TGD ne s'applique que dans 5. les zones où le champ est un champ de rayons , c'est-à-dire est bien représenté localement par une onde plane, se propageant dans la direction du gradient de la phase. Dans certaines zones, cette hypothèse n'est pas vérifiée: l'amplitude du champ varie rapidement perpendiculairement au gradient de la phase. Ces zones sont appelées, par analogie avec la mécanique des fluides, couches limites. Leur épaisseur tend vers 0 avec la 10. longueur d'onde. Elles sont en général situées au voisinage de la surface de l'objet, ou sur les frontières ombre-lumière, ou encore au voisinage des caustiques. La phase et l'amplitude dans ces couches limites dépendent de fonctions a priori arbitraires de coordonnées étirées, c'est à dire multipliées par une puissance fractionnaire kPQ du nombre d'onde k, adaptées à l'objet diffractant et à la physique du problème. 15. Le choix de fa puissance p/q des étirements de coordonnées, ainsi que la forme possible du développement asymptotique, est obtenue à partir d'un problème canonique, ou bien par étude directe des équations à résoudre, A l'aide d'un Ansatz bien choisi, on parvient à satisfaire les équations de Maxwell, la condition de radiation, et les conditions aux limites sur l'objet. On dispose donc du développement asymptotique (tout au moins de son premier ter- 20. me) de la solution du problème de diffraction. La méthode de la couche-limite permet en particulier de calculer le champ dans les zones où la TGD ne s'applique pas. Elle fournit de plus un fondement mathématique solide à la TGD. Elle permet enfin de déterminer les coefficients de diffraction sans recourir aux problèmes canoniques. Les méthodes précédentes doivent être adaptées quand le champ incident n'est plus un 25. champ de rayons, ou quand des champs de couche-limite sont rediffractés par l'obstacle. La Théorie Spectrale de la Diffraction (TSD), est une technique efficace et générale de traitement de l'interaction de ces champs complexes avec des structures. Elle consiste à représenter par une superposition, ou plus précisément un spectre d'ondes planes. 1,e champ diffracté s'écrit alors, puisque notre problème est linéaire, comme la superposition des 30. champs diffractés par l'obstacle éclairé par les ondes planes du spectre incident. La méthode de la couche-limite donne en général la solution sous des formes différentes dans les couche-limite et hors de ces couches. Le but des méthodes uniformes est de donner une formule unique, valide à l'intérieur comme à l'extérieur des couche-limite. Les théories uniformes sont fondamentales pour les applications pratiques et ont fait l'objet de nombreux travaux. (( n'existe pas de méthode univoque pour obtenir des solutions uniformes, si bien que plusieurs théories uniformes concurrentes ont été développées en électromagnétisme. D'autres méthodes d'uniformisation des solutions obtenues par la technique des développe- 5. ments asymptotiques raccordés ont aussi été mises au point en mécanique des fluides. La méthode des développements asymptotiques raccordés permet en principe de calculer le champ dans tout l'espace. Toutefois, sa mise en oeuvre devient très technique dans les zones où se chevauchent de multiples couche-limite. Il est alors plus commode d'utiliser une représentation intégrale de la solution. La seule condition à imposer sur cette représentation 10. intégrale est que, lorsqu'on lui applique la méthode de la phase stationnaire, on retrouve le résultat d'une méthode de rayons. L'utilisateur a donc (e choix de la représentation intégrale la plus commode. Les mathématiciens spécialistes des équations aux dérivées partielles ont accompli sur ce sujet un important travail, qui a débouché sur la théorie des opérateurs intégraux de Fourier-Maslov-Hôrmander. Nous montrons enfin comment l'évaluation asymp- 15. totique des intégrales obtenues par l'une ou l'autre de ces méthodes permet d'obtenir le champ sur les caustiques à l'aide de fonctions universelles, dont la plus simple et la plus connue est la fonction d'Airy que nous avons appliquée à l'objet exploré pour en étudier l'importance des interactions électromagnétiques rayons incidents milieux traversés, au cours de l'exploration. 20. Une autre manière d'obtenir une représentation intégrale du champ diffracté est de passer par l'intermédiaire du champ de surface et de calculer le champ dans l'espace en faisant rayonner les courants de surface: on obtient la Théorie Physique de la Diffraction et ses généralisations. 25. 2.9. Description en simulation des rayons transmis par le principe de Fermat généralisé La Théorie Géométrique de la Diffraction est une généralisation de l'Optique Géométrique, conçue pour traduire notamment la pénétration du champ dans les zones d'ombre. Elle va 30. adjoindre, aux rayons de l'Optique Géométrique, des rayons diffractés. Les rayons de l'Optique sont déterminés par le principe de Fermat: les rayons sont tes trajectoires de longueur minimale entre deux points. Dans l'espace libre, le principe de Fermat impose donc aux rayons d'être des droites, et de se réfléchir suivant la loi de Descartes. Les rayons diffractés sont ainsi déterminés par le principe de Fermat généralisé, énoncé par Keller [Ki, K2] : les rayons diffractés sont les trajectoires de longueur minimales entre deux 5. points, mais parmi une classe de trajectoire restreinte, vérifiant des contraintes. Le fait de chercher des minima avec contraintes va engendrer de nouvelles solutions, donc de nouveaux rayons. Aux rayons de l'Optique Géométrique, s'ajoutent naturellement des rayons diffractés par les arêtes et discontinuités et des rayons rampants à la surface de l'objet. Ces deux types de rayons rendent compte de la pénétration du champ dans la zone d'ombre. 10. Une fois les rayons connus il faut calculer la phase, l'amplitude, et la polarisation du champ suivant ces rayons. On postule que tous les rayons vérifient les lois de l'Optique Géométrique, exposés ci-après, pour déterminer en simulation informatique les coefficients de diffraction et vérifier que les rayonnements du dispositif de la présente invention respecte les lois fondamentales de l'optique. 15. 2.9.1.Les lois de l'Optique Géométrique Considérons un ensemble de rayons dans l'espace à trois dimensions. C'est une famille (ou congruence) de droites à deux paramètres. Cette congruence de droites possède une surface enveloppe, appelée surface caustique. Les lois de l'Optique Géométrique permettent de 20. calculer le champ en tout point d'un rayon dès qu'on le connaît en un point donné de ce rayon. a) Propagation de la phase La variation de la phase le long d'un rayon entre deux points est égale au produit du nombre d'ondes k = ui c (w est la pulsation, c la vitesse de la lumière) par la distance antre ces deux points. La phase est de plus continue au point de diffraction. Enfin, la phase présente des 25. sauts au point de contact du rayon avec son enveloppe, c'est-à-dire sur la caustique. b) Conservation de la puissance Le flux de puissance, est égal au flux du vecteur de Poyting. Dans le cas d'une onde plane, et donc d'un champ de rayons, ce flux est proportionnel au carré du module du champ. Ce flux se conserve dans un tube de rayons. Le module du champ sera donc inversement propor- 30. tienne! à la racine carrée de la section du tube de rayons. c) Conservation de la polarisation La polarisation se conserve le long d'un rayon. Les lois de l'Optique Géométrique permettent le calcul de la phase, du module et de la polarisation, donc du champ en tout point d'un rayon dès qu'on le connaît au point de diffraction. D'autre part, les équations de Maxwell étant linéaires, le champ diffracté au point de diffraction est le produit d'une matrice 2 x 2 par 5. le champ incident. Il ne reste plus qu'à déterminer cette matrice, appelée coefficient de diffraction, pour achever le calcul du champ. 2.9.2. Détermination du coefficient de diffraction en simulation Le coefficient de diffraction est calculé en remplaçant l'objet, en vertu du principe de locali- 10. salien, par un objet (canonique de forme voisine de celle de l'objet réel près du point de diffraction, et pour lequel le problème de diffraction est exactement soluble. La procédure précise de détermination des coefficients de diffraction et les coefficients les plus usuels sont donnés au 1-5 et permet de rendre compte notamment de la radiation incidente ainsi que de celle de faible angle de diffusion, qui contribuent avantageusement à fa densité photonique 15. mesurée au niveau du récepteur proportionnellement à l'atténuation détectée sur le récepteur. H est également possible, dans un autre mode de réalisation de la simulation, de ne s'intéresser qu'à la densité photonique en fonction de la seule absorption des rayons X. 2.9.3.Conclusions: la TGD vue comme une méthode de rayon an simulation 20. Grèce au principe de localisation, il est possible de ramener le problème global de la diffraction d'un champ incident, à un calcul de contributions distinctes associées à des rayons diffractés. Ces rayons sont déterminés par le principe de Fermat généralisé. L'amplitude et la phase le long de ces rayons sont calculées en suivant les lois de l'Optique Géométrique. Les coefficients de diffraction, qui relient l'amplitude des champs incidents et diffractés sont 25. obtenus, conformément au principe de localisation, en remplaçant l'objet au voisinage du point de diffraction par un objet canonique. L'intérêt de ?a TGD vie comme une méthode de rayon est de donner une image intuitive des phénomènes de diffraction: on visualise bien les mécanismes de diffraction. Sur des objets assez simples, elle fournit de plus des formules explicites, qui peuvent être assez précises. 30. Elle présente par contre quelques inconvénients: les principes évoqués ne sont pas universels, en particulier, le champ n'est pas, en tout point de l'espace, un champ de rayon. Toutefois, même dans ces zones, la TGD donne au moins quelques indications qu'il faudra bien sûr compléter par d'autres techniques plus sophistiquées pour obtenir la vraie valeur du champ. Mais, pour rendre compte dans la diffraction des phénomènes d'interférence entre deux sour-ces il est nécessaire de procéder par l'analyse spectrale des impulsions électromagnétiques 5. générées par les ondes stationnaires (cf. figure 10) à la surface du récepteur, qui, selon le mode de réalisation du Stéréoscanner, peut être du type 4D multicoupes M-100 sur la base d'un réseau de couronne des détecteurs, tel que décrit précédemment, ou du type 4D volumétrique de haute définition (micrométrique) et très haute définition (manométrique) avec un capteur plan de semiconducteur ou une double plaque supraconductrice de type Il coup- 10. lée par effet Josephson ou encore une plaque de semiconducteur couplé aux systèmes CCD de transfert de charge, tel qu'il sera précisément décrit ci-après. Le principe de base appliqué dans les types haute définition et très haute définition étant l'interférométrie, telle qu'en spectroscopie, permettant d'accéder à l'infiniment petit détail grâce à des intervalles d'échantillonnage dx,dy,dz et dt infinitésimaux. Pour différencier le mode 4D multicoupes M- 15. 100 de 250 pm d'épaisseur de coupe et les modes 4D volumétriques, haute et très haute définitions des objets de la présente demande de brevet, une introduction du mode de fonctionnement haute et très haute définition s'impose ci-après. 2.10. L'interférométrie en spectroscopie et fonctionnement en modes de détection haute et très haute définition du Stéréoscanner 4D volumique Un réseau formé de traits distants de a donne des maximums d'éclairement distants de 1/a. Mais a est une variable réduite. Si a' est la distance entre 2 traits évaluée avec une unité de longueur indépendante de la longueur d'onde (par exemple en cm) a = a'/A et la distance entre maximums successifs est,Va'. Il y a étalement des fréquences autour de chaque 25. maximum, à l'exception du maximum central obtenu pour x = 0 et indépendant de la fréquence. L'utilisation du réseau en spectroscopie est trop connue pour qu'il soit besoin d'insister d'avantage ici. Considérons par contre un dispositif interférentiel à deux sources. Il donne une figure d'interférences (cf. figure 11) : 1 + cos 2;rbu, (2.30) où b est mesuré en longueur d'onde. L;?b'uU 30. Si on prend une unité courante pour mesurer, il vient + cos (2.31) c Si l'on éclaire ce dispositif avec une lumière non monochromatique, chaque fréquence qui la compose va donner son propre phénomène d'interférences, et les différentes fréquences donnant des vibrations incohérentes, ce sont les éclairements élémentaires qui s'ajoutent. Nous désignerons par b(u)du l'énergie élémentaire transportée par le faisceau lumineux dans 5. une bande de fréquence du.b(u) représente le spectre de la lumière incidente. Si ce spectre est continu, b est une fonction; si c'est un spectre de raies, b est la somme de distribution de Dirac, et ceci n'entraîne aucune autre particularité. Le phénomène d'interférence résultant est alors L(u) = 1000 [1 + cos 2nb'uu/c] b(u) du (2.32) 10. L'aspect périodique des franges a disparu. Si le spectre couvre une grande largeur de bande, comme c'est le cas pour la lumière dite blanche, il ne subsiste que quelques franges autour de la valeur u = O. Si le spectre est étroit, il peut subsister un très grand nombre de franges. C'est ce type de réglage qu'il faut obtenir sur le tube stéréoscopique multiscan pour un rendement quantique optimale. Prenons pour illustrer ceci un spectre constant entre us Au, 15. us + Au, nul en dehors. L'intégration n'offre aucune difficulté. sin 27rb'Auu/c L(u) =1 + cos 2rrb'u0ulc. (2.33) 27tb'Auu/c Le terme sinusoïdal subsiste et convient parfaitement pour la lecture du plan k du dispositif de la présente invention, mais son amplitude est modifiée par un facteur de la forme (sin nit, 20. avec t = 2ab'Auu/c, qui n'est pas en définitive néfaste dans ta mesure où il correspond au facteur de convolution généralement utilisé dans l'art. Au voisinage de t = 0, cefacteur diffère peu de 1, et tes franges apparaissent inaltérées. Quand u croit, ce facteur décroît d'autant plus vite que Au est plus grand (donc une période d'échantillonnage suffisamment petite la fonction devient une somme d'impulsions de Dirac), pour s'annuler pour t = n c'est-à-dire à 25. une abscisse u = c/2b'Au inversement proportionnelle à la largeur de bande. On trouvera une étude détaillée de ceci dans des traités d'optique. Une conséquence importante doit néanmoins être tirée de la formule cidessus. Supposons qu'à l'aide d'un détecteur insensible à la fréquence (une cellule photoélectrique pour une bande pas trop large par exemple), nous enregistrons la valeur de l'élairement en un certain point uo du champ. Faisons alors varier 30. b'. Nous pourrons ainsi décrire la fonction 1L(tio) = 0 [1 + cos2zb'uou'c] b(u) du (2.34) Pour interpréter simplement cette équation, considérons la fonction s(u), paire, égale a b(u) pour les fréquences positives. Soit S(t) sa transformée de Fourier S(O = j:s(u) exp (2niut) du (2.35) Compte tenu de la parité de s, la partie imaginaire de cette intégrale est nulle, et sa partie 5. réelle se réduit à S(t) = 2 0 s(u) cos 2itut du = 2 0 b(u) cos 21tut du (2.36) Avec ces notations, L(ue) = S(0) + 1/2 S(b'udc). (2.37) La connaissance de l'éclairement en un point uo du champ pour toutes les valeurs de b' fournit donc la transformée de Fourier du spectre de la lumière étudiée. Cette connaissance est équivalente à celle du spectre. Nous avons ici la même situation que dans le paragraphe 10. précédent. Un instrument classique permet de former une image d'un objet ou un spectre; un dispositif interférométrique à deux sources permet d'obtenir la transformée de Fourier de l'objet ou du spectre. Ceci a reçu une application pratique, en remplaçant le système interférentiel décrit ici par un interféromètre de Michelson à 2 miroirs et à lame séparatrice. On fait varier b' en déplaçant un des miroirs parallèlement à lui-même. 15. Ce spectromètre interférentiel semble avoir d'excellentes performances, en simulation, et donne une idée précise du rendement quantique en scanographie volumétrique 4D. Mais, il ne s'agit pas d'en faire directement un usage en tant que récepteur de détection des rayons en radiostéréoscanographie 4D où nous avons déjà décrit, selon les modes de réalisation préférée des demandes précédentes de brevet, l'effet de correction d'optique de la projection 20. conique, tel que schématisé par la figure 12a, par interaction électromagnétique des rayons des deux faisceaux synchrones, et, nous décrivons dans la présente description ciaprès un réseau de détection sur lequel ce double faisceau de balayage agit comme un auto--oscillateur à impulsions et détermine un maillage ombre-lumière du signal périodique (cf. figure 11) qui peut ainsi être, telle une impulsion (signai), quantifié de façon ponctuelle, maille 25. par maille ou par groupe des mailles (maillage interférentiel) défini sur un ensemble donné d'harmoniques et enregistré sous forme d'une matrice des données (fonctions g(o) par angle de vue. C'est la notion du signai (contenu formel) mesurable de la même manière dans les différentes directions de l'espace, proportionnellement à l'atténuation des rayons X, tant en longueur 30. (pdx), en largeur (pdy), en profondeur (pdz) et en intensité d'inflexion (une amplitude, A) du signal périodique, puisque l'impulsion unitaire n'est autre que l.e frange d'interférence cernée par deux noeuds, qui prédomine dans l'impulsion unitaire stéréoscanographique plutôt que celle d'atténuation mesurée uniquement en direction de x (px) et de y (py) ainsi que le moyennage p des coefficients d'atténuation des rayons X tombés sur une cellule (pixel) de détection, inhérents à la tomodensitométrie 3D et omniprésente dans l'art ancien. Cette 5. distinction fondamentale n'est pas seulement d'ordre sémantique et les nuances qu'elle définit inclut une technologie de capteur pian de haute ou de très haute définition de la présente invention, d'une part, et vaut la peine d'être, du point de vue conceptuel, précisée et démontrée ci-après, avant même la description de nouveaux aspects technologiques de la série d'inventions qui en découlent. La forme est portée par le signal périodique, tandis que le 10. coefficient d'atténuation est un contenu grossier de ce signal tandis que l'impulsion du signal un contenu très proche de l'information. Sans doute est-il trivial de remarquer qu'il n'est de forme sans contenu ni de contenu sans forme. Cependant, il arrive bien souvent que le philosophe hypostasie l'un ou l'autre élément, et feigne de le pouvoir considérer comme une entité autonome. Or il faut bien voir que, non 15. seulement il s'agit ici d'une relation, dont tes termes n'ont par conséquent de statut que confrontés l'un à l'autre, mais encore que ce statut est susceptible de variation. Ce qui fonctionne comme forme, en conservant pourtant une identité objective sous d'autres rapports. Le concept de signal périodique fonctionne comme forme, soit parce qu'il est lui-même conçu comme structure complexe (une résultante statistique du nombre des photons, 20. abstraitement définie), soit parce qu'il est caractérisé par sa fonction d'onde électromagnétique dans une structure (interférence et diffraction). Dans son rôle de contenu (impulsions, harmoniques), le concept ne s'introduit pas nécessairement du reste comme donnée empirique. Il suffit qu'il constitue un élément non expliqué (onde ou particule), c'est-à-dire non encore inséré fonctionnellement dans une structure. Mais cette insertion elle-même 25. est relative à un niveau déterminé du développement de la connaissance. Cette relativité inéluctable de la fonction formelle et de la fonction matérielle du concept, il nous semble qu'on en pourrait autrement formuler le sens le plus général et le plus profond. Elle exprime en effet; sous l'un de ses aspects, le trait essentiel par lequel l'acte de cognition même pourrait être défini, à savoir la reconnaissance et l'exploitation d'une dualité de l'opéra- 30. fion (projections coniques et reconstruction d'image à partir des projections) et de l'objet (échantillonnage). C'est en mathématique que cette dualité est le plus clairement saisissable. Ainsi la notion da groupe est-elle apparue d'abord comme système de permutations comparables et inversibles portant sur des objets numériques les racines d'une équation algébrique. C'est bien alors le jeu des règles gouvernant les opérations (projections, reconstruction) qui est mis en vedette, et par te moyen duquel on parvient à déterminer les objets (sémiotique). Puis la notion de groupe abstrait est dégagée explicitement par Cayley (1854), dans laquelle on considère cette fois un système d'objets quelconques, muni d'une loi 5. de composition. Il s'agit de la mise au jour de la notion de dualité dans les espaces vectoriels: une forme linéaire, qui est définie comme opérateur (projection) sur un espace vectoriel sur un ensemble spécifiquement structuré d'objets peut être considérée comme un objet, élément d'un nouvel espace vectoriel de même dimension que le premier, qui en est dit le ((dual . 10. Espace d'objets (d'échantillonnage) et espaces d'opérations (de projection et de détection) sont réciproques l'un l'autre (gap = gau), c'est-à-dire qu'il est possible de permuter les perspectives qui font considérer les éléments de l'un ou de l'autre, soit comme opérateurs (projections) soit comme objets (échantillonnage) ; et cette correspondance de dualité peut même être idempotence en ce sens que, sous certaines conditions, le dual du dual d'un 15. espace peut lui être identifié. L'espace environnant doit être structuré en vertu de ces nouvelles exigences. Ainsi se trouve exemplairement réalisé le va-etvient de l'opération â l'objet que nous désignons en général par le mot de dualité. Moins exemplairement sans doute, mais de façon tout aussi essentielle, ce va-et-vient nous apparaît caractériser le mouvement de compréhension des phénomènes dans les sciences empiriques. Car ici la 20. détermination TOM 3D complète des objets par les opérations (projection, reconstructions) se trouvent indéfiniment ajournée, et l'objectivation des systèmes opératoires est toujours entachée d'indétermination. Pourtant, dans tous les champs de la connaissance scientifique, on reconnaîtrait ce même trait qui donne chaque fois son sens effectif à la corrélation d'un contenu et d'une forme. La notion de contenu n'étant qu'illusoirement, ou du moins provisoi- 25. rement, des entités posées (coefficient d'atténuation), c'est la position de leur corrélation qui nous informe, dans la mesure où les conditions n'en sont nullement arbitraires: car cette position est un travail qui rencontre des obstacles dont la nature dépend du niveau auquel se situe notre expérience d'une réalité : la traduction radiologique spécifique du contenu formel. D'où la narrativité iconique du système considéré de reconnaissance et d'exploitation de la 30. dualité de l'opération et de l'objet qui permet l'interprétation fidèle des images. L'interprétation de l'imagerie doit certes tenir compte à la fois des paramètres cliniques mais encore des caractéristiques radiologiques spécifiques (contenu formel). Dores et déjà, les descriptions faites dans cette partie de la présente demande de brevet ont pour but non de faire double emploi avec ce qui sera fait dans les chapitres 3, 4 et surtout 5 qui vont suivre. Mais, elles ont pour rôle de familiariser dores et déjà le lecteur avec les aspects technologiques antérieurement décrites ainsi que celles qui vont l'être en donnant d' 5. emblée à l'ensemble un soubassement plus large, et surtout en différenciant la notion vague du signal (e coefficient d'atténuation, le niveau le plus extrême dépouillement du signal) de la TDM 3D à un concept impulsionnel du signal périodique en rapport plus étroit avec la sensibilisation ponctuelle de la surface de détection par des groupes des photons captés (densité photonique) par rayon du dispositif de la présente invention. C'est alors que la dualité dei' 10. opératoire (projection) et de l'ttobjectal prend sa signification la plus manifeste, car l'objet n'est ici rien d'autre ni rien de plus que l'invariant, ou le support, d'un système d'opérations (projections et reconstructions). Son contenu est le complexe de régies qui définit le système opératoire. Celui-ci ne peut fonctionner sans points fixes, tel est sans doute le sens de l'exigence fondamentale de non-contradiction en logique. Tandis que dans un système opé- 15. ratoire contradictoire, telle que la TDM 3D, un même objet virtuel peut être à la fois posé et non posé, et cesse pour autant de jouer le rôle invariant exigé par la pensée dans son fonctionnement élémentaire. 2.11. Impulsion électromagnétique, système opératoire et contenu formel 20. Les processus d'approximations l'art ancien ainsi que l'introduction d'un formalisme fe d'objets (ou êtres) mathématiques quelconques traitent en somme le vague comme une donnée inhérente à certains objets mathématiques de la numérisation d'image en général et de la scanographie lie en,.i+ p8+ rt...,Rul+i-+. On considère alors, dans + F 1.d plupart objets scanographie des dS cas, des Glr;;,t5 ma- 25. thématiques (coefficient d'atténuation, etc.) pourvus d'un contenu complexe et prégnante qu'une définition (signal) ou une simple inspection ne paraît pas devoir épuiser. lis sont alors pris comme tels, et c'est en quelque sorte de leur opacité que vient la part de vague qui subsiste dans leur saisie, le jeu. + mathématicien consistant à rendre indifférents a t" GJe, du obs- cur (algorithmes) ses raisonnements et ses calculs. L'axiomatisation à laquelle nous allons 30. nous adonner ci-après vise; quant à elle tout au contraire, à constituer d'emblée des objets non-vagues, les impulsions du signal, dont un système d'énoncés primitifs devrait suffire à nous donner une parfaite maîtrise (sur le signal). On absentera, du reste, que le point de vue de l'objet exploré comme invariant; et l'essai d'une thématisation du vague dans une théorie non-vague, que nous avons considérés en dernier, nous rapprochaient sensiblement de la conception qu'on vient d'introduire. Mais c'est assurément avec la méthode axiomatique que la conjuration du vague devient, jusqu'à un certain point, le moteur même d'une pensée, dont on peut ainsi entrevoir l'importance pour le dispositif de la présente invention, mais aussi les 5. limites. 2.11.1. Définition d'une impulsion du signal périodique produit par deux faisceaux synchrones et isospéctraux des photons X. L'impulsion est un signal de très brève durée; il se répète à des cadences fixes ou variables 10. et à des intervalles de temps pouvant être sensiblement plus longs que sa durée. (La taille élémentaire du système de détection ne rentre pas en ligne de compte dans la définition de l'impulsion produite par un rayons X transmis, contrairement à l'atténuation des rayons X dont le coefficient est généralement une moyenne obtenue sur une surface élémentaire du récepteur et accessoirement interpolée avec la valeur moyenne d'atténuation du pixel voisin). 15. On comprend pourquoi il n'est commode de parier de signal (forme) en tomodensitométrie 3D mais plutôt de coefficient d'atténuation des rayons X (contenu dégradé). 2.11.2. Spectre des impulsions (= contenus formels) 2.11.2.1. Spectre d'une impulsion rectangulaire 20. Considérons une impulsion u(t) rectangulaire de largeur tp répétée T fois par seconde. Choisissons Oy comme origine des temps. Remplaçons en abscisse le temps t par une grandeur proportionnelle sans dimension: le radian; et écrivons: 8 = 21 tIT. (2.38) L'origine des temps choisie nous donne une fonction paire, et son développement en série s'écrit: u(8) = U0 + Ut cos 8 + U2 cos 6 + ... + Un cos n8 + ... (2.39) 25. avec U, = % n f u(e) cos ne de, ( 2.40) avec u(e) = A pour 21 tt/2 2;r f i2 t, _ . T T T L'intégration donne l'amplitude de l'harmonique de rang n; 2A t, 2A 30. Un = sin ne = sin n 80 (2.42) T flit On a aussi, d'après les règles de développement en série: Us =%z u(8) d8 e A tplT (2.43) tp n.- x sin n8o On aura donc: u(t) = A [1 + 2 cos ne] (2.44) T n=1 n80 5. Remarque: On tire de la dernière expression de Un (2.45) Un 1 sin n S0 (2.46) Ui n sin e0 Le second membre de (2.39) comporte deux termes: le premier, A tp/ T donne la valeur moyenne de ce signal périodique le second sous le signe E donne une série infinie de raies espacées, en fréquence, de l'intervalle 1/T. Rappelons l'amplitude de ta raie de rang n: 2A tp sin ne0 Un = sin neo = rA (2.47) nn T n80 Considérons ce terme général. Il comporte comme expression paramétrique la fonction neo. n 20. est le rang de l'harmonique (raie spectrale). Ce développement physique est donc identique et valable pour une densité photonique d'une frange d'interférence représentant, comme dans la présente invention, une impulsion unitaire ou inflexion du signal périodique. a) Définition de la largeur de bande d'une impulsion (densité photonique) du signal. Appelons 1/T = fp la fréquence de répétition des impulsions (ou franges d'interférence). On 25. constate alors que l'harmonique de rang n a pour fréquence ri/T-= nfp. Son amplitude a pour expression (2, 41). Dans ce qui suit, nous serons amenés à ne conserver que les n premières raies de l'impulsion pour la transmission. La dernière, de rang no et de fréquence n0fp, limite le spectre. Nous écrivons que la largeur de bande retenue pour l'impulsion est égale à n0fp. b) La propagation fidèle de cette impulsion exige théoriquement que chacune de ses composantes soit transmise en amplitude et en phase dans les circuits de transfert, et cela jusqu'à l'harmonique de rang n0. 2889750 68 c) La largeur de bande est affaire de choix, elle est déterminée, comme nous le verrons ci-après, par la fidélité de transmission retenue sur un ensemble d'harmoniques données. 5. 2.11.2.2. Choix de le largeur de bande d'un système de transmission d'une impulsion rectangulaire Elle peut se définir usuellement de deux façons: A). Limitation à un affaiblissement donné de l'amplitude de l'harmonique de rang no Cette pratique est très courante et assez souvent arbitraire, elle s'applique au rapport U JU1 10. donné par la formule (2. 40). B). Transmission d'un pourcentage donné de la puissance de l'impulsion rectangulaire. Le signal périodique u(t) de l'équation (2.39), appliqué à une résistance, délivrera une puissance proportionnelle à [u(t)j2. En limitant la transmission du spectre de u(t) jusqu'à l'harmonique de rang no, la fonction de la puissance transmise s'écrira, toute simplification faite: n = no sin n0o for (1 + 2E cos ne)2 dB n=1 n8o fo n = x sinned r + 2 E cos 43)2 de n=1 n90 20. Le choix nid dans les formules (2.40) ou (2.42) permet de déterminer la largeur de bande (ou du signal élémentaire et donc de l'impulsion). Remarquons que: r+a = trnfptp (2.49) Ce paramètre est le seul qui intervient dans le calcul des largeurs de bande d'après (2.40) et (2.43), et finalement l'épaisseur de coupe, en déterminant dz (= dx = dy = dt). 25. 2.11.3. Applications du contenu formel et conséquences expérimentales a) Conservons tp, la durée d'impulsion constante. Scient n1, fp1 les nouveaux paramètres permettant d'écrire: elfpltp = n0fta, d'où n;fp1 La mcdifcation de fp en fp1 consiste â faire varier l'intervalle de répétition. Cr, ni f,1 = nefp = 3 (2.50) (2.48) nofg, En conclusion: la largeur de bande de l'impulsion rectangulaire est indépendante de la fréquence de répétition. b) Faisons varier la durée d'impulsion (densité photonique) Soit tp, cette nouvelle durée. Nous devrons écrire: nifptp, = nofptp, 5. ou bien, puisque fp reste invariable: nitry = nota Ecrivons: nofp = 80, n1fp = B1 De ces équations, on tire: B, = Bo. mina = Bstp (2.51) En conclusion: la largeur de bande de l'impulsion rectangulaire, toute autre chose égale par ailleurs, est inversement proportionnelle à la largeur de l'impulsion (densité photonique). 2.11.4. Généralisation: Spectre et largeur de bande d'une impulsion de forme quelconque Les remarques que nous venons de faire sont valables pour une forme quelconque d'impulsion. En particulier pour une somme de ces impulsions deux à deux, trois par trois, 15. quatre par quatre etc. Notez qu'il n'y a pas dans l'évaluation de l'épaisseur de coupe de place pour l'arbitraire, imputable au degré d'entropie propre à l'art ancien dans la distribution des coordonnées des points images, dans une métrique très précise des coordonnées spatio-temporelles des points échantillonnés de l'objet et de leurs correspondants dans l'image résultante de l'objet. Utile dans les multiplex à impulsions dans les machines à calculer, par 20. exemple, ce recours au signal périodique détecté par photon ou groupe de photons captés par le récepteur se révèle apte à donner une information détaillée à un niveau de finesse choisie: impulsion ou signal photonique élémentaire (contenu), impulsion ou signal périodi- que (forme) d'un groupe des photons frappant le récepteur à l'instant tE avec les coordonnées spatiales xi, yi.zi correspondant à un angle de vue e;. Ainsi la moindre petite inflexion du sig- 25. nal (contenu) prend du sens dans l'image en représentant l'atténuation du rayons dont la pression des photons sur 'e récepteur s'exerce sur ce point précis et en amont d'un vecteur de projection d'un point de coordonnées très précises échantillonné par ledit rayon atténué. Une excellente horlcge peut se construire à partir d'un oscillateur suivi d'un dispositif d'écrêtage ou d'ébasage de l'impulsion ou de leur somme deux à deux, trois par trois, quatre 30. par quatre pour faire une série des lignes de lecture d'impulsion par impulsion (telle que des trains d'ondes dans l'accélérateur linéaire des particules) (= contenu) réalisant un espace k 10. une., variation. 2889750 bidimensionnel de Fourier. Cela revient à la résolution d'un système bien connu dans l'art, notamment en IRM, où on procède ligne par ligne et du centre vers la périphérie notamment dans une imagerie rehaussée en contraste. Mais, ici cette lecture va être instantanée et simultanée de l'ensemble des lignes d'un espace k de Fourier par degré de gravitation du tu- 5. be à rayons X multiscan sur son orbite au sein du statif du dispositif de la présente invention. 2.12. Méthode de simulation de Calcul des Circuits à Impulsions. 10. Cette méthode est bien connue dans l'art et a été utilisé dans la programmation de la simulation informatique du dispositif de la présente invention en supposant que ht2e = 0; h22e = 0 dans ledit algorithme de simulation (du contenu formel). Ces dernières approxima-tions signifient qu'il n'y a aucune réaction du circuit collecteur sur le circuit d'entrée, et que le circuit collecteur se présente comme une source parfaite de courant (impédance dynamique 15. infinie, comme cela peut se voir avec les supraconducteurs). Lorsque l'on veut étudier un phénomène physique, il est essentiel de ne considérer que le phénomène fondamental. Ensuite, lorsque les conséquences de ce phénomène sont bien connues et autant que possible chiffrées, on peut, on doit y ajouter les phénomènes secondaires normaux intervenant dans le circuit et, enfin, les phénomènes parasites. Ces 20. dernières beaucoup plus subtiles seront d'autant mieux cernées que ceux qui précédent auront été mieux étudiés. Cette façon de procéder n'est peut être pas la seule, toutefois elle nous a toujours parfaitement réussi, car elle nous a permis de pondérer l'influence des divers paramètres dans un résultat expérimental, et souvent de chiffrer leurs divers ordres de grandeur, en fonction des bases de temps. 25. Les bases de temps sont des circuits qui délivrent des signaux simples dont l'amplitude est définie de façon précise en fonction du temps. Par voie de conséquence, la mesure à un instant donné de l'amplitude de ce signal périodique donne la valeur du temps écoulé depuis son origine. Si l'on prend sein de déclencher ce signal périodique à l'origine d'un phénomène et l'amplitude du signal de mesure permet de chiffrer en unités de temps l'évolution de ce 30. phénomène. La forme idéale du signal de base de temps est une droite. Ceux principes fondamentaux régissent la conception des circuits de base de temps: 1 }. Base de temps produisant une de tension ein linéaire en, rorct: rcn d du temps Dans ce cas, le circuit, si compliqué soit-il, a pour but de charger un condensateur à courant constant. La tension aux bornes du condensateur s'écrit au bout du temps t: u = q/C = if/C. Pour que la variation de u soit proportionnelle au temps, il faut que i soit constante. 2 ). Base de temps produisant une variation de courant linéaire en fonction du temps 5. Dans ce cas, le principe de réalisation des circuits consiste à brancher une inductance aussi peu résistante que possible aux bornes d'une source à tension constante. Exemple: Soit une inductance de 1 H, placée aux bornes d'une tension continue de 1 V. Lorsque le courant atteindra la valeur de 1A, le temps écoulé depuis l'application de la tension sera égal à 1H x 1A 10. t = = 1s (2.52) 1V Nous avons volontairement choisi cet exemple car il s'accorde avec la plus récente définition du henry dans le système moderne (SI) d'unités. Les limitations de la précision de ce schéma sont fixées par la valeur de la résistance R. 3 ). Exemple de circuit (simplifié) de balayage R0C0 15. Lorsqu'on applique la tension continue E, le condensateur se charge suivant la loi bien connue: - liRpco u=E(1 e) Lorsque u atteint la tension d'ionisation u, du thyrathron T, le condensateur se décharge à travers r Le thyrathron e comporte comme une force contre-électromotrice en de faible 20, impédance et si r -Ro, la décharge est rapide et l'emporte sur l'écoulement de i à travers R,. L'évolution de u pendant la charge sera d'autant plus rectiligne que i variera peu, ce qui aura lieu tant que u E. A la décharge, lorsque la tension u devient suffisamment faible. le thyratron se désionise et le phénomène recommence. Un phénomène perturbe cette belle harmonie: le bruit de quantification lié non seulement à 25. la précision de L'instr. ment de mesure, mais surtout à sa sensibilité par rapport à l3 perception réelle par ledit instrument du signal recueilli; mais encore par sa traduction en données numériques utilisables dans 'es différents traitements et post- traitements de l image calculée. (2.53) 2889750 72 2.13. Estimation du Bruit de quantification: atténuation et densité photonique L'imagerie scanographique par transmission de l'art actuel table essentiellement sur le coefficient d'atténuation photonique pour la catégorisation de voxel, tandis que la Stéréosca- 5. nographie 4D permet d'introduire par le biais du signal produit par chaque photon ou groupes des photons (ou impulsion du signal périodique) d'un rayon incident transmis un nouveau concept d'imagerie en densité photonique , grâce d'une part à la mesure impulsionnelle des inflexions du signal périodique et d'autre part à la disparition des septa de cloisonnement intercellulaire au niveau du réseau de détection des rayons X. Cette dernière innovation de 10. capteur plan est introduite avec la nouvelle description ci-après de la Stéréoscanographie du dispositif de la présente invention. barrettes z Zi Z2 Z3 Z4 75 Z6.. Z Nbre de photons pk p P2 P3 P4 p5 P6 pr, 15. Supposons que la loi de distribution aléatoire du nombre des photons [(x) z]pz soit donnée sous la forme d'un tableau, ou chaque colonne représente une ligne (barrette) du réseau de détection du dispositif de scanographie hélicoïdale multicoupes ou une ligne matricielle par angle de vue d'un Stéréoscanner 4D volumétrique du dispositif de la présente invention (dont on sait, tel qu'il ressort de la figure 4) que la distribution suit la loi gaussienne normale de 20. distribution). Considérons une fonction de la variable aléatoire z, y = f(z). Les valeurs de la fonction yk = f(zk) seront les valeurs aléatoires de y. Soit f(z) et en vertu du théorème selon lequel la densité de la variable aléatoire z(pz), alors la probabilité pour que la valeur de la variable aléatoire pz tombe dans un certain intervalle [43] est égale à l'intégrale définie de la fonction 25. P(a Quand cette valeur minimale n'est pas atteinte il se produit du bruit au détriment du signal (contenu formel). D'où le deuxième théorème selon lequel, la probabilité pour que la valeur aléatoire discrète pz prenne une valeur appartenant à l'intervalle [a] d'une barrette est égale à l'accroisse-5. ment de la fonction de répartition sur cet intervalle, P(a Exprimons la probabilité pour que la variable aléatoire pz tombe dans l'intervalle [a[3] P(a La probabilité d'appartenance d'une valeur de la variable aléatoire à un intervalle donné en périphérie d'une distribution gaussienne tombe rapidement non seulement dans l'intervalle (a,b) d'une ligne matricielle (= 'barrette') périphérique d'un système matriciel (= 'multibarrettes') ; mais, aussi avec la diminution de ta largeur de ligne matricielle (= barrette plus fine), dz, 15. aggravée par la conicité du faisceau et la difficulté d'enfiler les rayons dans l'axe des septa intercellulaires. D'où la mise au point des systèmes de faisceau de balayage à foyers commutant de l'art ancien. La suppression des septa permet déjà de se passer de cet effet des septa intercellulaires sur la détection des rayons X et sur la contribution de ces derniers au signal, mieux évalué par impulsions et densité photonique (contenu formel) que par coef- 20. ficient d'atténuation (contenu). Ce bruit de quantification est d'autant plus faible que le nombre de niveaux possibles d'échantillonnage est grand, c.-à-d. que le nombre des impulsions ou chiffre de chaque groupe de code est grand et qu'il n'y a pas d'effet des septa au niveau d'un système cohérent de récepteur (= capteur plan). Le dispositif de la présente invention tend à supprimer sinon à 30. réduire la part du bruit, en agissant sur les principes énumérés ci-dessous: 2.13.1. Suppression de bruit de quantification du contenu formel - Le sous-echantillonnage chronique entraîne nécessairement le bruit, particulièrement en présence d'un grand pixel inadapté, comme dans l'état d'art actuellement. A contrario, le signal périodique accru par un double échantillonnage aux dépens du bruit entraîne une excellente richesse d'information et des détails dans les images et le calibrage par harmonisation des influences des deux sources sur le récepteur. Le bruit additionnel traditionnel (repliement des fréquences, distorsions géométriques et para- 5. !faxe d'interpolation) est réduit ou même supprimé, selon la théorie d'efficacité de rendement quantique de Rose (A. Rose: Vision -- Human and Electronic. New York: Plenum; 1974), lorsque le rapport S/B (signal sur bruit ou SIN) est trois fois plus élevé. De cela nous avons défini un coefficient, celui de t l'efficacité quantique de détection optimale a, k, du récepteur du dispositif de la présente invention (C'est l'éclairement du réseau de détection qui donne 10. le meilleur rendement quantique, DQE, (Detective Quantum Efficiency)). Pour atteindre ce but, la nouvelle scanographie ne devait pas être entièrement conçue sans aucune dépense marginale. Les mesures du spectre d'intensité du bruit (NPS) ont été faites en exposant les détecteurs du dispositif de la présente invention à un rayon uniforme de radiation, en mesurant simultanément l'irradiation dans la partie inférieure du champ. Le NPS a été déterminé 15. par l'analyse bidimensionnelle de Fourier des données d'image. En téléphonie par exemple: Soit n ce nombre on peut distinguer 2^ niveaux et on montre que le rapport signal/bruit pour un signal sinusoidal d'amplitude maximale est de l'ordre de: S/B = 6n +3 dB. Un mode à 5 chiffres (32 niveaux) donne ainsi un rapport signal sur bruit de 33 dB; ceci est très suffisant et assure une intelligibilité parfaite de conversation téléphonique. On 20. peut en effet s'en contenter! Par contre, un code à 7 chiffres (128 niveaux) donne un rapport signal sur bruit de 45 dB, ce qui assure une excellente qualité téléphonique (hifi). C'est pourquoi en général on utilisa pratiquement pour la téléphonie de codes à 6 ou 7 chiffres binaires. L'expérience le prouve avec le tracé de la figure 7. 25. 2.13.2. Trois questions peuvent nous aider à comprendre cette problématique: É Quel genre de la relation y'a-t-il entre échantillonnage de l'objet et reconstruction de l'image ? É Quel genre de la relation y'at-il entre la discr, tisation de l'objet et la résolution longitudinale et temporelle ? É Y'a-t-il finalement quelque chose, une lien par exemple, entre le mode d'acquisition (3-D ou 4-D) et la résolution spatiotemporale ? De ces trois questions, la science fait apparaître que (met en évidence) les limites spatio-temporelles dans lesquelles la rationalité scanographique s'est, depuis le début, enfermées. Et combien de distorsions, tout à fait tolérables dans le référentiel 3D {x,y,z} tant qu'il y aura une démarcation rendant désormais évident l'importance d'une grande ouverture d'angle co- 5. nique du système. Nous pouvons successivement considérer les conséquences sur: 1 Processus de reconstruction. Bien qu'en théorie les méthodes de reconstruction analogiques soient possibles, en pratique ce sont les techniques numériques qui sont employées sur tous les dispositifs commercialisés. Ainsi, le processus de reconstruction basé sur des mesures élémentaires échantillon- 10. nées m par projection et p la projection par acquisition sera m x p mesures par acquisition conduiront à une matrice d'image, dont le contenu de chaque pixel représente le coefficient d'atténuation d'un volume (voxel), dont la section est égale au pixel (0.5 à 2 millimètres de côté) et la profondeur est égale à la largeur du faisceau des rayons traversant le patient (la gamme: 1 à 10 millimètres) par coupe. 15.2 Les Aspects de reconstructions comprenant: Correction de profils; compensation électronique; normalisation des données et calibrage des détecteurs, etc., ou prétraitement. Convolution de chaque profil corrigé ; et Rétroprojections (les seules vraiment nécessaires en mode quadridimensionnel de 20. vitesse constante de va et vient du stéréoscanner hélicoïdal). 3. Exposé de l'invention 25. L'invention concerne un dispositif bidimensionnel de détection des rayons constitué dans un de mode préférentiel d'agencement en capteur plan semiconducteur en connexion avec un système particulier de double acquisition bidimensionnelle simultanée des données des fréquences d'impulsions du signal périodique et des données d'amplitudes du signal, constitué dans le mode préféré de réalisation, des systèmes de transfert de charge d'une part et d' 30. un système de lecture des données avec deux microprocesseurs 64 bits (p. ex. AMD 64 3500 +) intégrés en parallèle et une multitude de mémoires internes et vives (type 1024 Mo DDR 4400 C2,2 Corsair; SRAM (1 à 16 Mbit) ; Flash (Nor- et Nand-Flash) : 16 Mbit à 128 Mbit) aptes à emmagasiner les données en pipeline au fur et à mesure de leur acquisition sous la forme de matrices bidimensionnelles des données des spectres de fréquences (gamme fréquentielle) d'impulsions et d'amplitudes (gamme dynamique) des mêmes impulsions du 5. signai distribuées par angle de vue de balayage hélicoïdal, dans le référentiel volumétrique 4D(x,y,z,t) de distribution spatio-temporelle du dispositif de la présente invention. Les données recueillies sont stockées sous forme numérique autorisant l'affichage sur écran moniteur ainsi que le traitement d'image. Dans l'autre mode de réalisation le capteur plan semiconducteur est constitué de deux pie- 10. ques supraconductrices reliées par une très mince couche d'isolant pour réaliser un effet Josephson et permettre une mesure de l'énergie électrique emmagasinée dans le réseau vortex de la plaque la plus superficielle servant de substrat ou associé à un substrat sensible aux rayons X et recueillant l'énergie radiante par franges ou impulsions (contenu formel). L'objectif de cette invention est en effet de fournir un dispositif de détection de haute et de 15. très haute définition ainsi que des procédés de mise en oeuvre apte à produire des données d'image par impulsion du signal périodique permettant la reconstruction d'emblée tridimensionnelle d'images en ligne à partir des données volumétriques de balayage hélicoïdal, sous forme d'une matrice 3D, en Stéréoscanographie hélicoïdale 4D multicoupes et multisources et particulièrement en scanographie volumétrique du dispositif de la présente 20. invention. Elle prolonge en cela, améliore et précise, en matière de compacité forte d'échantillonnage inhérente au système stéréoscopique multiscan, les demandes de brevets n 00/17333 - 2 819 140 et 01/16812 - 2 834 179, en ce qui concerne les autres aspects de réalisation de haute et très haute définitions de cette invention tout comme la demande 00/17335 - 2 819 141, en ce qui concerne le tube à rayons X stéréoscopique et stéréographi- 25. que multiscan utilisé à cet effet, dans le stéréoscanner et le polystéréoscanner et dont les priorités, remontent au 29 décembre 2000 et 24 décembre 2001 respectivement. La forte compacité d'échantillonnage et du signal détecté du dispositif de la présente invention est ici synonyme de grande précision avec pour conséquence que la distribution spatio-temporelle de l'image est proche de la distribution même de l'objet, dans le référentiel 30. 4D {x,y,z,f}, conduisant à une imagerie de haute fidélité ainsi qu'à une topologie d'image aussi proche que possible de la topologie de l'objet échantillonné. Ce que ne permet pas la divergence des rayons coniques (conicité du faisceau de balayage en TDM 3D) et surtout la diffusion divergente des rayons incidents transmis par l'objet exploré. Mais, c'est justement ce qu'autorise par contre la convergence de la vision binoculaire du double faisceau stéréoscopique du dispositif de la présente invention; vision binoculaire à laquelle s'ajoute tout naturellement les effets d'interférence et de la diffraction, dans les conditions précises d' 5. irradiation (réalisée) décrites ci-après. Pour ce faire le système informatique du dispositif de la présente invention est doté d'un double canal monté soit en parallèle avec deux microprocesseurs de 64 bits chacun soit encore avec le nouveau microprocesseur à double coeur (dual core) pour effectuer simultanément des calculs horizontaux des gammes de fréquences (transformée 2D de Fourier pour le spectre de fréquences) en même temps que 10. des calculs verticaux d'amplitudes (spectre d'amplitudes) des signaux, en plus ou en lieu et place du traditionnel système ADC, connu dans l'art. Dans le mode de réalisation dit multicoupes du dispositif de la présente invention, déjà exposé en détail dans ses modes préférentiels de réalisation, dans la demande de brevet (n 00/17333 - 2 819 140) référencée 12], les données brutes acquises par ledit dispositif en 15. utilisant un réseau de détecteurs multirangées comprennent donc des données de CT scanners multicoupes, tel que décrit dans les demandes antérieures de brevet, mentionnées ci-dessus, doté d'un tube stéréographique multiscan; tandis que dans les modes de réalisation de haute et de très haute définition du dispositif de la présente invention, les données brutes sont acquises au moyen des capteurs plans à base d'un récepteur semicon- 20. ducteur doté, dans le premier cas, des systèmes CCD de transfert des charges, et, dans le deuxième cas, d'un couple des plaques semiconductrices supraconductrices de type Il ou non, aptes à détecter les rayons X incidents en un réseau d'interférence et de diffraction d'au moins deux faisceaux de balayage synchrones et isospéctraux, délivrés par le tube stéréoscopique multiscan du dispositif de la présente invention, avec préservation de l'addi- 25. Lion d'intervalles des coupes et de l'invariance proportionnelle de C2T2 R2 ou énantiomorphisme de projection objet image, défini par la symétrie g, 43 = g1 (3.1). Cette relation signifie qu'un dispositif est d'autant plus performant qu'il détermine avec exactitude les repères spatio-temporels des événements qui se produisent dans son milieu d'immersion. Dans ce dernier aspect du dispositif de la présente invention, !es phénomènes optiques d'in- 30. terférence électromagnétique détermine un maillage du capteur plan avec des zones précises d'addition d'ondes électromagnétiques stationnaires se comportant comme autant d'impulsions élémentaires du signal périodique sur la surface du capteur, qui dans le mode de réalisation intégrant d'une part une plaque supraconductrice de type Il est apte à permettre une lecture directe du plan dudit capteur pian dans son état vortex, tel que dans l'espace k de Fourier en scanographie par rémanence magnétique (RM). D'autre part, ce capteur plan du dispositif de la présente invention est dans un autre mode de sa réalisation du type semiconducteur doté d'un système de transfert de charge, qui pour la simplicité de la 5. présentation sera le seul mode de réalisation décrite ci-après. La lecture simultanée de cette surface de topologie des interférences électromagnétiques du dispositif de la présente invention par transformée (partielle ou complète) de Fourier du spectre de fréquence, d'une part, et par transformée (partielle ou complète) du spectre d'amplitudes respective des signaux, permet, d'autre part, d'inscrire de façon instantanée et 10. par angle de vue du parcours hélicoidal du faisceau de balayage, chaque impulsion dans une case d'une matrice bidimensionnelle et d'acquérir d'emblée à l'issue d'une gravitation complète ou d'une série de gravitations du statif le volume balayé en entier, en half scan (au terme d'une demi rotation de 180 par gravitation dudit tube multiscan), ou mieux, en full scan (au terme d'une rotation complète de 360 par gravitation du tube multiscan). Ces différentes 15. matrices 2D topologiques angulaires des interférences électromagnétiques avec leurs modules et leurs coordonnées angulaires respectifs permettent ensuite de constituer par transformée 3D de Radon, au moyen des formules exactes telles que celles proposées par Grangeat dans les références 11, 12 et 13, une matrice tridimensionnelle (3D) à l'issue du balayage d'un volume donné choisi et d'avoir une représentation tridimensionnelle cohérente 20. de l'ensemble (ou image 3D), non basée sur un empilement multiplanaire des coupes, mais avec pour point de départ la matrice 3D, en supprimant ainsi les césures trop fréquentes dans le volume inhérentes à l'imagerie tomographique 3D en coupes exclusives du référentiel de distribution spatiale 3D ix,y,t), dans le contexte d'un faisceau conique de balayage essentiellement divergent de l'art ancien, responsables entre autres des arféfacts en marches 25. d'escalier, qui conjuguent effet de borda un discret cisaillement imputable, malgré la longue apnée généralement observée, aux mouvements physiologiques intermédiaires. La technologie 4D du référentiel {x,y,z,t) du dispositif de la présente invention est avantageusement mise à profit ici, dans les aspects de réalisation décrits antérieurement dans les demandes de brevet susmentionnées, du phénomène de convergence des rayons biconi- 30. ques du tube stéréographique multiscan, dont on sait qu'il redresse mieux et de façon optique l'obliquité du faisceau conique en périphérie du récepteur (cf. figure 8), s'agissant de l'imagerie en coupes exclusives de l'art ancien, à telle enseigne que l'on peut se permettre, sans encombre, des largeurs constantes de barrettes de 100 à 250 pm, y compris hors isocentre en périphérie du réseau de détection (off isocentre), avec le dispositif de la présente invention. L'utilisation du dispositif pour réaliser a posteriori une imagerie mufticoupes, ou en tomographie assistée par ordinateur, utilisation rendue possible par les coordonnées précises, en di- 5. direction de z, du référentiel 4D (x,y,:,t) a également été décrite antérieurement dans les demandes de brevet citées ci-dessus du dispositif de la présente invention. De telles coordonnées, stables dans le temps pour un double rayonnement croisé du dispositif de la pré-sente invention, permettent en effet de reconstruire a posteriori des coupes avec toutes les données brutes répondant à ces coordonnées sans aucun besoin prétraitement des données 10. mais par simple sélection des données dont les coordonnées xi, y;, z,, tr coïncident avec le plan choisi de coupe 2D, quel qu'il soit: axial, frontal, oblique, sagittal curviligne, etc. Par ailleurs, il est techniquement parlant difficile, en raison de la limite physique de l'angle conique de balayage, d'aligner avec la technologie 3D un grand nombre de détecteurs sur un même réseau de barrettes de détecteurs, et quand on y parvient il y aurait plus de barrettes 15. OFF en périphérie du dispositif qu'il y en a qui sont ON, aux environs de l'isocentre, dès que l'on cherche à affiner les coupes. Garniture plus souvent gadget qu'effectivement utile, dans la mesure où l'on ne peut s'en servir que pour faire de coupes épaisses grossières moins informatives qu'en tomoradiographie. A contrario, il n'est pas techniquement facile non plus de construire en scanographie une cellule de détection la plus fine possible tout comme il est 20. difficile, du point de vue physique, d'avoir par après un grand nombre des rayons pénétrants dans les différentes barrettes très minces, sans s'exposer dangereusement aux bruits de quantification, dans la mesure où les septa devenant plus nombreux dès qu'on affine encore plus la largeur des barrettes et qu'on augmente leur nombre au millimètre de la largeur du réseau, l'essentiel de l'éclairement des rayons transmis risque d'être dans ces conditions ab25. sorbés par les septa intercellulaires; mais un capteur plan, tel que dans le dispositif de la présente invention, est relativement facile à mettre en oeuvre et n'est pas handicapé par les effets des septa intercellulaires, puisqu'il n'y en a pas, surtout si les rayons incidents dudit dispositif sont en plus redressés de façon optique, comme illustré dans la figure 8, et que ('imagerie d'addition des rayons provenant des deux foyers d'anode différents du dispositif 30. de la présente invention se fait essentiellement en densité photonique entre les franges d'interférence de ces deux sources, proportionnellement à l'amplitude individuelle des impulsions du signal périodique réparti sur l'ensemble de l'espace k de lecture de Fourier. Améliorant avantageusement, suite à l'expérience acquise, chaque barrette élémentaire du capteur décrit dans la demande de brevet n 00/17333 - 2 819 140, dans un aspect de réalisation du dispositif de la présente invention, grace aux moyens de transfert de charges, charge-coupled devices (CCD), par arrangements linéaires sur un substrat plan des capa5. cités métal-isolant-semiconducteur (MIS ou MOS) fonctionnant en mode haute fréquence apte à recueillir l'énergie des rayons X transmis. Innovant en intégrant avantageusement, dans un autre mode de réalisation du dispositif de la présente invention, les supraconducteurs de deuxième type plongé dans un état vortex, comme récepteur plan des rayons X, apte à appréhender l'ordre de grandeur de la demi-Ion- 10. gueur d'onde d'énergies captées des rayons X, dans le réseau d'interférence et de diffraction des faisceaux incidents de balayage lors de leur impact sur le plan de détection et de lecture (espace k de Fourier) ou impulsion du signal périodique. Avantageusement le dispositif de la présente invention comporte, dans l'un et l'autre des applications exposées ci-dessus, un circuit électronique de mesure doté d'un (dual cote) ou 15. de deux microprocesseurs 64 bits (famille RISC), selon le mode de réalisation, apte(s) à opérer simultanément et en parallèle sur deux tâches distinctes, et un circuit de lecture (circuit intégré) qui est dépor-té du faisceau incident par l'intermédiaire d'un support de connexion, qui parcours toute la surface du capteur, ligne par ligne (en l'occurrence un circuit intégré supraconducteur), de sorte que la lecture de l'ensemble du plan récepteur est lu de 20. façon simultanée, en fréquence et en amplitude, pour lensemble de la matrice 2D correspondant à un angle de vue donné. L'instant d'après le système lira le plan matriciel bidimensionnel de l'angle de vue suivant et ainsi de suite pour parvenir à une matrice 3D par la transformée de Radon, des données brutes des différents angles de vue en fonction de la largeur du volume exploré choisi en entier. 25. Le dispositif de la présente invention est apte à acquérir des fonctions g p des quatre coordonnées de l'espace x,y,z,t par degré d'angle de gravitation complète en un ensemble des données d'images bidimensionnelles doubles sur 360 voire même sur 180 qui se distribuent simultanément en deux matrices 2D simultanées: lecture du plan de Fourier en fréquences et en amplitudes. Les matrices 2D des données acquises par angle de vue ainsi 30. constituées résultent des impacts des rayons diffractés de l'énergie radiante transmise par l'objet exploré et sont en interaction interférentielle, conformément à leur double origine; interférence traduite par des franges d'addition des photons des rayons atténués dont le maillage très fin permet d'isoler des impulsions infinitésimales du signal périodique et d'en décomposer les spectres de fréquences et d'amplitudes respectifs dans les quatre directions x,y,z,t de l'espace-temps. Proportionnelles à l'atténuation de l'énergie radiante des rayons incidents captés par le dispositif de la présente invention, sous formes d'addition d'ondes stationnaires (cf. figure 12) d' 5. énergie électromagnétique sur la surface de détection, ces impulsions sont la réponse élémentaire du récepteur aux stimulations photoniques (= signal élémentaire) sur un point image (pixel) des dimensions isotopiques dx, d y, dz, et des coordonnées spatio-temporelles x, y, z, t, précises, mais aussi le résultat de l'échantillonnage d'un point de l'objet (voxel v(dx, dy, dz,dt)) des coordonnées spatio-temporelles précises x,, y;, t;, par une succession des photons du 10. rayon considéré dans le référentiel 4D {x,y,z,t} du dispositif de la présente invention. L'invention concerne également un procédé d'imagerie et de mise en oeuvre de ce dispositif, caractérisé en ce que, à partir d'une seule dose extrêmement réduite de rayonnement ionisant permettant de réaliser une double acquisition d'emblée volumétrique des fonctions go, sous forme de spectre des fréquences spatiales des signaux et sous forme de spectre 15. d'amplitudes des signaux, aptes à permettre secondairement de procéder à une tomographie assistée par ordinateur (CAT imagerie en coupes axiales de position z et t très précises, mais aussi des coupes dans tous les autres plans quelconques de l'espace). La hauteur de coupe axiale dz pouvant être choisie après l'étape d'acquisition, en fonction de la longueur choisie du train d'ondes et en fonction de la zone d'intérêt exploré, mise en évidence au moment de 20.1a reconstruction 3D d'images volumétriques; en réalisant lesdites coupes 2D dans n'importe quelle direction de l'espace, par la contribution d'un nombre choisi de valeurs de la matrice isotropique de Radon correspondant exactement aux coordonnées 4D du plan choisi dans le référentiel 4D;x,y,z,t) du dispositif de la présente invention. Ce qui correspond parfaitement à (a bonne définition d'une métrique isotopique; ceci quelle que soit ('épaisseur voulue de (a 25, coupe qui peut aller de 1 A à 2.500 A , selon la puissance informatique embarquée pour le calcul de la matrice 3D isotropique de Radon et donc du nombre d'harmoniques mises à contribution à la définition du point échantillonné ou du voxel 4D, v(dx,dy,dz,dt). dz peut être augmentée pendant l'acquisition en sommant la réponse de plusieurs pixels tridimensionnels (3D) sur une ligne de hauteur de coupe donnée, sans arbitraire quant à la position en direc- 30. tion de z, mais dans le respect des coordonnées précises du référentiel 4D (x,y,z,t) des points image contribuant à l'image 2D ou 3D à reconstruire. Aucun reformatage 2D ou 3D, tel que prévu dans le référentiel 3D (x,y,t) de l'art n'est donc possible par incompatibilité des référentiels 3D et 4D respectifs. Il y a à cela des impératifs incontournables: un contenu formel précis de l'image en relation étroite avec des coordonnées spatio- temporelles définis non seulement par les intervalles d'échantillonnage et donc les voxels quadridimensionnels (4D) de l'objet exploré précisément repérés mais aussi des points images également repérés de façon précise dans le référentiel 4D (x,y,z,t}. Sachant que des voxels 4D donnent des pi- 5. xels 3D, en Stéréoscanographie tomographique et volumétrique 4D dudit référentiel {x,y,z,t}. Ce pixel isotropique tridimensionnel, dans une matrice elle-même tridimensionnelle (3D de Radon), est la garantie d'une imagerie volumétrique de très grande valeur ajoutée, en termes de qualité d'image et de représentation tridimensionnelle de l'objet, en même temps qu'il réconcilie la science diagnostique radiologique avec ses fondamentaux: la richesse de l'inter- 10, mation dans le contenu formel de l'image et meilleure narrativité iconique. La Stéréoscanographie 4D tomographique et volumétrique vint, pourrait-on dire, et la quête iconoiétre de l'esthétique et de l'image pour l'image, autrement appelée imagerie (figuration), aura ainsi vécue! Cette parenthèse qui a longtemps perduré peut se refermer sur un retour en grâce du Radiodiagnostic (science diagnostique) et de la sémiotique radiologique fine, microscopique 15. au besoin à l'ère où la science diagnostique tend à descendre à l'échelle moléculaire. Contrairement à l'art ancien, où une première coupe est donnée par reconstruction d'image de la réponse des pixels 2D de la première colonne de tous les détecteurs plans, qui résulte en une coupe 2D, le dispositif de la présente invention acquiert en même temps, dans l'un de modes préférentiels de réalisation déjà décrits dans les demandes antérieures citées ci-des- 20. sus, autant de coupes simultanées qu'il y a de lignes matricielles (p.ex., M-100, M-150, M-300, etc.) sur le réseau 2D de détection; la hauteur de coupe étant définie par la dimension du pixel 3D élémentaire, p(dx,dy,dz), la visualisation de l'image à partir de la matrice 3D de Radon permet d'envisager avec le dispositif de la présente invention, en fonction de l'évolution technologique de l'outil informatique associé, la radiostéréoscanoscopie 4D vole- 25. métrique en temps réel destinée à l'inspection physiologique au cours d'une exploration de tout organe dans son contexte fonctionnel, sans modifier au besoin l'activité physiologique dudit organe. L'étude d'une artériographie n'est-elle pas plus agréable, plus confortable et surtout efficace et intelligente, lorsque l'on peut l'éclairer avec des données hémodynamiques (radioscanoscopiques ou cinématographiques) ? Le malade est ainsi mieux compris, la mala- 30. die bien appréhendée; et le traitement ne devient-il pas enfin raisonné ? La capacité informatique (processing power) devient ici le seul facteur limitant du dispositif de la présente invention. 1! peut être apprécié que si la matrice 2D carrée acquise à chaque angle de vue est seulement de 10242, par exemple, 1 048 576 fonctions go seront acquises deux fois simultanément par angle de vue: une fois à partir du spectre de fréquences et une deuxième fois à partir du spectre d'amplitude. Supposons que cet échantillonnage se renouvelle tout le degré de gravitation, il y aura à l'issue d'une gravitation 377 487 360 valeurs x 2 devant servir à constituer deux matrices 3D distinctes par la transformée 3D de Radon (Cet 5. exemple est celui d'un aspect de réalisation de bas de gamme de la technologie micrométrique du dispositif de la présente invention, qu'il faut revoir à la hausse pour un haut de gamme (20482, p.ex.) et surtout pour la technologie nanométrique du dispositif de la présente invention). Une première matrice 2D dudispositif de la présente invention donne l'intensité du signal en nombre de bits (à partir d'un processeur du type AMD 64 3500 +, p.ex.) voire en 10. nombre des photons pour le spectre d'amplitudes, et une deuxième matrice 2D (idem processeur AMD 64 3500, p. ex.) pour le spectre habituel de fréquences, avec des moyens d'avance de la table dans le sens crânien classique, en exploration simple, et des moyens d'avance et de recul, selon les phases rapides d'acquisition, en exploration multiphasique. On conçoit parfaitement que cette haute technologie du dispositif de la présente invention 15. puisse n'utiliser la puissance informatique que pour accroître ses performances propres sans autre ajoute que ses processeurs de calcul éclatés par angle de vue ainsi que la capacité de l'unité centrale (CPU) à triple microprocesseur et carte graphique 3D, tel que dans les derniers jeux vidéo, pour mettre sur pied la double matrice 3D de Radon, à partir de laquelle de logiciels plus évolués de visualisation permettront d'accéder aux différentes nouvelles possi- 20. blutés du post-traitement conforme à la 4e dimension de l'espace-temps et d'ôtre capable d'utiliser les données des matrices 3D de Radon et des pixels image 3D. De plus la vision binoculaire du dispositif impose de considérer à chaque fois une double projection synchrone de données des matrices 3D de Radon pour une visualisation adéquate des images conformes aux conditions de prise de vue au moyen d'un double faisceau de balayage du dispositif 25. de la présente invention. Il sera apprécié qu'un triple processeur de 192 bits au moins (trois double processeur de 64 bits ou encore trois double coeur (dual core)) équipe le CPU du dispositif de la présente invention et fasse le travail jusque-là dévolu aux consoles de post-traitements, tandis que des systèmes micro-ordinateurs associés calculent les matrices 2D des données par angle de gravitation (= réunion du traitement et du post-traitement dans la 30. consoles de commande du scanner). Les consoles de post-traitement classiques n'auront plus que le rôle de serveur (terminales d'affichage) de l'unité centrale, la base de toute opération étant la console de commande de l'appareil et son CPU, et pourront également s'occuper du post-traitement pour permettre un workflow plus rapide de la console de commande. Sinon l'invention permet quant à elle de descendre toujours plus et à tout moment de l'évolution de la technologie informatique en s'adaptant à la capacité information du moment 5. dans l'infiniment petit, grâce au maillage d'interférence de l'ordre 0,5 A 0,1 A dans un aspect de réalisation ou plus modestement d'obtenir des mesures avec une résolution fine due au faible espacement entre les lignes de détection du dispositif de la présente invention, dans toutes les directions de l'espace-temps, de l'ordre de 100 à 250 pm 5 pm; alors que dans les dispositifs de l'art ancien, la précision, sachant que le sujet exploré se déplace avec 10. la table par rapport à la couronne de détection, est, dans le sens longitudinal de déplacement du sujet, de l'ordre de quelques mm (SD = 3 à 5 mm), sans compter l'erreur sur les différentes opérations algorithmiques intervenant dans le pré-traitement des données d'image et sans compter les mouvements physiologiques. II sera apprécié que la présente invention vise à se défaire de ces algorithmes afin de multi plier au plus, toute chose égale par ailleurs, la 15. vitesse et le temps d'exécution scanographique par 106 à 1010 et d'affecter toute la puissance informatique uniquement à la seule reconstruction 3D de l'image volumétrique dynamique, au besoin en temps réel, en vue d'une inspection physiologique d'emblée en temps réel par radiostéréoscanoscopie volumétrique. Pour être correctement résolu, un problème doit poser les objectifs à atteindre; dans le 20. domaine radiologique, nous devons exprimer les paramètres physiologiques à mesurer; puis nous devons rechercher les tests permettant d'accéder à ces mesures, au lieu de chercher à figer le temps par quelques artifices de synchronisation et de prendre ainsi le chemin inverse. Bien souvent, en effet, il est procédé de manière opposée au bon sens, du fait du matériel déjà existant ou imposé par le marché (avec ses innombrables paramètres d'images et de re- 25. constructions d'images, qui sont autant des facteurs (imitants du système auxquels il nous est proposé de nous adapter et d'adapter nos procédures exploratoires par 1a protocolisation et le protocolisme). Ces anachronismes de l'art sont certainement en rapport avec la présence ou l'absence, d'un point de vue strictement technologique, d'un système vraiment efficace. Le dispositif de la présente invention peut non seulement être utilisé en tomographie 3D (ima- 30. gerie 2D en coupes) et en scanographie volumétrique 4D (imagerie 3D d'emblée et accessoi- rement 2D pour préciser certains aspects diagnostiques et fonctionnels de la lésion organi- que) médicales, mais aussi pour réaliser un contrôle non destructif, en tomographie 4D et scanographie volumétrique industrielle, ou encore en imagerie de fusion TEP-Scanographie 2889750 85 ou SPECT- Scanographie. L'intérêt essentiel est, alors, que la dispositif de la présente invention permet de réaliser non seulement un gain en temps considérable pour contrôler un volume donné et de détecter une zone en défaut, par exemple en tomographie 4D assistée par ordinateur ou en scanographie volumétrique 4D de propulseur de fusée, dans l'inspection 5. de fuselage d'aéronef, ainsi qu'en tomographie et scanographie 4D de céramique, etc. Mais encore le dispositif de la présente invention affine toutes ces explorations dans le moindre détail grâce à la grande performance de son pouvoir séparateur par rapport à l'art actuel. 1o. 4. Brève description des dessins Pour simplifier la schématisation du dispositif de la présente invention qui va suivre, l'exemple généralement considéré ci-après sera celui de la 4D stéréoscanographie par transmission X à tube stéréographique multiscan, expressément limité à deux sources synchrones isospéctraies, décrites dans nos demandes de brevet antérieures (EP 2819141/00 17335; 2819140/ 15. 00 17333 et 2834179/01 16812) ; se référer aux descriptions spécifiques référencées à la fin de la description pour plus de détails, sur des points déjà décrits précédemment). La figure 1 Projection conique d'un tube à rayons X collimaté dans le pian x,y (échantillonnage de l'objet à intervalles réguliers dx et dy sur une fenêtre temporelle At) et schéma de conformation en éventail (5), dans le plan x,y, du faisceau conique de balayage 20. pour épouser exactement le réseau de détection des rayons X transmis (9) par l'objet exploré (2). On peut apprécier que la quantification photonique s'effectue uniquement dans deux directions de l'espace x et y et selon des intervalles Lux et Ay que sont les dimensions du pixel 2D du récepteur sur lequel se moyennent les différentes contributions photoniques à l'atténuation des rayons X transmis non seulement en TDM 2D (ou séquentielle) mais aussi 25. en TDM 3D mono- et multicoupes à faisceau collimaté La figure 2 schématise le dispositif de collimation primaire (2a) du faisceau de balayage de la tomodensitométrie 2D et 3D ainsi que l'enfilement correct des cellules détectrices par les rayons pénétrants, qu'il détermine dans le seul et unique plan x,y de détection des rayons X, au niveau de la collimation secondaire (2b). La figure 3 illustre les incohérences entre la collimation primaire (10) de la figure 3a et les diverses avances de la table par rapport au plan x, y unique de détection, ceci quel que soit le nombre nominal des coupes simultanées tout comme le nombre des canaux (81, 82, 83, 84) d'une TDM 3D hélicoïdale mono- ou multicoupes ainsi que la difficulté à comprendre la notion, différente selon les constructeurs et le locuteur, de pitch dans l'usage le plus courant de l'art. La figure 3b montre différents pitch commerciaux et le chevauchement des coupes qu'ils 5. déterminent en vue d'une accumulation des données d'image. Les figures 4a et 4b montrent l'ouverture du champ du double faisceau de balayage du dispositif de la présente invention, avec possibilité d'échantillonnage en direction de z, ainsi que la courbe gaussienne de distribution 3D de la fréquence d'échantillonnage, dont la décomposition fréquentielle donne une fréquence spécifique à cette même nouvelle direction 10. z jamais explorée auparavant. La figure 5 schématise l'analogie de la figure ci-dessus (cf. figure 4) avec l'Expérience classique des fentes d'Young (a). Sur l'écran g, chacune des fentes FI et F2 donne une tâche de diffraction, les intensités correspondantes en direction x étant lt(x) et 12(x) (traits pleins de la figure (b). Le rapprochement peut non seulement être fait avec le dispositif de la présente 15. invention, lorsque les deux fentes FI et F2 sont simultanément ouvertes, l'intensité 1(x) recueillie sur l'écran n'est pas la somme 11(x) + 12(x) (traits tiretés sur la figure b et c), mais présente des oscillations dues à l'interférence entre les champs électriques rayonnés par F, et F2 (trait plein de la figure c). Mais, ceci est à rapproché également de la figure 4 en ce qui concerne la quantification infinitésimale de la fréquence d'échantillonnage par intervalle très 20. tenu d'échantillonnage choisi, en direction de z, du dispositif de la présente invention. La figure 6 schématise l'effet de la vitesse d'échantillonnage sur la fréquence apparente d'une sinusoïde aboutissant à la falsification des fréquences (aliasing) et au bruit de quantification, tel que cela est connu dans la technologie TDM 3D de l'état de l'art. 25. La figure 7 montre la précision d'échantillonnage à fréquence élevée, 2u, par rapport à l'approximation de la fréquence usuelle u simple. Cette figure administre la démonstration schématique de l'influence d'un suréchantillonnage dans l'exactitude de 1a représentation de l'objet échantillonné, en fonction de la fréquence d'échantillonnage, et finalement dans la précision de distribution spatiale (= résolution spatiale) des points images par rapport aux 30. points échantillonnés de l'objet exploré avec le dispositif de la présente invention. La figure 8 illustre la correction optique d'obliquité des rayons X d'une double source de faisceaux coniques de balayage (a) par rapport à une source unique de faisceau conique (b). Cette figure schématise en effet la correction automatique par l'optique de la conicité du double faisceau de balayage du dispositif de la présente invention (4D Stéréoscanner X), tel que l'on peut l'observer sur deux diagrammes représentant le modèle réduit d'un brise-lames: les rayons résultants de la superposition des ondes provenant des deux sources différentes sont 5. relativement plus convergents que dans le cas d'une source unique où la divergence prédomine. On observe en effet à gauche, le long de OC et des autres lignes épaisses, un renforcement des vagues à partir de P et Q qui produit des crêtes élevées (addition d'ondes) et des creux profonds. On obtient une eau presque calme avec l'annulation produite le long des lignes plus fines. Le diagramme de droite, représentatif de la technologie du faisceau de 10. balayage du système TDM 3D montre qu'aux points A, C et E de la digue placée à l'arrière du brise-lames, les vagues présentent des sommets et des creux très marqués. Aux points B et D, l'eau est pratiquement calme. Mais les lignes résultantes restent très inclinées par rapport au récepteur. La figure 9 illustre le schéma géométrique du pixel 2D et du voxel 3D (polyèdre irrégulier). 15. Cette figure empruntée à McCullough (Radiology 1977; 124: 99-107) illustre ce qu'il faut entendre exactement par voxel 3D et par pixel 2D, en TDM 2D et 3D du référentiel fx,y,t} de distribution spatiale de l'art. La figure 10 schématise des Ondes électromagnétiques stationnaires, comme cela se produit dans le réseau d'interférence. Le champ électrique E des rayons transmis agit sur les 20. porteurs de charge dans un semiconducteur pour donner une densité de courant j, et ensuite un champ magnétique B réagit avec ce curant induit pour donner une force de Lorentz F. La figure 11 montre une expérience dans un tunnel aérodynamique. On y voit l'effet de grille causé par deux faisceaux laser dans un interféromètre utilisé pour visualiser l'écoulement de l'air dans un tunnel aérodynamique. 25. La figure 12 schématise le principe d'addition d'ondes électromagnétique provenant de deux sources différentes d'énergie radiante, tel que dans le dispositif de la présente invention. La figure 13 illustre le schéma de principe de fonctionnement d'une capacité MOS. Sachant qu'une structure MIS sur substrat dopé p (par exemple, sensible aux rayons X) est telle que les charges électriques accumulées à l'interface semiconducteur-isolant dépendent de la 30. tension appliquée: il y a accumulation de trous majoritaires, pour Vc 0, puis inversion au-delà d'un certain seuil de tension. C'est donc le régime transitoire entre deux situations décrites ci-dessus (transfert de charges majoritaires et mise en place du stockage de charge d'inversion) qui est mis à profit dans le fonctionnement des CCD. La figure 14 illustre le schéma de principe de l'interconnexion d'une ligne à deux ou trois phases d'un détecteur avec une électronique de mesure dans le dispositif: Une grille (élé- 5. ment d'un CCD) a une largeur La figure 15 représente schématiquement un CCD à canal ((enterré (BCCD). Le handicap le plus important pour améliorer les performances d'un CCD provient du rôle joué par les dé-10. fauts cristallins (pièges) à l'interface isolant-semiconducteur. La figure 16 schématise de bandes d'énergie sans polarisation (a) et sous polarisation en forte inversion (b) qui permettent de mettre en évidence la distance xp dans le semiconducteur au-delà de laquelle le milieu est électriquement neutre et la distance x; où le niveau de Fermi EF du semiconducteur passe au-dessus de EF1 et donc qu'il devient an . La 15. courbure des bandes dans le semiconducteur représente la variation de l'énergie potentielle des électrons, laquelle décroît depuis xp jusqu'à l'interface en x = O. La figure 17 illustre la détermination d'un point d'échantillonnage par addition d'un nombre donné d'harmonique, tel que dans le dispositif de la présente invention. La figure 18 schématise, en mécanique quantique, une fonction p(x) des trois ondes, dont 20. on connaît la similitude en optique à propos des énergies électromagnétiques, tels que les rayons X émis par deux sources synchrones dont les rayons interagissent. En x = 0, les trois ondes sont en phase et interfèrent constructivement; lorsqu'on s'écarte de x = 0, elles se déphasent les unes des autres et interfèrent destructivement pour x = A x / 2. Sur la partie inférieure de la figure, on a représenté Re ( yr(x) } . La courbe en traits tiretés correspond à la 25. fonction [1 + cos(Ak 12 x)] qui donne I Ji(x)l (c'est-à-dire la forme du paquet d'ondes assez proche de ce qui se produit dans une frange d'interférence, en mécanique relativiste). 5. Exposé détaillé de modes de réalisation L'objectif du dispositif stéréoscanographique 4D volumétrique de la présente invention est de faire entrer la scanographie hélicoïdale multicouches dans des considérations physiques, 5. géométriques et surtout technologiques conformes à l'espace à quatre dimensions (espace-temps) dans lequel évoluent ses moyens d'exploration. La description du dispositif d'invention ne sera pas simple dans la mesure où le paradigme de cette discipline et tout ce qui a été rendu accessible au public avant la date de cette nouvelle demande de brevet entretient dans l'art un certain nombre de confusions sémantiques et syntaxiques, qui nous obligent plus sou- 10. vent que nécessaire à définir d'abord l'acception dans laquelle il faut comprendre les termes que nous-mêmes utilisons afin de rendre l'exposé intelligible exactement dans le sens où il faut le comprendre. Cette précaution j'ai appris à la prendre à mes dépens comme préalable. Une invention n'est-elle pas considérée comme nouvelle que si et seulement si elle n'est pas comprise dans l'état 15. de la technique. J'ai certes souvent exposé la nouveauté que constitue la Stéréoscanner tomographique et volumétrique 4D dans des forums des spécialistes et c'est là que je me suis rendu compte à quel point existait une confusion des mots et des concepts d'usage courant dans le domaine. Une invention n'est-elle pas considérée comme impliquant une activité inventive si, pour un homme du métier, elle ne découle pas d'une manière évidente 20. de l'état de la technique ? A telle enseigne que des gens de très bonne foi finissaient par poser à la fin de l'exposé cette question exaspérante qui vous donne l'impression d'avoir fait oeuvre inutile: mais, on ne voit pas ce vous apporter de différents par rapport aux autres systèmes déjà existant qui se disent isotropiques, dynamiques, en temps réel, etc. Il en est des notions aux contours flous, telle que reconstruction d'image confondue avec reformatage 25. à partir d'images axiales reconstruites, reconstruites, signal confondue avec coefficient d'atténuation, des termes vides de sens comme résolution temporelle, résolution longitudinale, une terminologie où des rapports (ratios), comme le pas de vis (pitch), acceptent en fonction des constructeurs des scanners, de l'utilisateur de la machine, de l'endroit où l'on se trouve, plusieurs définitions auxquelles nous préférons par exemple la précision du terme pas de 30. vis qui ne laisse de place à aucune ambiguïté quant à savoir si le nombre d'étages dans un immeuble change ou non selon que l'on emprunte l'ascenseur ou les escaliers ou encore si l'on escalade la façade de l'immeuble. Plusieurs définitions se rencontrent également dans la littérature pour les termes, tels que collimation, voxel, etc. Il est dans ces conditions difficile de retrouver précisément ce qu'est le paradigme exact de l'art qui se cache derrière cette inflation des sens du lexique utilisé et cette accommodation du verbe à ses propres désirs. Je n'ai pas hésité moi-même, en révisant mes articles préparés en vue de la divulgation partielle de cette invention, lorsque se présentait à moi une expression plus exacte, plus clai- 5. re ou plus heureuse, à la substituer à l'ancienne ou à en rétablir le sens, et à corriger quelques erreurs tel qu'on s'en apercevra tout au long de cette description. On trouvera dans ces conditions en effet non pas exactement des redites d'explications, mais des chevauchements et de reprises explicites dans des disciplines différentes constituant la présente description, comme la géométrie, l'optique physique, la physique statistique, la mécanique quan10. tique, la mécanique relativiste, et l'électromagnétisme, etc. 11 m'a semblé que la contrepartie de ces inconvénients était de présenter au lecteur plusieurs états d'une même pensée, et plu-sieurs formulations propres à mieux dégager le sens. La suite des sous-chapitres descriptifs ci-après se construit autour des notions intelligibles de contenu formel , qui forme la trame de l'image, et de corrélation opérations -objets, qui caractérise l'espace de projection. 15. La description ci-après met également en lumière le rôle de l'opposition statique, dynamique, temps-réel et mode cinématographique pour expliquer certaines impossibilités grammaticales, et comporte une étude minutieuse de la question conceptuelle: résolution spatiale (contenu formel) et effet de moyennage (averaging effect) de la valeur d'atténuation des rayons transmis, réseau matriciel de détection et matrice 2D ou 3D de Radon, etc. En lieu et place 20. de reformatage, basé sur un contenu non formel (le moyennage = contenu dégradé) nous avons recours à la terminologie de reconstruction d'images à partir des données brutes acquises du signal (contenu formel) ayant des coordonnées définies dans un référentiel 4D donné et dont les coordonnées spatio-temporelles se situent exactement dans le plan donné par rapport à la matrice 3D (de Radon) desdits données brutes. Quant au thème gnoséologi- 25. que central, qui commande véritablement l'unité de la pensée, c'est celui de la signification, des pouvoirs et des limites de la pensée formelle du formalisme mathématique, comme instrument de connaissance scientifique et de ses rapports aux contenus; ceci eu égard à la propriété d'anisotropie de la TOM 3D et de l'incohérence du référentiel 3D (x,y,t)et d'isotro- c pie 4D du dispositif stéréoscanographiqu!e de la présente invention et de la cohérence du 30. référentiel 4D;x,y,z,f) de distribution spatiotemporelle. L'examen de cet ensemble de faits syntaxiques nous a obligé à établir une typologie nouvelle, selon des critères sémantiques, qui permettent de rendre compte d'un certain nombre de restrictions linguistiques, physiques, et géométriques. Ce n'est qu'à ce prix que l'on peut appréhender la véritable nouveauté du système de la présente invention, qui dessine , reproduit fidèlement la figure de l'objet, sans spécifications aucunes (paramètres d'images et paramètres de reconstruction) ni contraintes auxquelles toute manipulation symbolique de l'objet est soumise. L'exacte coïncidence de ces deux perspectives, objet image, se manifeste dans les métapropriétés 5. du calcul des énoncés qui pourrait aussi bien être dénommé calcul de l'objectivité. Les résultats obtenus sur une console de post-traitement (terminal ou serveur) sont souvent confondus avec les performances du radioscanner luimême. Puisque tous les scanners utilisent les mêmes graphismes dans le post-traitement; où est donc la différence ? C'est en effet du pareil au même quand on regarde les scanners à partir des résultats des algorithmes 10. et encore des formalismes mathématiques qui équipent les consoles de post-traitement. Il est difficile en ce moment-là de faire comprendre qu'il faut comparer ce qui est comparable: les consoles de posttraitement avec d'autres consoles de post-traitement, en leur qualité de simples terminales, les algorithmes avec d'autres algorithmes, et les scanners entre eux, en tant que serveurs. Dans la description qui va suivre, il n'est pas question de console en tant 15. que partie intégrante du scanner ni non plus de logiciels de post-traitement. Il s'agit bien des radioscanners et de leurs procédures de mise en oeuvre. On compare à tort généralement les résultats de post-traitement des consoles pour connaître les performances technologiques des scanners. Le rôle des scanners est avant tout l'acquisition des données brutes d'image par échantillonnage de l'objet. C'est de ce type de performance dont il sera question dans la 20. présente invention, sachant que le post- traitement peut être ultérieurement programmé de façon adaptée aux exigences des performances d'un radioscanner donné. La grande valeur ajoutée du dispositif évolutif de la présente invention est ici évidente par rapports aux coûts marginaux engendrés par les systèmes 3D en fin d'évolution pour une amélioration générale-ment insignifiante (le gain acquis étant souvent enrayé par les nombreux inconvénients, qui 25. sont aussitôt engendrés). Sinon, toute la description ci-après fait appel à une terminologie volontiers précise. Dans la mesure du possible toutefois et pour simplifier l'exposé, la terminologie traditionnelle sera utilisée et la terminologie du fonctionnalisme explicité au besoin entre parenthèses, telle qu' elle est présentée dans la littérature. Mais, au fur et à mesure les termes, que nous utilisons 30. dans une acception autre que leur acception traditionnelle ou fonctionnelle, seront expliqués. Plus encore peut-être parce qu'il règne une certaine confusion terminologique entre différents exposés dans la littérature, nous précisons tout de suite que la description ci-après fait énormément appel à des développements mathématiques sans lesquels il est difficile d'échapper à la confusion de genre. Des rappels historiques rattachent ces développements à leurs initiateurs et la transposition, que nous avons fait pour les appliquer en scanographie, expliquée. De nouvelles nuances apparaissent au fur et à mesure de cet exposé entre par exemple tomodensitométrie ou tomographie (2D et 3D) assistée par ordinateur ou tomodensitomé- 5. trie appartenant à l'imagerie en coupes du référentiel 3D (x,y,t) et la Stéréoscanographie 4D, terme plus générale d'imagerie volumétrique de balayage hélicoidale, plus propice à désigner dans le référentiel 4D (x,y,zt} le dispositif de la présente invention, dans laquelle intervient sans doute la tomographie (2D et 3D)) centrée sur une région d'intérêt, un peu comme en Radiologie conventionnelle, pour expliciter en cas de besoin un aspect particulier d'une ima- 10. ge lésionnelle déjà détectée sur une vue 3D d'ensemble, au besoin en radioscanoscopie 3D. 5.1. La quatrième dimension scanographique du dispositif d'invention Intégrer les résultats symbolisés d'une expérience nouvelle revient, en somme, à créer un 15. canevas nouveau, un groupe de transformations plus complexe et plus compréhensif. Par où l'on voit nettement que l'objet véritable de la science est le système des relations et non pas les termes supposés qu'ils relient. L'adjonction d'une relation nouvelle transforme l'ancien canevas et les incohérences se dissipent. En mathématique, l'adjonction de racines imaginaires, c'est-à-dire l'extension du sens de la transformation appelée multiplication 20. algébrique par l'introduction de l'identité i2 = - 1, rend cohérente la théorie des intersections de courbes algébriques. Quand le théorème prévoit trois intersections au lieu des deux qui sont réelles, la troisième est t imaginaires . L'espace géométrique vulgaire se trouve ainsi enrichi de points nouveaux, encore qu'ils échappent à l'intuition sensible. Mais l'espace euclidien du géomètre n'est déjà sensible que par métaphore et ses points ne sont, à la rigueur, 25. guère moins imaginaires que ceux du domaine complexe. Toute découverte en physique revient de même à l'institution d'un nouvel (espace dit de coniguration par les théoriciens modernes de la lumière (électromagnétisme), où !es relations aberrantes de l' espace antérieur s'intègrent régulièrement dans un nouveau groupe, donnant apparemment naissance à des (êtres nouveaux. 30. Cette idée dun canevas représentatif des liaisons phénoménales, nous la trouvons déjà chez Descartes, avec la notion de (dimension; . J'appelle dimension, dit-il, le mode et la manière selon laquelle un objet quelconque est considéré comme mesurable (Régul. XIV). A l'analyse des variables requises par l'inventeur de la géométrie analytique, on ajoute aujourd'hui la détermination d'un certain ordre dans les combinaisons à envisager. Tel est déjà par exemple le sens des axiome% des mécaniques quantiques avec leurs statistiques diverses. L'espace de base où se jouent les relations d'une science enveloppe désormais un 5. type d'ordre spécifié et un type de mesure. C'est en effet ainsi que l'édifice mathématique implique une discipline de base qui est la théorie des ensembles, et cette théorie même suppose une théorie antérieure qui n'est autre que la détermination du canevas de la déduction et de la prédication. De 1916 jusqu'à sa mort en 1955, Einstein s'est efforcé de construire au- delà de la relativité 10. générale une théorie unifiant la gravitation et l'électromagnétisme. Dans le plan de la géométrie euclidienne, la distance Al entre deux points infiniment voisins, de coordonnées cartésiennes (x, y) et (x + L,x, y + Ay), est donnée par la relation de Pythagore A? = dx2 + Ay2. Si la surface n'est pas plane ou si le système de coordonnées n'est pas cartésien, la distance sera donnée en général par une relation de la forme AP = g Axe + 2g,2L1y + gzz11y2, où g,,, 15. g12 et gn sont des coefficients éventuellement variables selon le point considéré. Compte tenu de tout ce qui précède cet aspect de chose convient parfaitement à l'analyse faite sur le pouvoir séparateur de la tomodensitométrie 3D, dans le référentiel non cartésien 3D (x,y,t}, où les variables z et t flottent en dehors du plan (x,y) au gré des constructeurs et des protocoles des utilisateurs, et sont a posteriori rattachées aux variables x et y selon une topo- 20. logie arbitraire au niveau de l'image. De façon analogue, dans la géométrie de la relativité générale, les points M d'espace-temps sont repérés par quatre coordonnées x,y,z et t (avec f = cf), et la distance spatio-temporelle infinitésimal ds est donnée par la relation: ds2 = g,,dx2 + g,z dxdy + g2,dydx + ... + g34dzdt + gedtdy + gsedt2 (expression qui ici peut être positive, négative ou nulle). Les coefficients g0 25. (a,1 =1, 2, 3, 4) varient a priori, dans l'espace et le temps: ce sont des fonctions du point M considéré (point échantillonné de ('objet, p. ex.). Ils définissent la métrique de l'espace-temps, dont la gravitation est la traduction physique. En relativité générale, la métrique est symétrique (go = g) et regroupe donc dix fonctions go indépendantes (ou, en termes algébriques, système d'équations à quatre variables ou inconnues). 30. La relativité générale relie la géométrie de l'espace-temps (donc les champs de gravitation) à la distribution de matière (points objet) et d'énergie (de ses mouvements) par des équations différentielles (cf. Equations de Grangeat reférencés [11)[12][130. Sous forme condensée, ces équations dites d'Einstein, ou équations de champ, s'écrivent: Rafj 1/z gap R= Tao Termes de courbure Mature inergie où les termes de courbure Rap et R sont des quantités construites à partir de la métrique gap et de ses dérivées. Si de cette détemmiriation constante de son oeuvre par la pensée naît la 5. rigueur de la connaissance, d'où les structures nouvelles tirent-elles donc leur fécondité ? Quelle est l'origine de l'enrichissement progressif des concepts structuraux, de leur ascension vers la complexité concrète ? Puisque toute structure est finalement figurée, et pour les plus simples même, dans un espace quasi perceptif, on est tenté d'accorder à la spatialité des symboles une fécondité propre, chacune de science se ramenant à une particu- 10. fière géométrie. Telle est en gros l'idée de Kurt Lewin, qui l'applique à l'esquisse d'une psychologie (topologique . Pour se faire une idée un peu juste de cette valeur de la figuration, il faudrait transférer le pouvoir synthétique de l'espace kantien aux espaces analogiques de la science. Mais Kant partait d'une notion perceptive de l'espace, et toute la critériologie post-kantienne 15. concourt précisément, bon gré, mal gré, à distinguer radicalement l'espace de la perception des espaces de la science, l'objet de la perception de celui de la science. Non pas, certes, que l'un soit moins (construit$ que les autres, mais parce que le premier est immédiat par rapport au sensible, les autres n'étant plus à des degrés divers que des structures de structures. 20. En imagerie de densité photonique de la technologie du dispositif de la présente invention, c'est la longueur d'onde associée à la particule photonique qui est en jeu dans le maillage ombre-lumière et rentre ainsi en ligne de compte dans le pouvoir séparateur ds du système. Deux franges successives d'interférence nettement discernées par le système 4D du dispositif de la présente invention étant en effet séparés par une longueur d'onde A. Mais comme 25. les points échantillonnés le sont par train d'ondes, le pouvoir séparateur ds du système est proportionnel à n. A (n étant le nombre d'harmoniques et A la longueur d'onde), dont on peut déterminer non seulement l'énergie photonique hu des particules radiantes en évaluant l'amplitude de l'impulsion du signal périodique sachant que l'impulsion photonique p est un sous multiple du carré de l'amplitude de l'impulsion du signal périodique au point considéré, 30. mais aussi le nombre des photons par impulsion du signai périodique ainsi que le paramètre ondulatoire (pulsation ci) = 2tru et vecteur d'onde k, où lkj = 2rr l A, u étant la fréquence et A la longueur d'onde) ; ces derniers sont liés par les relations fondamentales: E = hu = tu p = Pik (relation de Planck Einstein) où Ti = h 12rr est définie à partir de la constante de Planck h: h = 6,6210-34 Joule x seconde t+ = 2rr / f kj = h /pl (relation de L. de Broglie). Il sera d'autant plus facile de vérifier que le pouvoir séparateur, dans un système d'espace 5. tridimensionnel {x, y,z} , donné par la formule suivante de Rieman ds2 = dx2 + dy2 + dz2, sera d'autant plus petit et le système plus performant dans la détection des moindres détails. En scanographie hélicoïdale tridimensionnelle anisotropique de l'art ancien, cette équation du pouvoir séparateur intrinsèque du système hélicoïdal 3D (multicoupes ou non) à faisceau unique collimaté de balayage s'écrit plutôt, ceci quel que soit le nombre des coupes, simulta- 10. nées ou non, réalisées par gravitation du tube à rayons X, dans le référentiel 3D {x, y,tt incohérent de la manière suivante: ds2 = dx2 + dy2 + df2. Comme la quantification photonique au niveau du récepteur y est moyennée sur l'ensemble d'un pixel de dimensions dx et dy, l'effet de moyennage de l'atténuation des rayons (coefficient d'atténuation p) y tient lieu de signal, contrairement à l'IRM où chaque proton produit un signal individualisable qui 15. fait partie intégrante des harmoniques de lecture sur une épaisseur donnée de coupe (de là le concept de densité protonique' dont la somme vectorielle donne un grand vecteur résultant), qui donnent lieu à un vecteur signal résultant, et df représente dans ce système l'épaisseur élargie par le parcours hélicoïdal de balayage de la coupe nominale par le faisceau conique. Comme on le verra plus loin, dans la suite de la description du dispositif stéréoscanographi- 20. que 4D de la présente invention, les résultats auxquels nous-mêmes sommes parvenus en expérimentant avec l'équation de Rieman dans des conditions de parfaite isotropie du système 4D cohérent de représentation du référentiel {.x,y.z,t) de l'espace temps dans lequel est complètement plongée la Stéréoscanographie 4D du dispositif de la présente invention. L'impossibilité dans laquelle se trouve le système 3D de l'art actuel d'intégrer et d'utiliser adé- 25. quatement le facteur temps et par conséquent de raisonner dans le temps, le temps qu'il est préférable d'arrêter par toutes sortes d'artifice: synchronisations cardiaque, respiratoire, péristaltique, etc. ; plus souvent ignoré parce qu'il n'y a aucun repère auquel rattaché cette variable, liée au temps qui s'égrène, et quand bien même il se trouverait des gens pour prétendre que dans ces conditions ('exploration est vécue comme dynamique (on fait beau- 30. coup appel aux cinq sens et à l'intuition que l'on peut avoir subjectivement) -éloigne et ampute les sciences diagnostiques d'une dimension essentielle l'inspection physiologique et fonctionnelle de la séquence des événements au cours de l'examen. Il est par exemple vrai que l'on se trouve a posteriori devant des images jugées synchrones au pic escompté de contraste après injection i.v., sans aucun déroulement probant des faits. Reste à savoir si le chronométrage réalisé était aussi parfait que on l'a cru et que les conditions de l'expérimentation sont exactement les mêmes que celles du bolus test, de sorte 5. que l'avant et l'après pic n'intéresse en rien l'exploration ni le bilan réalisé et donc la manière dont s'effectue le remplissage et l'évacuation vasculaire de contraste. On va de ce fait jusqu'à ignorer d'éventuel retard de remplissage vasculaire pourvu qu'il y ait un rehaussement manifeste de contraste (peu importe le vin, pourvu qu'il y ait l'ivresse!). En quoi un tel système est-il dynamique ou pire s'effectue-t-il en temps réel ? 10. Ce n'est donc pas une représentation de haute fidélité (hifi) ni de la séquence des événements ni de la physiologie organique et tissulaire, tel que l'on peut s'en rendre compte quand on compare, par exemple, la narrativité iconique d'une endoscopie conventionnelle à une endoscopie virtuelle reformatée à partir des données de la TDM 3D multicoupes par exemple. Les images de haute définition de l'endoscopie classique ajoutées à l'exploration 15. visuelle de la filière ou de la cavité naturelle sont plus proches de représenter exactement ce qu'est l'objet que ne les sont celles grossières et statiques de l'endoscopie virtuelle. Ceci a pour conséquence un agrément inter-observateur plus problématique dans le deuxième test moins informatif que le premier. La sensibilité et la spécificité de l'identification des lésions endocavitaires, en particulier des lésions muqueuses plates ou ulcérées, de ces deux méthodes affichent actuellement un déficit au détriment de l'endoscopie virtuelle par TDM 3D 20. multicoupes. Il existe sans aucun doute un problème de définition fine des lésions qui nécessite pour être résolu une approche différente de celle incohérente du référentiel 3D fx,y,t}. C'est pourquoi te dispositif de cette invention a donné lieu à une nouvelle conceptualisation. 5.2. Géométrie des espaces métriques de Rieman 1880) en scanographie 25. 5.2.1. La notion de contenu formel L'expression ((contenu formel peutelle être autre chose que l'un de ces oxymorons qu'affectent volontiers de construire les philosophes ? Recouvre-t-elle, sous le jeu verbe!, une notion, ou plutôt un problème, digne d'intérêt ? Nous essaierons de donner ici les éléments d'une réponse positive. Ce que suggère la formule, c'est de reprendre sous l'une de ses faces la question de l'analytique et du synthétique dans la connaissance scientifique. S'il est possible de caractériser certains aspects de cette connaissance comme formels, et en même temps de leur reconnaître un contenu, on aura peut-être efficacement déplacé le problème posé par la fécondité d'un savoir prétendument analytique, et substitué à l'idée du synthétique a priori celle de (contenu formel). Or, dire d'une notion qu'elle a un contenu, 5. c'est présupposer qu'attribuée à un sujet ou entrant dans une relation, elle nous apporte une information. Une information s'exprime dans un énoncé s'opposant virtuellement à une pluralité d'autres énoncés qui, d'un certain point de vue seront dits avoir la même forme (mais pas du tout le même contenu). La forme est donc justement ici le cadre invariant à l'intérieur duquel le contenu fonctionne 10. comme porteur d'information. Comment, dés lors, cette forme elle-même peut elle véhiculer une information par quoi se manifesterait son contenu propre ? Tel est le paradoxe. Il s'agit de chercher à mettre en évidence le mode d'information susceptible d'être attaché à une forme, et si possible d'en décrire la nature. Mais, il convient auparavant de donner plus de précision à cette opposition de la forme et du contenu, en Scanographie 4D. 15. Il sera également apprécié que cette question soit éminemment non trivial dans cette description technique et technologique et cela pour trois raisons. D'abord: on parle beaucoup en technologie de contraste et de résolution d'image, mais pas assez sinon jamais du (pouvoir de séparation d'un système scanographique (définition de détail ou information). L'expérience prouve pourtant que c'est l'élément essentiel (contenu) des évolutions technologiques 20. des systèmes d'imagerie, dont le résultat est la perfection de la traduction iconique de tout objet échantillonné, point par point, dans l'espace géométrique ambiant. Cela revient à ac-quérir à chaque fois des fonctions gup des quatre coordonnées x,y,z,t par gravitation complète en un ensemble d'images bidimensionnelles sur 360 voire même, selon les cas, sur 180 . Secundo, les distributions des coordonnées des points (information) des espaces topologi- 25. ques respectifs de l'objet, sujet examiné, et de sa représentation, l'image, n'ont jamais été considérées, du point de vue métrique de cohérence spatio-temporelle de transformation, de sorte que la notion d'isotropie du paradigme actuel de l'art reste une notion vide de sens en tomodensitométrie 3D et la façon dont on y accède est d'un développement très douteux faisant la part belle à l'arbitraire. S'il en est ainsi, on ne saurait accepter sans réserve la no- 30. tien kantienne de formes de l'intuition sensible. Les formes de l'intuition sensible re peuvent alors avoir le statut de cadres définitifs et a priori, en ce sens qu'ils détermineraient nos représentations indépendamment de toute visée symbolique. Le formel qui se détache dans nos perceptions des phénomènes n'est certes pas arbitraire, et il joue bien le rôle de conditionnement a priori de l'expérience; mais seulement dans les limites où cette expérience est visée comme exprimable par les symboles. C'est là une des grandes dissonances du paradigme actuel par rapport au sens commun. Une expérience technique qui serait totalement asymbolique n'aurait aucun moyen de dissocier des formes. Il est vrai que 5. la fiction d'une telle expérience n'est sans doute qu'une hyperbole philosophique; mais, il nous semble qu'on peut cependant concevoir, ou imaginer, une visée du sensible qui nous y enferme et exclut toute expression, comme pour z voire même t en TDM 3D, en même temps qu'elle ferait disparaître toute opposition d'un contenu et d'une forme. Or, jusqu'à l'avènement de la 4D stéréoscanographie du dispositif de la présente invention, une telle géométrie sans 10. laquelle les problèmes de compacité faible et de symétrie de la transformation objet image restaient de conception difficile, l'isotropie avait toujours fait radicalement défaut au voxel 3D du référentiel {x,y,t} dans le paradigme tomodensitométrique 2D et 3D de l'état de l'art. Tertio, Sachant que si l'interaction des rayons X avec l'objet exploré se traduit par la diffraction de ces rayons, élément prédominant dans l'art ancien, il est évident que dans les 15. applications de cette invention l'élément prédominant est sans conteste l'interaction entre les rayons isospéctraux de faisceaux synchrones des deux sources du tube stéréographique multiscan. La description qui va suivre rend compte de toute la difficulté à quantifier l'élément diffraction dans un faisceau unique; là où l'interféromètre suffit à quantifier les interférences, en tant qu'éléments fondamentaux d'une interaction entre des ondes électromagnétiques 20. issues des deux sources différentes orientées pour interagir l'une envers l'autre par recoupement des rayons dans un même champ de vue (cf. Figures 4a, 4b, et 5). La géométrie de l'espace pluridimensionnelle de Rieman met particulièrement en lumière un certain nombre des incohérences dans 'es applications à la physique scanographique et à la géométrie de la projection conique en balayage hélicoïdal 3D. C'est, de ce point de vue, un 25. outil conceptuel de première force, sans lequel la description ciaprès ne serait pas limpide, et permet de clarifier de façon moins laborieuse et élégante le paradigme scanographique 3D par ailleurs très confus. Des opérations marketing basées sur un pseudo-isotropisme fluide ces derniers temps chez divers constructeurs et une proposition très souvent avancée est celle concernant les corrélations isotropiques proportionnelles à la seule épaisseur des cou- 30. pes enrichie par un chevauchement desdites coupes réalisant une contraction de la perspective de l'image. Cette vision du réel est, comme nous allons le voir dans les développements qui vont suivre, erronée et justifie une si longue entrée en matière; elle ne peut être sauvée par aucune spéculation la plus Adébridée , fusse-t-elle mathématique. 5.2.2. Choix de la largeur de bande (barrette') du dispositif d'invention: épaisseur de coupe, intervalle d'échantillonnage, pixel et voxel Isotropisme vrai Rieman est certainement le mathématicien qui s'est le plus affranchi, en géométrie, de la nécessité d'une cohérence de représentation physique. La notion de l'espace conformément 5. à Rieman fut reprise et généralisée par Cartan (1669-1951) ; les deux ou les trois dimensions prises en compte en géométrie classique (plane ou dans l'espace) ne correspondent plus aujourd'hui qu'à des cas particuliers: on étudie les propriétés des espaces à n dimensions, en transposant dans l'analyse de langage de la géométrie. Rieman a été amené à définir un espace abstrait, en calculant l'élément de distance ds entre deux points infiniment voisins, en 10. fonction des éléments différentiels dx, dy, dz des coordonnées d'un point M(x, y,z) ; il aboutit ainsi à l'équation ds2 = C4,î2 dy2 dlz-2 (5.1) qui n'est autre que l'expression la plus correcte et cohérente du pouvoir séparateur entre deux points les plus voisins discriminés dans le cadre d'une image immergée dans un espace 15. à trois dimensions x,y,z. Plus petit sera dx, dy et dz ou intervalles d'échantillonnage de l'objet dans les trois directions de l'espace, meilleure sera le pouvoir de séparation ds2 de l'image représentant l'objet dans un espace à trois dimensions, dont la métrique devient isotropique quand dx = dy = dz. Mais, nous savons que ta scanographie se déroule normalement dans un espace à quatre dimensions plutôt, où le point M a pour coordonnées x,y,z,t, le pouvoir de 20. séparation s'exprime donc de la manière suivante: ds2 = dx2 + dy2 + dz2 + dP. Rappelons ici l'usage devenu anecdotique en tomodensitométrie 2D et 3D de la notion des dizaines des paires de lignes par centimètre utilisée en radiographie pour évaluer la même donne, dans l'espace à deux dimensions {x,y}, et dont la simplification donne des paires de lignes par millimètre. L'unité de temps en scanographie est la seconde comme dans le nombre de cyc- 25. les de gravitation du tube à rayons X par seconde. De là nous pouvons traduire le pouvoir de séparation en unités métriques en mm-s. Ce qui dans l'espace-temps quadridimensionnel du référentiel}x;y,z, t} devient mm2-s2 et dont la valeur doit être toujours inférieure ou au plus égale au nombre n des dimensions de l'espace géométrique considéré. Il ressort de la pertinence de la relation de Rieman que pour calculer le pouvoir séparateur 30. d'un système évoluant dans le référentiel 4D f x,y, z,t) de l'espace-temps, pour dx = 1 mm, dy = 1 mm, dz = 1 mm et di = 1 s, par exemple, on trouve ds2 = 12 + 12 + 12 + 12 = 4 validant la relation (2.2), car dans toute les direction l'intervalle d'échantillonnage reste unitaire. Le pouvoir de séparation idéal doit donc, selon ce principe énoncé par nous, être s 4 dans le système isotopique cohérent de représentation du référentiel 4D (x,y,z,t). Dans la pratique quotidienne de la tomodensitométrie 3D multicoupes, en revanche, les dimensions dx et dy du pixel 2D du récepteur tendent certes à devenir généralement millimétriques dans quelques 5. applications et le résultat obtenu, riche en détail, reste sinon affecté par le bruit de quantification et le durcissement des rayons X n,écessare pour ces types d'application; pendant que dz tout comme dt ont tendance à être respectivement supérieurs à 1 mm et à 1 s (du fait du jeu d'accumulation des données qui peuvent aller jusqu'à 4 re-échantillonnages sinon plus) et cumulent énormément du bruit de quantification imputable au sous-échantillonnage concen- 10. tré sur ces deux vecteurs flottants. Ceci, que le balayage se fasse de manière séquentielle (2D) ou qu'il se fasse avec un parcours hélicoïdal (2D et 3D) du tube à rayons X (et donc du faisceau de balayage) , mono- ou multicouches. On comprend que le pouvoir de séparation y soit toujours médiocre avec un aspect granuleux de l'image, qui donne aux reformations 2D et 3D surtout un aspect granuleux, disgracieux, typique de figurines en patte à modeler ou en 15, papier mâché, inhérent à l'incohérence de représentation du référentiel 3D (x,y,tA de l'art, Si dx et dy se sont considérablement améliorés dans l'expérience d'échantillonnage et de la représentation scanographique en ayant particulièrement raison de l'effet de volume partiel dans l'image par une action sur les intervalles d'échantillonnage respectif au niveau du pixel 2D du récepteur, il n'en ait pas de même de dz avec des contingences des artefacts de tron- 20. cature liés à la nécessaire collimation du faisceau en direction de z tout comme celles du mouvement de translation majorant de ce fait la largeur de l'épaisseur de coupe, et dt faible-ment compacte en raison de la nécessité d'accumulation des valeurs des points re-échantillonnés et de la faible marge de progression de la vitesse de gravitation du faisceau de balayage, en incohérence avec l'espace-temps en général et en particulier avec les espaces 25. métriques, qui résultent du point de vue physique en conflits, tels qu'artefacts irréductibles et repliement de fréquence (allasing), imputables au déplacement longitudinal de l'objet en cours d'observation ainsi qu'au pas de vis du mouvement hélicoïdal de l'orbite de gravitation du tube à rayons X autour de l'objet. Mais, quand on échantillonne avec le dispositif de la présente invention dans un réseau inter- 30. férentiel de 1 A de longueur d'onde (= 10-i nanomètre), non seulement on entre de plein pied dans la nanotechnolcgie1, mais aussi on échantillonne à une fréquence spatiale très élevée d'une frange toute le 10-1 mm. Soit 101 impulsions (= nombre de photons) par mm 1 II s'agit ici de maitriser, en Scanographie, la matère et l'information à l'échelle du milliardième de mètre. qu'une bande passante organise en points échantillonnés par train d'ondes, en fonction des capacités informatiques associées au système. La technologie informatique ne constitue plus un frein à une mise en oeuvre rapide du mode nanométrique de fonctionnement du stéréoscanner du dispositif de la présente invention, comme ce fut le cas en 1999 lors de la 5. mise au point des aspects de réalisation du dispositif de la présente invention présentés dans les demandes de brevets antérieurs citées ci-dessus. Tous les 18 mois (a capacité de processeur est appelée à doubler, et le dispositif de la présente invention n'a d'autre préoccupation que celle de mettre à disposition de la seule reconstruction d'image, sans avoir besoin de développer des logiciels de pré-traitement et de synthèse des données d'image, dont on 10. sait qu'ils sont non seulement chronophages mais encore dilapident la puissance informati- que et ralentit de ce fait la vitesse d'exécution du système en saturant la mémoire interne. Le pouvoir de séparation de valeur la plus faible avec laquelle un dispositif multicoupes de la présente invention peut travailler et une gravitation du tube multiscan de 0,5 s pour réaliser 100 coupes simultanées (non chevauchées) sur un volume exploré de 50 mm par gravitation 15. dudit tube multiscan est alors de ds2 = (104)2 + (10-7)2 + (10-7)2 + (0,5(50.105 x 1)2 = 4.10-ta mm2-s2. Dans cette dernière relation l'isotropisme de mesure est plus qu'évident: tous les termes sont à la puissance -14 et l'addition des 4 termes donne 4 vecteurs unitaires orientées dans les quatre directions de l'espace-temps vérifiant la relation (2.2) et la cohérence du système de représentation du dispositif de la présente invention dans le référentiel 4D {x,y,z,t}. 20. Cette métrique va encore plus loin, puisque la tépartition de la mesure d'atténuation des rayons X proportionnellement aux points échantillonnés dans les quatre directions de l'espace à savoir dpx, dpi, dpz, dpt s'effectue de façon équivalente par décomposition spectrale du signal périodique. Le voxel 4D isotropique v(dx,dy,dz, d f) comme le pixel 3D isotropique p(dx,dy,dz) ne sont 25. plus de simples fictions mais deviennent grâce à cette nouvelle technologie du dispositif de la présente invention des réalités physiques mesurables par le biais des intervalles d'échantillonnage. De la pertinence de ce constat, on tire le concept de scanographie volumétrique 4D , par référence à la métrique de la géométrie de Rieman appliquée à la scanographie hélicoïdale multicoupes, devant remplacer la notion vague de l'incohérent système du référe-30. ntiel {x,y,t)de l'art ancien, la tomodensitométrie volumique 3D. En revanche I'isotropisme est, dans les conditions d'impossibilité d'obtenir un voxel 3D exactement cubique et au-delà d'inscription un vexe( cubique dans la quadrature de la projection conique hélicoïdale à faisceau unique de balayage de l'art ancien, resté pendant tout ce temps un rêve inaccessible du point de vue technologique, jusqu'à l'avènement de la vision binoculaire croisée du double faisceau de balayage du tube stéréographique multiscan du dispositif de la présente invention. Ce tube multiscan permet de faire un saut qualitatif important vers plus de cohérence et vers l'infiniment petit, en particulier en direction de z et 5. de t., que seul peut permettre le réseau d'interférence du dispositif de la présente invention sur le récepteur des rayons X sous forme d'ondes stationnaires, peut être lu non seulement comme des spectres d'impulsions (arnplitude), ou comme une fonction échantillonnée, f, périodique (T = 27t/a)), développable en série de Fourier qui donnent une idée très précise sur l'amplitude respective des impulsions des signaux avec leurs coordonnées matricielles de 10. topologie très exacte; mais aussi simultanément et en parallèle comme des spectres de fréquences d'impulsions. En d'autres termes, la discrétisation doit dans ce contexte avoir les propriétés d'infiniment petit pour que l'image d'un point ne soit pas grossière, tout comme la définition des deux points très proches soient toujours distingués par le système du dispositif de la présente invention. Ceci rejoint tout à fait la définition de la fonction de transfert de mo- 15. dulation (FTM), qui est optimale dès lors que toute inflexion de la fonction peut et doit être représentée par une image caractéristique (cf. figure 7) très précise. D'où la richesse et la définition de détail attendues dans le rendu du langage iconique avec un retentissement forcément meilleur sur la caractérisation tissulaire et la sémiotique radiologique de Radiodiagnostic. La seule résolution en contraste et en densité du concept 20. tomodensitométrique ne suffisent plus en science diagnostique du 21e siècle, tout comme le sentence du genre l'imagerie telle analyse mieux... . Le lecteur de tout examen n'hésitera plus à s'engager personnellement en mettant sa personne en avant plutôt que la technique. Il faut donc dépasser l'étape de la simple densitométrie assistée par ordinateur, multicouches ou non, moyennant des signaux, pour ne détecter que des nodules pulmonaires malins, par 25. exemple, de 1cm3 exactement comme sur la radiographie simple ou encore sur la scintigraphie pulmonaire, et inaugurer avec cette nouvelle technologie du dispositif de la présente invention l'ère de la 4D Stéréoscanographie à fort pouvoir séparateur et àtrès grande définition, tant à l'échelle de la haute définition qu'à l'échelle de la très haute définition. C'est l'objectif atteint par la présente invention que celle de mettre au point un instrument à très 30, grande valeur ajoutée dans tous les domaines de ses applications. A ternie, le dispositif de la présente invention surclassera même l'angiographie numérisée dans toutes ses indications, dans la mesure où cette dernière ne peut donner qu'une seule incidence de vue 2D sinon deux, contre une infini de possibilités 2D et 3D pour le dispositif de la présente invention. Si voxel 3D et pixel 2D ne sont ailleurs que des divisions élémentaires sommables de l'espace géométrique tridimensionnel et bidimensionnel respectivement, alors la pondération du procédé d'interpolation, quand bien même celui-ci se ferait de façon proportionnelle aux distances séparant les valeurs échantillonnées, la sommation qui ramasse nombre de ces 5. éléments constitue une négation, du point de vue technologique, du besoin de la division élémentaire, ceci dans la mesure où la somme de ce double travail en sens inverse s'annule voire même constitue une contradiction par rapport au bénéfice escompté dans le processus même de division élémentaire, qui se veut de surcroît, la plus fine possible, y compris dans le référentiel 3D (x,y,t} de l'art ancien. C'est là le paradoxe d'incohérence de ce système. Tan- 10. dis qu'en Scanographie 4D du dispositif de la présente invention les rayons respectifs des deux sources se croisent sur des points échantillonnés du volume exploré en réalisant une interpolation optique ainsi qu'une pondération angulaire complémentaire non seulement au niveau des différents voxels 4D mais encore au niveau des différents pixels 3D du récepteur. 15. 5.2.3. En Physique statistique Il s'agit cette fois non d'aenrégimenter des intuitions encore vagues (contenu) dans des formes réduites plus précises, mais de formuler les règles d'une combinatoire dont le jeu est censé déterminer entièrement les objets (ou êtres) mathématiques utilisés (contenu formel). Pourquoi vouloir, par exemple, avoir un pixel 2D de 0,5 mm de côté (forme) si par ailleurs 20. l'interpolation réalise une sommation sur deux rangées de pixels 2D, soit sur 1 mm de largeur? Pixel 2D sur lequel s'effectue déjà un moyennage des signaux individuels d'atténuation des rayons X, en aggravant de ce fait l'imprécision en amont par rapport à l'échantillonnage de l'objet (points objet exploré) au moyen des rayons, quant à la distribution spatiotemporelle des valeurs d'atténuation respectives des signaux (contenu) ou points 25. image (représentation de l'objet exploré). A quoi bon affiner un examen (quant à la forme), si tout de suite après le moyennage gomme (nivelle) les détails (contenu). C'est un non-sens si par ailleurs on ne supprimait pas le moyennage au niveau du pixel 2D, pour influer sur les paramètres radiologique (= caractéristiques du signal ou contenu formel) ? Supposons que le réseau de détection puisse capter une dizaine des rayons sur sa surface 30. et que chaque rayon transmettant une cascade énergétique de 106 photons (1 Mtégaphotons). La pression de 107 photons sera moyennée sur cette surface cellulaire de détection (ou élément de détection). C'est un fait d'expérience que cette contribution de 10 rayons au coefficient d'atténuation est statistiquement peu significatif; c'est-à-dire qu'elle est éloignée de la valeur réelle du signal ainsi estimé et constitue par conséquent du bruit de quantification. En revanche, 1000 rayons plus énergétiques transmettant une cascade de 107 photons par rayon produire une pression de 109 photons (1 Giga-photons), évaluée plutôt en eV, sur la même surface de détection. La valeur moyenne d'atténuation de l'énergie radiante devient ici 5. statistiquement très proche de celle que l'on mesurerait par impulsion du signal périodique (qui une fois répartie par quantum serait assez proche de l'énergie transportée par chaque photon). Pour s'en rapprocher il faut se situer autour d'une pression cellulaire supérieure à 107 photons pour que la moyenne statistique effectuée sur l'ensemble dudit pixel devienne représentative, à cet endroit précis et pas à un autre, de l'atténuation des rayons transmis par 10. l'objet exploré. C'est une évidence de la physique statistique. Par exemple, dans un système TOM 3D multicoupes 4 canaux, qui effectue 4 accumulations avec des rayons de 100 Méga-photons de pression: lere accumulation: 100 Méga-photons; 2e accumulation: 75 Méga-photons; 3e accumulation: 50 Méga-photons, et enfin 4e accumulation: 25 Méga-photons ayant échantillonné la même tranche de volume sur quatre 15. révolutions. Soient au total 200 Méga-photons, sachant que le bruit se situe à 100 Mégaphotons (107 photons), qui résultent en 4 coupes et un volume exploré de 4 mm de long (4 x 1 mm). Le signal utile, A(S B), sera de 200 100 = 100 Méga-photons. Tandis que dans le système d'addition d'onde des rayons on peut s'attendre, avec l'exemple ci-dessus, à ce qu'une addition des rayons de Méga-photons donne lieu à des rayons des centaines de 20. Méga-photons concentrés sur la même surface autorisant de ce fait une baisse avantageuse de la tension du générateur d'un tube multiscan. Ainsi, toutes choses égales par ailleurs, une seule rotation du tube donnera d'emblée l'addition deux par deux de dix rayons de 100 Mégaphotons x 2 = 200 Méga-photons par surface équivalente de pixel 2D. Le volume ainsi exploré est de 50 mm de hauteur par rotation ce qui représente 100 coupes simultanées et 25. au bout de 4 rotations du tube 200 mm de hauteur de volume exploré (équivalant à 400 coupes de 250 pm en full scan (2nr) et 800 coupes jointives de 250 pm en hait scan (;t)). Le corollaire à cela est l'énergie enregistrée par impulsion est proportionnelle au nombre de photons d'énergie hv et que seuls les signaux de ce type sont à même de rendre compte de la finesse d'échantillonnage en amont des rayons X transmis, sur le vecteur d'irradiation. 30. L'incohérence et la manière de faire, décrite dans le cas de l'imagerie en coupes exclusives de la tomodensitométrie 3D multicoupes ne peuvent se conformer à un tel raisonnement propre à la Stéréoscanographie 4D tomographique et volumétrique de haute fidélité du dispositif de la présente invention. Dans le même ordre d'idée, il est difficile d'exiger dans ce cas d'approximation une grande finesse de la source des rayons X, en tomodensitométrie 3D. Ce qui est loin d'être le cas en stéréoscanographie, où les deux foyers du tube muttiscan des rayons X doivent être fins pour s'affranchir de tout effet de pénombre au niveau des franges d'interférence et donc du bruit de fond de l'image. Il en va de la finesse de détail dans l'image. 5. Si l'on considère le signal périodique (forme) du point de vue de l'impulsion provoquée par chaque rayon individuellement (contenu) ou comme dans le cas du dispositif de la présente invention par l'addition des deux rayons provenant des deux sources du tube stéréoscopique multiscan dudit dispositif, l'impulsion produite par la pression des photons, dans les conditions d'addition des rayons vecteurs, est toujours directement proportionnelle à l'atténuation 10. du ou des rayons transmis sur un vecteur de projection d'un point échantillonné de l'objet, des coordonnées définies, sur un point image des coordonnées établies par le plan de détection du signal, il s'établit ainsi une relation de cause à effet immédiate et tout à fait claire, qui n'a pas besoin de transiter par une moyenne statistique ni amplification. pour s'exprimer. Et si, par exemple, une impulsion de 30 eV correspond à un rayon de kilo-photons, l'énergie 15. photonique du rayon considéré sera environ égale à (30 eV)2 / 103 (Ce 30 eV peuvent également se convertir au niveau de I'ADC en 30 bits, par exemple). Le raisonnement inverse permet de connaître le nombre de photons intervenant dans l'amplitude d'une impulsion (contenu) d'un signal périodique (forme). Connaissant l'énergie à l'entrée de ('objet, il est possible d'en déduire le nombre de photons absorbés tandis que celui des photons transmis 20. est mesuré à la surface de l'analyseur. Et avec la contribution de chaque photon à l'impulsion (contenu) du signal périodique (forme) on peut estimer l'impulsion individuelle de chaque photon par simple division de l'énergie par le nombre de photons (contenu) au niveau du point d'impact (impulsion). Autant de possibilité d'affiner la détection du contenu du signal périodique par le dispositif de la présente invention pour détecter l'indétectable à l'oeil nu: 25. c'est de la microscopie radioscanographique. La stéréoscanographie du dispositif de la présente invention réalise une densité forte des rayons X par unité de surface d'analyse et rétablit ainsi la compacité forte, qui manquait tant dans l'art ancien, grâce aux rayons optiquement coordonnés et juxtaposés, issus des deux sources distinctes en cohérence totale avec les repères spatio-temporels, à partir de préré- 30. quis qui sont: la topologie faible dans les espaces de Bamach du référentiel 3D {x,y,t} de l'art ancien, l'optique monoculaire de balayage des systèmes projectifs de l'art ancien, et ia caractérisation des compacts forts dans le système d'entrée (échantillonnage) de la stéréoscanographie en vision binoculaire du balayage stéréoscanographique multiscan du dispositif de la présente invention. La théorie ondulatoire fournit une interprétation toute naturelle des franges d'interférence des ces deux sources des rayons X. L'intensité lumineuse en un point de l'écran récepteur & est proportionnelle au carré de l'amplitude du champ électrique en ce point (amplitude de l'impulsion du signal détecté). Si El(x) et E2(x) 5. représentent, sur la figure 12, en notation complexe, les champs électriques produits en x par les fentes FI et F2 respectivement (elles se comportent comme des sources secondaires), te champ total régnant en ce point lorsque F, et F2 sont toutes deux ouvertes est (en champ polarisé) : E(x) = El(x) + E2(x) (5.2) En utilisant la notation complexe, on aura donc: I(x) a IE(x)I2 = IE,(x) +E2(x)I2 (5.3) 10. Comme d'autre part les intensités li(x) et 12(x) sont respectivement proportionnelles à IEI(x)I2 et IE2(x)I2, la formule (5.3) montre que 1(x) diffère de 11(x) + 12(x) par un terme d'interférence, qui dépend de la différence de phase entre Et et E2, et dont la présence explique les franges. Rappelons ici le critère de compacité forte dans 11 unidimensionnel: Soit C une partie bornée de Il. C est relativement compact si et seulement si lima supx c I x(i) I = 0, c'est-à-dire si 15. lue I x(r) I tend uniformément vers 0 pour x E C, ou encore si les suites (x e C) sont uniformément sommables. Or, 3 s > 0 dans l'art ancien, ceci dans toutes les directions de l'espace et plus particulièrement dans le sens de z et de t, considérés comme variables flottantes dans le référentiel 3D; x,y, t) . L'expérience a pourtant montré que dans ce dernier référentiel 3D toute valeur de t définie 20. par un système d'écarts différentiels At, par la catégorisation d'un paradigme, était toujours dans un sens intuitif une valeur positionnelle, une place (un domaine) dans un ((espace abstrait (x,y,t) décomposé en domaines par un système de discontinuités (ou discrétisation) à une fréquence spatiale faible atteignant à peine 0,5 cycleimm et une entropie topologique engendrée par l'interpolation des données synthétisées par rapport aux données brutes ou 25. encore à la contraction ou au relâchement de la perspective par le biais du pas de vis du parcours hélicoïdal du faisceau de balayage. At devient lu quand on considère la coupe 2D axiale et non le volume. On peut apprécier, par exemple, qu'avec deux épaisseurs usuelles, 5 mm et 2, 5 mm, de coupe en TD Y1 3D multicoupes, la notion de définition de détail d'une image en fonction de l'épaisseur de coupe s'enrichit proportionnellement à la finesse de la 30. coupe. Selon le cas, on note une perte ce définition de la coupe 2,5 mm à la coupe 5 mm et inversement un gain de définition de la coupe 5 mm à ta coupe 2,5 mm. C'est ce qu'on appelle avec quelques petites nuances imperceptibles tantôt trésolution spatiale , tantôt 1 07 résolution en densité , tantôt résolution temporelle , tantôt résolution longitudinale . Mais on remarquera bien qu'il s'agit bien exclusivement des coupes axiales et non des coupes dans les différentes directions de l'espace, coupes curvilignes comprises. Le but essentiel de ce chapitre est de caractériser les parties faiblement compactes dans 5. l'espace d'observation de l'objet et les espaces de mesures scanographiques. Le point de départ de la théorie est le théorème de Schur, dont les prérequis sont: topologie faible dans les espaces Banach; systèmes projectifs; et la caractérisation des compacts forts. Rappelons que le critère de compacité fort dans T1 (théorème). Soit C une partie limitée de T1. Alors C est relativement compact si et seulement si lime supx E c Ix(i)l = O. C'est-à-dire 10. que si > n. lx(i)) tend uniformément vers 0 pour {x E C}. Maintenant la largeur de rangées dans le système de détection des scanners actuels se distribue de part et d'autre de l'axe de la rangée (2 barrettes centrales du réseau de détection) centrale autour d'un E > 0. Nous avons montré que toute valeur définie de z par un vide différentiel Lez, par la catégorisation d'un paradigme, était toujours, dans un sens intuitif, une valeur positionnelle 15. (coordonnées), une place (un domaine) dans "un espace" abstrait décomposé en des domaines par une discontinuité ou un système de discrétisation. ... espace z mesurable de points-mesure de compacité faibles ou points-mesure de compacité forts. On appelle, par définition, une mesure (réelle) sur un espace mesurable (T, z) toute application p de t dans R vérifiant ladite propriété d'additivité a: si A E t et {An J n E N) est 20. une partition t de A, alors p (A) _ rn = a p (An) (spectre d'amplitudes). Métrique ou Opération sur les mesures: le produit d'une mesure par une fonction intégrale et le problème inverse (théorème de Radon-Nikodym), dont les préalables sont: te produit tensoriel algébrique de 2 espaces vectoriels: si on a une fonction de distribution f de 3 variables et que l'on désire noter l'intégral d'une fonction partielle, par exemple z -> f (x, y, z) 25. en comparaison avec une mesure p, la notation que nous adopterons est celle utilisée en Probabilités: ! f (x, y, z) p (dz), considérée dans un référentiel 3D {x,y,z} et non celle qui prévaut en tomographie 3D {x,y,t} puisque p n'y est pas estimé, de façon @précise par rapport à des repères fixes, en direction de z ni de t non plus. La composante Az du pouvoir séparateur de ce système incohérent de représentation du 30. référentiel 3D {x.y.f}, auquel s'ajoute naturellement l'élargissement E de la coupe et la déviation standard (écart type), est égale â (Az + + SD)2 = 52 + 2 + SD2 + 10.E + 10.SD, sans compter les effets d'interposition dont on a déjà vu l'influence sur le pouvoir séparateur. Les meilleurs scanners 3D multicoupes déclarent un pouvoir séparateur, hors effet d'interpolation, entre 3 et 10 mm et ne peuvent donc pas être considérés comme des appareils submillimétriques . C'est pourquoi le pouvoir de séparation reste médiocre dans 5. ce système de l'art ancien, en comparaison avec le système haute définition, par exemple, du dispositif multicoupes de la présente invention, quant on sait que l'épaisseur de coupe y est de l'ordre de 10 à 20 fois inférieure (250 pm) (dz2 = 0.252), sachant qu'il n'y a aucun majoration de la largeur de coupe, du fait des rayons croisés des deux sources du tube multiscan, et que la variabilité de l'écart type, SD2, y est négligeable. La figure 7 montre à 10. quel degré de précision mène le suréchantillonnage du dispositif de la présente invention. On appréciera, dans un autre aspect de réalisation, que les scanners 4D du dispositif de la présente invention sont, en haute définition, micrométriques et nanométriques en triés haute définition. Nous retiendrons de cette description du dispositif de la présente invention les idées suivan-15. tes: (i) L'appareil de mesure du dispositif de la présente invention ne peut donner que certains résultats privilégiés, que nous appellerons résultats propres ou impulsions. Dans l'expérience ci-dessus, il n'y a que deux résultats possibles: le photon franchit l'analyseur, ou il est arrêté. On dit qu'il y a quantification du résultat de la mesure, par opposition au cas classique où 20. l'intensité transmise peut varier de façon continue par pixel, suivant la valeur de l'angle d'incidence 0, entre 0 et L (ii) Lorsque l'état avant la mesure est quelconque, on ne peut prédire que les probabilités d'obtenir les différents résultats propres. Pour trouver ces probabilités, on décompose l'état du corpuscule en une combinaison linéaire des divers états propres des corpuscules d'un 25. rayon X; ici, pour ep quelconque, on écrit: ep = ex cos 0 + ey sin 0 (5.4) La probabilité d'obtenir un tel résultat propre sur un écran plan bidimensionnel est alors proportionnelle au carré du module du coefficient dont est affecté l'état propre correspondant (le facteur de proportionnalité est déterminé par la condition que la somme de toutes ces probabilités soit égale à 1). De (5.4), on déduit donc que chaque photon a une probabilité 30. cos" 0 de franchir l'analyseur, et sin 0 d'y être absorbé (on a bien cos" 0 + sin' 0 = 1). Cette règle est appelée le principe de décomposition spectrale. Il faut remarquer que la décomposition dépend du type d'appareil de mesure considéré, puisqu'il faut utiliser les états propres qui lui correspondent: dans la formule (5.4), le choix des axes Ox et 0y est défini par l'analyseur. Ce n'est plus un tomographe assisté par ordinateur à proprement parler, comme le prouve la description ci-après du dispositif de la présente invention dans le mode préféré de sa réalisa- 5. tien, mais un scanographe différent de l'acception ordinaire dans ce sens qu'il partage avec les instruments d'imagerie en coupes de l'art ancien l'acquisition par balayage de l'objet mais s'en distingue nettement non seulement par sa raison primaire, qui n'est plus de faire d'emblée de la tomographie, puisque sa correction optique de l'obliquité de la projection conique illustré par la figure 8, sans compter sa capacité d'interpolation optique en pondéra- 10. tien angulaire, ni le maillage optique par interaction des deux source d'énergie électromagnétique, tel qu'illustré par (a figure 11, l'en dispensent; mais aussi sa capacité de réaliser une imagerie 3D volumétrique dynamique et accessoirement des coupes 2D focalisées, à partir d'un récepteur des données d'image, constitué d'arrangements linéaires de capacités MIS ou MOS, illustrées dans les figures 15, 16 et 17, entre lesquelles sont opérés des trans- 15. ferts de porteurs de charges vers des systèmes de lecture de cet espace k de Fourier. Inventées en 1969, ces capacités du dispositif de la présente invention permettent en effet, dans le mode préférentiel de sa réalisation, le traitement d'une information stockée simultanément sous forme de charge électrique bidimensionnelle par angle de vue; là où le système tomodensitométrique de l'art ancien réalise d'abord systématiquement des données 20. destinées à la construction d'une série des coupes axiales et ensuite un empilement a posteriori volumique grossier de ladite série des coupes (ou tomographie) axiales, acquises en multicouches sur un réseau de barrettes linéaires contiguës. La figure 15 montre en effet que l'introduction de la charge signal (porteuse de l'information ou impulsion) met en jeu un transistor placé en tête du CCD, par ligne de lecture du capteur 25. plan du dispositif de la présente invention dans le mode préféré de sa réalisation, sur le même substrat dudit capteur plan. Dans ce transistor, le role du drain est assuré par le puits de potentiel sous Ge. Lorsque ce puits est généré, il reçoit les porteurs provenant de la source a travers le canal d'inversion que contrôle le signal appliqué sur la grille d'entrée. A la sortie, de la même façon, un transistor MOS, dont le drain (polarisé en inverse par rapport au 30. substrat) recueille la charge qui apparaît sur la dernière grille Gn; cette dernière joue alors le rôle, comme dans tout système COD, de la source du transistor. La grille de sortie Gs peut éventuellement être utilisée pour découpler le COD du circuit extérieur qui le charge (n est multiple de trois dans un COD à trois phases). t 10 Dans les applications du dispositif de la présente invention, selon le mode préféré de réalisation, on cherche à transférer un grand nombre de; paquets de charges* différents entre eux mais proportionnelle à la densité photonique captée et qu'on applique successivement à l'entrée du CCD (face d'impact de l'énergie radiante sur le substrat du cap- 5. teur plan à système de transfert des charges CCD). Il est impératif que la transmission dans le dispositif n'entraîne ni superposition des informations ni interférence supplémentaire. Cette condition étant remplie par l'état stationnaire de l'alternance ombre lumière sur le capteur plan. Les grilles adjacentes ne doivent donc jamais contenir deux informations successives, dans la mesure où ici le principe de moyennage (averaging) du signal voire celui d'interpola- 10. fion entre valeurs voisines n'est pas de mise en stéréoscanographie du dispositif de la présente invention. Le plus souvent, on fait se succéder à raison d'une grille tous les trois éléments. H faut donc trois signaux d'horloge décalés de 3 rr/2 pour actionner le CCD (on a alors affaire à un CCD à trois phases). Le signal de sortie est proportionnel à la densité de charges présente dans la dernière capacité du CCD. Le temps de transit d'une grille à l'autre 15. dépend de la vitesse de diffusion des porteurs et du champ électrique transversal à l'interface (D'où l'intérêt d'utiliser le semiconducteur supraconducteur comme récepteur, dans un autre mode de réalisation de la présente invention). Les grilles sont connectées à des lignes de signaux d'horloge. H est évident que la fréquence de l'horloge de commande de la ligne CCD doit être limitée de sorte que le transfert des charges soit aussi complet que possible pour 20. que l"information transportée par elle reste significative. Pour éviter par ailleurs cet inconvénient de proximité des grilles ont été mis au point des dispositifs dits à canal enterré, illustré par la figure 17, dans lesquels les puits de potentiel peuvent être générés non à l'interface isolant-semiconducteur mais dans un canal qui se forme dans le volume semiconducteur au voisinage de la zone de déplétion, qui apparaît 25. tout le long de la jonction qui s'installe entre la couche Sin réalisée sur le substrat Sip. Des contacts sont pris aux deux extrémités de ce canal pour entrer et sortir le signal du dispositif. Chaque détecteur élémentaire est composé d'une plaque de semiconducteur ayant sur la face irradiée (ou face Sip du substrat) une électrode homogène et sur l'autre face en regard une multitude de petites électrodes indépendantes. Chaque petite électrode délimite la taille 30. d'un pixel 2D ou cellule de la matrice de détection par degré d'angle de vue. Elle est connectée sur une bande métallique d'un support d'interconnexion par ia technique des billes métalliques par exemple à base d'indium, ou mieux de circuit intégré ou tout autre moyen connu dans l'art. Cette bande métallique est connectée à une é'ectronique de lecture dotée o d'un microprocesseur 64 bits à double coeur ou deux microprocesseurs 64 bits (AMD 64 3500+) en parallèle déportés sur le côté du capteur plan 2D. La figure 16 illustre le champ électrique transmis E qui induit une densité de courant j = Q E dans le conducteur du capteur plan, et l'interaction entre celle-ci et le champ magnétique B 5. résulte en une force de Lorentz dirigée en son sein. La force totale par unité de surface agissant sur le conducteur ou impulsion du signal périodique est de F = iZEEo1Eo12 (5.5.) C'est cette pression de radiation agissant sur le récepteur semiconducteur qui est mesurée, comme impulsion du signal périodique proportionnellement à l'atténuation de l'énergie radian-10. te transmise. Ce résultat peut être re-dérivé et compris de manière différente si l'on regarde le faisceau incident comme un flot de photons (d'un rayon donné). Pour une onde électromagnétique de fréquence u chaque photon a une énergie de E = hu, et un moment de p = E/c = h/A, où h est la constante de Planck. Les photons se déplacent avec une vélocité égale à c (vitesse de 15. la lumière), et chaque relation p = Et s'applique bien entendu à n'importe quelle particule en mouvement à cette vitesse. Dans un rnilieu diélectrique les photons se déplacent à une vélocité moindre que celle de c, mais la relation p = h/A s'y applique encore. Le nombre m de photons tombant sur le récepteur par unité de surface et par unité de temps est obtenu par le vecteur de Poyting moyenné en temps, m = Nlhu. Cette relation montre l'énorme potentialité 20. que possède le dispositif de la présente invention d'évaluer le signal périodique en termes essentiellement de nombre des photons pour évaluer l'amplitude du signal plutôt qu'en terme de niveau de gris habituelle. Cette dernière éventualité est à même de permettre de réduire énormément le besoin en photons (actuellement entre 107 et 1014 par pixel du récepteur) de l'énergie radiante néces- 25. saire au signal pour rendre compte de l'atténuation de l'intensité de ladite énergie radiante, ceci d'autant plus que le niveau du bruit de quantification serait à un niveau beaucoup plus bas dans le dispositif cohérent de la présente invention que dans le système incohérent de l'art ancien et que le signal lui-même proportionnel à l'addition des rayons convergeant sur le point de lecture de l'impulsion du signal périodique de l'analyseur, à partir des deux sources 30. respectives des rayons X du tube multiscan dudit dispositif. En supposant que tous les photons soient réfléchis à la surface du capteur plan, le changement total en moment est de AP = m.2h/A = 2N/u = EE01Eol2 (5.6), où u est la vélocité de propagation des rayons X dans le diélectrique (substrat) du capteur plan de la présente invention. Puisque ce changement de moment est la pression de l'énergie radiante sur la surface du capteur, on aboutit à l'Eq. (5.5) pour évaluer l'impulsion du signal périodique avec le dispositif de la présente invention. 5. Cette interprétation nous permet aussi de calculer avec le dispositif de la présente invention la pression de rayonnement, lorsque le faisceau incident n'est pas nom! A la surface ou lorsque un des milieux n'est pas conducteur (le substrat par exemple). Quel que soit le milieu ou la direction d'irradiation de l'énergie, un faisceau de puissance N par unité transporte un moment P = N/ hu. h/A = n. N / c par unité de surface et par unité de temps, où n est l'index 10. de réfraction. Les photons ont des moments angulaires intrinsèques, de valeur h l tir (= h). Dans un faisceau polarisé de façon circulaire à droite, le moment angulaire de tous les photons est en direction de propagation. Par conséquent, un faisceau de ce type transporte un moment angulaire total J = N / hu.hik = N / w.lk (5.7) par seconde et par unité de surface, oü w est la fréquence angulaire de rayonnement et ik est un vecteur unité dans la direction de 15. propagation. Un faisceau polarisé de façon circulaire à gauche aurait d en direction de ik. Le dispositif de la présente invention calcule cette impulsion par rayon transmis, par unité de temps et par unité de surface affectée par l'impulsion, à des fins d'imagerie scanographique par addition des rayons des deux faisceaux en interférence, déterminant un maillage et un état stationnaire de l'énergie captée par l'écran de lecture ou capteur plan. Il est possible à 20. partir de ces considérations de calculer pour le tube stéréoscanoscopique mu/Ume la distance interfocale de 2k cm, donnée dans le descriptif de demande de brevet n 00/17335 2 819 141 du dispositif de la présente invention pour représenter l'intervalle entre les deux axes optiques des faisceaux photoniques caractérisé en ce que le facteur k, qui est en situation d'acquisition multicoupes le coefficient d'efficacité optimale de rendement quantique 25. de détection (DQE, Detective quantum efficiency). largeur du réseau de détection (en cm) x 2 k= (5.8) (nombre de faisceau X + 1) x 2 cm régie également la rentabilité a maximale nn franges nS d'interférence mde l'énergie e e radiante!!biIti En sur la surface du récepteur des rayons X (système de détection) du dispositif de la présente 30. invention conformément à ce qui précède. Aussi les équations de Maxwell, étant linéaires et homogènes, admettentelles le principe de superposition: si E, et E2 sont deux solutions de ces équations, alors E = k,E, + k2E2, où k, et k2 (à ne pas confondre avec le coefficient k ci-dessus) sont des constantes (proportionnelles à la longueur d'onde), et aussi une solution pour un rentabilité maximale de l'énergie radiante à la surface de détection du dispositif de la présente invention. C'est ce principe de superposition qui explique en optique classique les phénomènes de type ondulatoire (interfé- 5. rence, diffraction) et sur lequel repose justement le maillage en réseau matriciel du plan de lecture du dispositif de la présente invention. En physique quantique, l'interprétation de E(r,t) comme amplitude de probabilité est donc essentielle pour que de tels phénomènes persistent. Nous verrons plus loin l'analogie parfaite, en mécanique relativiste, avec la cohérence du système d'échantillonnage de l'objet et de formation des données d'images dans un parcours 10. hélicoïdal de balayage du double faisceau du dispositif de (a présente invention. 5.3. Technologie des Stéréoscanners du dispositif de la présente invention et de leurs réseaux de détection à transfert de charges (CCD) 15. La Figure 8 empruntée à une demande antérieure de la présente invention illustre schématiquement la dimension Z du secteur de détection couvert simultanément par le double faisceau de balayage 3 et 4, pour réaliser 100 coupes simultanées de 250)am sur une révolution de 360 du portique, conformément à l'aspect muiticoupes de réalisation de la présente invention. Le dispositif scanographique du dispositif de la présente invention est 20. composé, selon un mode de réalisation de l'invention, d'une double source 3, 4 de rayonnement X et d'un ensemble de détecteurs semiconducteurs 19 déjà décrit dans une demande de brevet antérieure (n 00/17333 - 2 819 140), dans lequel la couronne de détection est elle-même composée de plusieurs lignes des détecteurs plans accolées les unes aux autres de manière à former un ensemble continu de réseau de détection des rayons X. Les 25. éléments des détecteurs plans sont disposés de façon à ce que la perpendiculaire à chaque plan cellulaire (par exemple l'axe z) passe par le foyer de la source de rayons X. Rappelons qu'entre tube à rayons X multiscan et réseau de détection des rayons X transmis est disposé un lit d'examen, sur lequel s'allonge un sujet ou un objet en général pendant qu'une région donnée de son corps est en train d'être examiné, dans un mouvement de translation, à ira- 30. vers un tunnel d'un portique, associée à la gravitation simultanée de la source du faisceau de balayage du dispositif de la présente invention. Comme le lit avance, ledit tube à rayons X multiscan gravite et décrit un parcours hélicoïdal autour de l'axe longitudinal du lit, en même temps que son faisceau de balayage échantillonne point par point l'objet exploré, selon une distribution spatio-temporelle donnée. Le lit se déplace à une vitesse substantiellement constante, pour que le parcours ait un pas de vis constant, de préférence égal à l'unité (pitch 1:1). 5. 5.3.1. Principes de détection des photons X et gammas Dans les modes de réalisation décrite dans les demandes successives antérieures déjà mentionnées du dispositif de la présente invention, le récepteur est constitué essentiellement d'un réseau des éléments semiconducteurs. Les semiconducteurs sont des matériaux 10. isolants à très basse température, mais qui deviennent plus ou moins conducteurs quand leur température s'accroît, ou quand ils sont éclairés avec une lumière d'une longueur d'onde donnée. La première théorie cohérente est due à Félix Bloch (1905 1983), en 1929, et complétée en 1930. Ces travaux ont servi à l'élaboration de la théorie de l'effet transistor des semiconducteurs. Ces matériaux sont appliqués dans les premiers modes de réalisation du 15. dispositif de la présente invention, grâce à leurs propriétés de détection des rayons X. L'invention concerne, dans la présente description, le même dispositif, tel que décrit ci-dessus du type certes connu dans l'art comme un Scanner hélicoïdal, caractérisé cependant en ce qu'il est également apte à acquérir d'emblée sur son réseau spécifique de détection des mesures d'impulsions dans un plan matriciel bidimensionnel (2D), qui couvre à chaque 20. angle de vue toute la largeur du volume balayé, animé d'un mouvement de gravitation autour de l'objet examiné, en lieu et place des rangées (ou barrettes) des détecteurs semiconducteurs d'un autre mode de réalisation décrite ci-dessus. A chacune de la pluralité des emplacements choisis du tube à rayons X multiscan, généralement uniformément espacé le long de ce parcours hélicoïdal du double faisceau de balayage, le circuit d'acquisition des 25. données acquiert une matrice 2D des données, c'est-à-dire, le circuit reçoit des signaux de chaque élément du maillage primaire (frange simple) ou secondaire (groupe de franges) du réseau sensible à l'atténuation de rayons X le long des rayons du double faisceau de balayage du dispositif de la présente invention. Il faut apprécier en effet que les principes de détection du dispositif de la présente invention 30. et les méthodes propres de reconstruction d'image, devant être décrites ci-dessous, caractérisés en ce que chaque analyseur bidimensionnel de détection des rayons X du dispositif de la présente invention est, dans ce dernier cas, réalisé par exemple à partir desdits capteurs plans supraconducteurs semiconducteurs de haute résistivité, dans un réseau à transfert de charges (CCD), monté selon la configuration de la 3e ou de la 4e génération des scanners X, de façon à former une surface plane de détection uniforme, elle-même connectée à un circuit de lecture simultanée de l'ensemble de la surface constituant, 5. comme en 1RM, l'espace k de Fourier. (La miniaturisation de ce système du dispositif de la présente invention permet une grande compacité d'acquisition des données notamment dans le cadre de l'état vortex des supraconducteurs de type Il (= semiconducteurs)). On appréciera également que, pour chaque vue angulaire, le circuit d'acquisition des données du dispositif de la présente invention n'exécute aucune opération de normalisation 10. de signal et des opérations, tel que connu dans l'art, pour dériver des données d'atténuation des rayons X correspondant à chacun des éléments du récepteur grâce au moyennage (averaging effect) par cellule de l'intensité transmise des rayons X. Le circuit de reconstruction d'image ne perd pas non plus du temps à exécuter des opérations d'interpolation, qui absorbe 104 à 106 la puissance de calcul du système informatique, pour tirer des valeurs d'at- 15. ténuation manquantes puisque celles-ci ne manquent pas avec le dispositif de la présente invention et sont au contraire redondantes à toute position choisie le long de l'axe z, en raison du double balayage, avec un premier faisceau en avance de phase et un deuxième en retard de phase, selon le mode biconique de réalisation du faisceau de balayage, par rapport à l'axe de centrage du balayage du dispositif de la présente invention. 20. Le gain de temps qui résulte de cette disposition du dispositif de la présente invention multi-plie le temps de fonctionnement du système par au moins 106. Pour chacune de la pluralité de points échantillonnés de l'objet, chacune de telle valeur des données d'atténuation qui en résultent correspond effectivement à ('atténuation dans un angle de vue donné dans la franche qui passe par les points images donnés de coordonnées x. y,z, et t correspondant à la fin 25. des vecteurs de cet espace de projection, dans des conditions de parfaite symétrie (ou ((dualité dans les espaces vectoriels de projection) des modules g p (object) et g1a (image) respectifs (espaces d'objets [échantillonnage] et espaces d'opérations [projection] sont donc réciproques l'un l'autre). La réalisation préférée du dispositif de la présente invention décrite ici, en ce qui concerne la reconstruction 360 (full scan) pour produire une matrice des don- 30. nées par angle de vue, mais ledit dispositif permet aussi l'utilisation possible de la reconstruction de 1300 (ou half scan). Dans la reconstruction 1800 (haif scan), ledit dispositif utilise des matrices des données des angles de vues d'une demi-révolution seulement, avec des vues couvrant 180 , comme cela est par ailleurs connu dans l'art. La technique de 180 donne une reconstruction plus rapide, aux dépens de la résolution et du contraste réduits et/ou des artefacts d'images accrus (sous-échantillonnage). L'utilisation de la reconstruction 180 permet au parcours hélicoïdal dudit tube à rayons X multiscan du dispositif de la présente invention dans sa réalisation multicoupes (M-100 en full scan) d'avoir 5. un pas de vis inchangé qui permet de cloubler le nombre des coupes simultanées par deux (M-200 en half scan) par gravitation de 360 (27t). Dans les descriptions-ci des réalisations préférées de la présente invention il faut comprendre, à moins que ce ne soit indiqué autrement, que les techniques décrites en ce qui concerne la reconstruction de 360 (full scan) sont aussi applicables à la reconstruction de 180 (half scan) et vice versa, avec des 10. angles de balayage convenablement ajustés lorsque cela est nécessaire. Ces valeurs effectives du signal périodique sont finalement collectées dans deux matrices 3D distinctes, puis filtrées, rétroprojetées et affichées sur l'écran de visualisation multiphasique d'abord en 3D ensuite, selon les besoins, en une série des coupes 2D fines des différents plans de l'espace, en fonction des exigences de caractérisation tissulaire, de phases de rehaussement 15. en contraste par rapport aux images avant injection, d'illustration et de documentation de la lésion et du dysfonctionnement organique qui découlent de l'inspection physiologique en temps réel et au besoin en fonction des phases de remplissages vasculaires et de perfusion tissulaire. Dans un autre mode de réalisation ie réseau de détection est construit est exclusivement 20. monté selon la disposition de l'ensemble tube détecteurs des statifs scanographiques de 3e génération (3-G) connu dans l'art, destiné à la radio-Stéréoscanographie ou à la Polystéréoscanographie du dispositif de la présente invention et dans le même statif superposé ou décalé, un deuxième réseau de détection, destiné aux photons gamma provenant de l'objet exploré, et disposé dans le même statif dudit dispositif de la présente 25. invention pour recueillir lesdits rayons gammas, selon les principes d'une tomographie à émission de positons (TEP) ou d'un SPECT, destiné à donner des images de médecine nucléaire en vue d'une fusion d'images TEP-Scanographie ou SPECTScanographie à partir des données des trois matrices 3D distinctes de Radon: une enregistrant les données des spectres d'amplitude du signal scanographique, une deuxième matrice 3D enregistrant les 30, données des spectres de fréquences du signal scanographique et une troisième matrice destinée à recueillir, selon le cas, les données du spectre d'amplitudes du signal PET ou SPECT. Le dispositif de la présente invention étant par ailleurs doté des moyens connus dans l'art de fusion d'images de cette double modalité. 117 5.3.2. Transfert des charges par réseau CCD Dans un aspect de réalisation du capteur plan du dispositif de la présente invention, ledit réseau de détection est caractérisé en ce qu'il comprend une structure MIS sur substrat dopé 5. p (par exemple), de telle sorte que les charges électriques accumulées à l'interface semiconducteur-isolant dépendant de la tension grille VG appliquée: il y a accumulation de trous majoritaires, pour VG 0, puis inversion au-delà d'un certain seuil de tension. II peut être apprécié que les modifications de l'état de charge à l'interface semiconducteur- 10. isolant du dispositif de la présente invention ne soient pas spontanées. Puisque si les mécanismes d'accumulation et d'appauvrissement sont de simples transferts de porteurs majoritaires du substrat, il en va différemment pour la formation d'une couche d'inversion. En effet, celle-ci se constitue à partir d'urne part des électrons minoritaires du substrat et, principalement, de ceux qui se libèrent lors des ruptures de liaisons coalescentes dans la 15. zone de déplétion (et dont on sait qu'ils génèrent des courants inverses faibles et très faibles dans les jonctions p-n). Le temps nécessaire à la constitution de la charge Q, à l'équilibre, de la couche d'inversion peut être important (c'est le temps de stockage) comparativement à celui qui est nécessaire au transfert de porteurs majoritaires. En outre, les états d'interface doivent être pris en considération, puisqu'ils combinent leurs effets à celui de la tension Vc 20. appliquée. C'est le régime transitoire entre les deux situations décrites ci-dessus (transfert de charges majoritaires et mise en place du stockage de charge d'inversion) qui est mis à profit dans le fonctionnement des CCD du dispositif de la présente invention. Un autre mode de réalisation de la présente invention est caractérisé en ce qu'une capacité 25. MOS idéale , c'est-à-dire sans effet d'interfaces, comportant une structure élémentaire de base des circuits de transfert de charges (fig. 13, 14, 15). Les schémas de bandes d'énergie sans polarisation de la figure 16 (fig. 16a) et sous polarisation en (forte inversion de la figure (fig. 16b) permettent de mettre en évidence la distance xp dans le semiconducteur au-delà de laquelle le milieu est électriquement neutre et la distance x; oïl le niveau de Fermi EF 30. du semiconducteur passe au-dessus de EF, et donc qu'il devient n . La courbure des bandes dans le semiconducteur représente la variation de l'énergie potentielle des électrons, laquelle décroît depuis xp jusqu'à l'interface en x = O. 5.4. Clonage partiel et degré de précision des coupes en TDM 3D A ce stade de notre exposé, une question qui a à la fois trait à la physique et à la géométrie projective du système demeure entière: celle du balayage avec un faisceau 2D en éventail, 5. encore généralement pris comme référence, dans la littérature, pour des études comparatives en sous-entendant que ce serait là un système susceptible en mode séquentiel de donner le meilleur résultat. Dans un but de simplification schématique, nous avons pensé distribuer des méthodes appropriées à chaque catégorie technologique entre scanners 3-D à faisceau conique de balayage et scanners 4-D à faisceau biconique de balayage. De ce point de vue, 10, les méthodes de reconstruction approximatives, tel que l'algorithme de rétroprojection filtrée de Feldkamp et collaborateurs (1984) (FDK) [36], sont plus appropriées à l'incohérence du mode scanographique d'acquisition 3D du référentiel (x,y, f) . Cet algorithme (ou groupe d'algorithmes approximatifs) a été à l'origine conçu pour la géométrie TDM séquentielle standard, où l'orbite de gravitation est exclusivement circulaire, et a été ultérieurement gêné- 15. ralisée [37, 38, 39) aux trajectoires plus complexes qui différent du cercle originel pour procurer des données suffisantes pour une reconstruction exacte [37, 38, 39j des images en coupes. Cela suppose que les efforts se concentrent sur une définition axiale d'image de type tomographique dans le plan (x,y), sans aucune maîtrise, comme on finira par s'en apercevoir, de la troisième dimension z. Existe-t-il une autre classification qui satisfasse à toutes les 20. exigences de représentation tridimensionnelle voire d'isotropie ? Oui, heureusement sur bases des algorithmes exacts! Quand l'ouverture de l'angle du champ du faisceau de balayage excède brusquement un certain seuil, des techniques exactes et cohérentes deviennent alors nécessaires et sont comprises comme une fonction des seuls paramètres variables x,y,z,t, déterminantes pour tout le reste comme la résolution spatiale en rapport 25. avec l'échantillonnage de l'objet, le rapport signal sur bruit en relation directe avec la méthodologie de collecte du signal et d'évitement du bruit ainsi que la géométrie de l'objet en relation avec la topologie d'échantillonnage, et surtout la fidélité de représentation de l'objet par l'image par une symétrie parfaite de l'espace vectoriel de projection. La résolution spatiale et la résolution de contraste peuvent être de plus dans l'art ancien changées soit par 30. des données de prétraitement soit par le post-traitement d'images spécifique à la TDM 3- D en balayage hélicoïdal. Ainsi le protocole optimal pour n'importe quelle application serait, en TDM 3D hélicoïdale, établi eu égard aux exigences cliniques, basées sur des études comparatives, et en utilisant des proportions entre les index de qualité d'image et les nombreux paramètres limitants d'imagerie [41]. La thèse extrême du logicisme consiste finalement à dénier aux mathématiques tout apport d'information, et à récuser ainsi, implicitement, toute idée de contenu formel aux opérations d'interpolation des données. Les mathématiques ne seraient alors que la pure forme d'un discours sans objets, se réduisant à 5. travers d'infinis détours et fioritures, à la simple reconnaissance de la partition tautologique: a ou non-a (information spécifique = pas d'interpolation ni moyennage possible avec le dispositif de la présente invention). Pour éviter ce type de technique, en scanographie 41) volumétrique, il est utile de savoir comment le clonage des coupes est programmé et appliquée en tomographie 3D de l'art 10. ancien. En supposant que la reconstruction de 180 soit utilisée, une image correspondant à la position axiale zo peut être reconstruite en utilisant des données acquises à partir de la RANGEE 1 et de la RANGEE 2 sur la fenêtres de temps allant de To à To + TRI2. Une deuxième image peut de la même façon être reconstruite à Zo en utilisant des données acquises de la RANGEE 2 et de la RANGEE 3 sur la fenêtre de temps allant de Ta + TR/2 à 15. To + TR. Une telle autre image peut par la suite être reconstruite à partir de la RANGEE 3 et de la RANGEE 4, et de même une image à Zo peut être reconstruite à partir de données acquises sur n'importe quelle demi- révolution dans l'intervalle de temps de To à 3 TR/2. Chacune des images reconstruites représente de cette manière et de façon substantielle la même information de tranche transversale à travers le sujet examiné, vu dans une fenêtre de 20. temps respectif différente, et partagée finalement et moyennée entre des coupes voisines. Cette technique déroge à l'exigence pour chaque coupe d'apporter à l'image une information spécifique et enrichissante pour l'ensemble en répliquant partiellement la même information. De préférence, les images correspondant aux fenêtres de temps successives sont reconstruites à la façon de pipeline, pendant le balayage et sont affichées en ligne par l'écran de visua- 25. lisation, comme si elles étaient intrinsèquement partant différentes. De façon plus préférable encore, les images sont affichées successivement en un mode ((cinés quasicontinu, et montrent des changements survenant dans le corps du sujet examiné à la position de tranche Zo, alors même qu'une partie de l'infiermation véhiculée par ladite coupe emprunte quelque chose aux tranches voisines, qui elles-mêmes empruntent à leur tour quelque chose de la 30. tranche Zo. Alternativement ou en plus, les images à Zo ayant des fenêtres de temps se chevauchant peuvent être reconstruites et (affichées) visualisées de cette manière. Dans ce cas, pour réduire l'effort informatique, l'image entière n'est pas de préférence reconstruite pour chaque fenêtre de temps. D'où la grande imprécision sur l'intervalle d'échantillonnage \t. C'est plutôt pour chaque fenêtre successive, enchevauchant sur la fenêtre, une matrice correspondante de la première moitié de la fenêtre est soustraite. Alternativement, la nouvelle matrice peut faire une moyenne avec la matrice correspondante de la fenêtre précédente, afin de modifier 5. et ou améliorer la qualité de l'image. Les méthodes de modification et de mise à jour de l'image sont davantage décrites ailleurs. Une série de tranches plates est ainsi reconstruite à une série correspondante de positions axiales couvrant une gamme d'intérêt dans le corps du sujet examiné. Z0 peut, par exemple, être la première position dans une telle série; suivi par les positions suivantes Z1, Z2, etc., le 10. long de l'axe Z. Le circuit de reconstruction d'image reçoit des données sur une gamme angulaire substantiellement égale à l'angle de reconstruction et reconstruit une première tranche d'image plate à Z4,, comme décrit ci-dessus. Tandis que la tranche à Zo est reconstruite, les données sont acquises sur une gamme angulaire semblable aux alentours de Z,. De préférence, la tranche d'image à Zo est affichée par l'écran de visualisation pendant 15. que la tranche à Z, est reconstruite. Ce processus d'acquisition, de reconstruction et d'affichage, est répété eu égard à z2, et ainsi de suite, sur la série entière. Il accepte la procédure d'itération des algorithmes approximatifs du type Feldkamp (FDK) . De façon encore plus préférable, les données acquises aux alentours de chacune des positions Z0, Z,, Z2, etc., sont stockés, en sollicitant la mémoire vive, et utilisées dans le frai- 20. tement d'image suivant la reconstruction et l'affichage. Ainsi par exemple, au moins certaines des données utilisées dans la reconstruction de la tranche à Zo sont incorporées dans la reconstruction de la tranche à Z,, et ainsi de suite. En utilisant de tels jeux de données de chevauchement dans la reconstruction de tranches d'image aux positions successives, des tranches étroitement situées peuvent être produites, pour que l'on puisse voir des caractéris- 25. tiques à l'intérieur du corps du sujet dans le plus grand détail. De plus, le circuit de reconstruction d'image est de préférence adapté pour reconstruire deux ou plus de telles tranches simultanément, pour que des tranches multiples puissent être reconstruites et visualisées en un enchaînement rapide. II sera évident à ceux experts dans l'art que les principes de la présente invention peuvent 30. être appliqués aux CT scanners hélicoïdaux de types divers, y compris en mode tomographique des scanners multitranches qui produisent simultanément des tranches d'image plates multiples et des scanners obliques, qui produisent des tranches d'image le long des plans à angles obliques par rapport au long axe du corps du sujet, à partir du moment où aucune contrainte topologique en direction de z ne s'exerce sur les données d'images, dans cet espace vectoriel de projection, et où s'applique une désorganisation et une distorsion de la perspective d'image. D'où la particularité du double faisceau de balayage du Stéréoscanner X 4D du dispositif de la présente invention, qui accepte les algorithmes 5. exacts de reconstruction d'image par la transformée de 3D de Radon. 5.5. Particularités du double faisceau de balayage du tube radio-scopique et graphique multiscan du dispositif d'invention 10. Il existe tous les scientifiques sont d'accord sur ce point deux façons de décrire la lumière en particulier et les ondes électromagnétiques en général: comme une onde d'énergie électromagnétique ou comme de minuscules particules d'énergie appelées photons. Dans certaines circonstances, seule la théorie corpusculaire peut expliquer le comportement de la lumière alors que, dans d'autres, il faut nécessairement recourir à la théorie ondulatoire. L'in15. terférence et la diffraction sont deux phénomènes importants qui ne peuvent s'expliquer que si l'on considère l'aspect d'onde des ondes électromagnétiques. Dès leur découverte, en effet, on utilisa les phénomènes d'interférence et de la diffraction pour étayer la théorie ondulatoire et infirmer les autres idées contradictoires émises sur la nature de la lumière. La description complémentaire du dispositif de la présente invention se fonde sur l'interféren- 20. ce et la diffraction du double faisceau de balayage stéréoscanographique, d'une part dans des modes de réalisations préférées du dispositif de la présente invention, et sur une détection matricielle 2D des données d'images destinées à la fusion Scan-TEP ou Scan-SPECT, d'autre part, dans d'autres modes de réalisation du dispositif de la présente invention. 25. 5.5.1. L'interférence et la diffraction du double faisceau de balayage stéréoseano graphique Le phénomène d'interférence fut découvert, en 1801, par le physicien anglais Young. Pour son expérience, illustrée par le schéma de la figure 5, il fit passer une lumière issue d'une source ponctuelle par deux petites ouvertures pratiquées dans une feuille de carton, les deux 30. faisceaux résultants frappant ensuite un écran placé derrière. Il obtint une succession de bandes éclairées et de bandes sombres. D'une façon ou d'une autre, la lumière provenant des deux faisceaux produisait donc des zones d'obscurité alternant avec des zones de clarté. Aussi étrange qu'ait pu paraître la découverte de Young, la théorie ondulatoire permit de l'expliquer tés simplement. Les franges trillantes correspondaient au renforcement réciproque des ondes des deux faisceaux, là où leurs crêtes coïncidaient. On donna à ce phénomène le nom d'interférence constructive. Les franges obscures correspondaient au point de ren- 5. contre entre la crête d'une onde et le creux d'une autre onde. Dans ce dernier cas, les ondes interféraient négativement, s'annulant mutuellement pour provoquer des zones obscures. Ce type de maillage se prête, comme nous le verrons, parfaitement à la description d'un contenu formel du signal. La distance entre la crête et le creux suivant d'une onde est sa longueur d'onde, À. La largeur 10. des franges illuminées et de franges sombres est donc liée directement à la grandeur de la longueur d'onde de la lumière (onde électromagnétique) concernée. Ces franges lumineuses, sombres et claires, résultant du phénomène d'interférence, permirent pour la première fois aux scientifiques de déterminer les longueurs d'ondes de la lumière. Ils furent étonnés de découvrir à quel point elles étaient petites. La longueur d'onde de la lumière rouge par exem- 15. ple était inférieure à un millième de centimètre. Plus récemment, la précision qu'offrent les spectres d'interférences pour mesurer des distances aussi faibles a été utilisée pour fixer les étalons de longueurs fondamentaux, à partir desquels toutes les mesures scientifiques sont maintenant effectuées. La mesure de la longueur d'onde dans le spectre du gaz krypton pourrait donner plus d'un million et demi de 20. longueurs d'ondes sur un seul mètre. La scanographie ne devait pas continuer à échapper à cette nouvelle exigence. L'interférence est largement employée dans l'industrie des verres optiques, où elle permet de révéler les minuscules imperfections superficielles des lentilles. Ce procédé est particulière-ment valable pour vérifier les plats' optiques, plaques de verre conçues spécialement pour 25. offrir des surfaces rigoureusement planes. Lorsqu'elles sont placées contre une surface plane de référence, et qu'on les éclaire, les inégalités du verre apparaîtront comme des irrégularités dans ce qui devrait être une alternance de bandes claires et de bandes absolument parallèles et équidistantes. Les défauts de planéité parfaite s'apprécient en franges' d'interférence. C'est à ce niveau de pouvoir de séparation qu'il faut faire évoluer la scanographie du 21e 30. siècle. La faiblesse de ses longueurs d'ondes est importante si l'on veut expliquer par exemple le comportement de la lumière, domaine où l'interférence a été le plus étudiée (qu'en Radiologie). La raison pour laquelle les ondes lumineuses semblent se déplacer suivant des lignes droites, en projetant des ombres nettes, tient au fait qu'elles sont incomparablement plus petites que les objets ordinaires. Mais, si nous examinons attentivement le comporte-ment de la lumière lorsqu'elle passe à travers un petit trou ou le long d'une arête rectiligne, nous verrons qu'elle s'incurve dans une certaine mesure à partir de la perforation ou de l'arê- 5. te, tel qu'illustré par la figure 16a. En s'infléchissant, cette lumière subit aussi un type d'interférence avec elle-même, qui crée une succession caractéristique de franges lumineuses claires et sombres. Ce phénomène est appelé diffraction (cf. figure 11). Les effets de la diffraction sont plus évidents encore lorsque la lumière traverse des réseaux de diffraction spéciaux. Ces réseaux sont des surfaces de verre ou de plastique optique creu- 10. sées de milliers de lignes parallèles très rapprochées. Les réseaux modernes ne comportent pas moins de 87 000 lignes par centimètre (8 700 lignes par mm soient 4 350 pl par mm). La lumière qui rencontre le réseau est diffractée par la multitude de stries pour former un dessin particulier sur un écran placé derrière, tel qu'illustré par la figure 11. A l'instar du dessin ordinaire déterminé par les interférences, la projection des diffractions permet aux chercheurs 15. de mesurer en routine les longueurs d'ondes de la lumière avec un degré de précision remarquable. Chose plus importante encore, les ondes lumineuses de différentes longueurs d'ondes ne sont pas diffractées de la même quantité, ce qui implique que la lumière, avec son mélange de longueurs d'ondes, sera scindée en un spectre coloré par ces réseaux de diffraction (cf. figure 11). Cette invention table sur ces différentes propriétés d'interférence et 20. de diffraction des rayons X produits par un tube stéréoscopique et stéréographique multiscan pour détecter les impulsions respectives de chaque rayon faisant pleuvoir une pluie des photons sur une surface donnée d'un capteur plan sensible à cette énergie radiante et apte à la discerner. Il s'agit essentiellement dans le dispositif de la présente invention de la diffraction d'ondes 25. électromagnétiques de haute fréquence par des objets explorés. Depuis 1950, ce domaine d'interférence a fait en effet l'objet de recherches intensives, en grande partie tournée vers la prédiction du champ diffusé par une cible illuminée par une onde radar. Rappelons que les rayons diffusés (effet Compton) sont une gêne considérable dans l'art ancien, mais que dans le dispositif de cette invention les rayons à angle faible de diffusion sont au contraire mis à 30. contribution dans l'évaluation du signal des rayons transmis. Les recherches centrées sur la diffraction ont débouché sur des méthodes pratiques et précises de calcul du champ diffusé, largement utilisées par les ingénieurs, et que s'approprie le dispositif de la présente invention, en particulier dans ses expérimentations en simulation informatique. Plusieurs méthodes, assez différentes en apparence, ont été élaborées: la Théorie Géométrique de la Diffraction de J.B. Keller, la Théorie Physique de la Diffraction de P.Y. Ufimtsev, les théories unitormes, et la théorie spectrale de la diffraction. En parallèle, les mathématiciens spécialistes des équations aux dérivées partielles ont mis au 5. point d'autres outils puissants d'étude des problèmes de diffraction. V.M. Babitch et ses élèves ont adapté à ces problèmes les méthodes de développements asymptotiques raccordés initialement développées en mécanique des fluides, en leur donnant un solide fondement théorique. V. Maslov, L. Hormander, ont établi la théorie des opérateurs de Fourier-Maslov-Hérmander, qui permet d'obtenir des représentations intégrales cohérentes 10. du champ diffracté. Toutefois, ces développements n'ont pas été poussés jusqu'à l'obtention de résultats explicites. C'est pourquoi le dispositif de la présente invention y fait appel uniquement dans ses développements Théoriques, dont le recoupement permet de valider les expérimentations de simulation informatique. Les rayons X sont faut-il encore le rappeler! comme des ondes lumineuses des radia- 15. tiens électromagnétiques. La particule associée est dans tous les cas le photon X. fi est possible de traiter un faisceau de rayons X soit comme une onde électromagnétique, soit comme un faisceau de particules. Les longueurs d'onde couramment utilisées sont de l'ordre de l'Angstrom (angstrom = unité de mesure de longueur d'onde et de dimensions atomiques. Unité de mesure valant le 10e du nanomètre =10-1 m =10.7 mm). L'interaction rayons X 20. matière, à l'origine des phénomènes de diffraction, se décrit de façon simple et correcte à l'aide des équations de Maxwell, mettant en jeu le couplage entre les champs électrique et magnétique de l'onde incidente et les charges des électrons et du noyau d'un atome. La masse apparente d'un photon X de 1 A étant de l'ordre du dixième de la masse de l'électron, l'interaction prépondérante est réalisée avec les électrons des atomes, l'interaction avec le 25. noyau étant de ce fait négligeable. L'absence de charge autorise une bonne pénétration des faisceaux dans la matière et conduit facilement à des études en volume. L'énergie ho associée à un photon X de 1 A est de l'ordre de 104 eV. Les effets mettant en jeu l'énergie, en milieu diffractant, concernent surtout les transitions des électrons entre couches électroniques, associées à l'absorption 30. des photons. Que va-t-il se passer au niveau quantique, c'est-à-dire lorsque i est suffisamment faible pour que les photons arrivent un à un sur l'analyseur ? Tout d'abord, on n'enregistrera jamais dans le détecteur de photons une 4fraction de photon : ou bien le photon franchit l'analyseur, ou bien il est entièrement absorbé. Ensuite, on ne va pas prédire avec certitude si tel photon qui arrive va passer ou être absorbé ; on ne peut connaître que les probabilités correspondantes. Enfin si l'on envoie l'un après l'autre un grand nombre N de photons, on va retrouver la loi (gaussienne: cf. figures 4a et 4b) classique, en ce sens qu'on en détectera pratiquement N cos2 0 (5.9). 5. Les couplages avec des états peu énergétiques des solides (par exemple rayons X phonons) restent des phénomènes observables mais mineurs. Dans la traversée de l'organisme humain, la réfraction peut également entrer en ligne de compte, mais le contexte de cette invention est, pour la simplicité de la description un double faisceau synchrone et isospéctral des rayons X, celui où les phénomènes prépondérants seront l'addition des ondes provenant 10. des deux sources des rayons X du tube multiscan de balayage scanographique du dispositif de la présente invention, avec pour corollaire l'induction des ondes électromagnétiques stationnaires au niveau de la surface de détection, telle que dans la figure 10, ou signaux sous forme d'impulsions électriques et magnétiques lisibles à la surface de détection, telle que sur la figure 11, singularisant la cohérence dans le référentiel 4D {x,y,z,f} des modes 15. très originaux de voxellisation 4D et de surêchantillonnage de l'objet exploré, aux points respectifs d'intersection des deux rayons issus des deux sources d'ondes électromagnétiques, tout comme celui de pixellisation 3D, aux points respectifs d'addition deux par deux des rayons convergents issus des deux sources d'énergie radiante, de l'image représentant l'objet exploré du dispositif de la présente invention. 20. La pierre angulaire de ces méthodes est la cohérence de la relation entre des projections au moyen d'un faisceau conique et par transformée 3D de Radon [11, 12 et 13]. Conçu comme une méthode pour concrétiser, comme nous l'avons vu ci-dessus, l'isotropie en radioscanographie, la projection bi-conique peut être utilisée pour obtenir l'objet intégral mesuré particulièrement pour un vertex donné, dans n'importe quel plan contentant ce vertex. 25. C'est la raison pour laquelle sans modifier soit ses principes soit ce détail, ce résultat peut être directement exploitable pour reconstruire au moyen de la transformée 3D de Radon, l'objet étant alors reconstruit en utilisant des méthodes standard d'inversion de la transformée 3D de Radon. On connaît cette méthode comme l'algorithme de Radon". Alternativement, les formules exactes de Grangeat [11, 121 peuvent servir à dériver un algorithme de rétropro- 30. jection filtrée (FBP) ; dans lequel chaque projection du faisceau conique est indépendamment traitée [13] (équations différentielles). C'est précisément la pertinence de l'utilisation de ce système quasi-exact ou mieux exact dans un but très particulier, considéré comme isotropique que se situe le pivot du dispositif de la présente invention. Qu'est-ce qui rend un système si parfait et non encore généralisé à être relativement peu connu ? On peut répondre d'abord que le public est peu ou pas du tout disposé à apprécier des innovations plus pratiques, que l'engouement va lui-même plutôt vers les vérités absolument passagères et que Grangeat a rencontré beaucoup de résistance durable que Feldkamp (FDK). D'autre 5. part, il y a eu le double handicap technologique informatique d'un côté et de l'autre une transition difficile d'un référentiel 3D {x;y,f} accommodant à celui 4D {x,y,z,f} pas du tout accommodant au mode de raisonnement qui a toujours prévalu en tomodensitométrie 3D, pour expliquer ce retard qu'est venu combler la cohérence spatio-temporelle du référentiel 4D {x,y,z,t} du dispositif stéréoscanographique de la présente invention. De plus, la nécessité 10. de concevoir un post- traitement qui tienne absolument compte de la vision binoculaire du système stéréoscanographique et non monoculaire comme dans les projections MIP, MPR, VRT, etc., connues dans l'art et conçues eu égard au référentiel 3D {x,y,t} et pour se conformer à l'incohérence structurelle du référentiel 3D {x,y,t}. 15. 5.5.2. Echantillonnage, voxellisation de l'objet exploré et distribution spatio-temporelle des points de l'objet et de l+image par rapport au plan de projection L'interaction rayons X et milieu intérieur du volume exploré donne lieu à d'autres phénomènes connus dans l'art, comme par exemple la réfraction. Mais, dans la configuration d'une double source d'irradiation le phénomène d'addition des ondes des rayons X émanant 20. des deux sources du tube des rayons X et dont les axes optiques des faisceaux respectifs sont orientés dans le même sens, tel que dans le dispositif de la présente invention, il y a diffraction des ondes électromagnétique. La résultante étant comme dans la figure 18 des ondes stationnaires sur le trajet d'un rayon. En utilisant n'importe quelle méthode numérique précédente pour résoudre les équations de Maxwell, on est conduit à des calculs sur de très 25. grandes matrices (dont la plupart des éléments peuvent être regroupés) donnant le champ électromagnétique en chaque point pour les instants passés et présents. Les éléments non négligeables dépendent des interférences physiquement significatives définies selon les performances électriques requises par les spécifications. Les matrices mentionnées plus haut sont calculées de sorte que la simulation du champ électromagnétique prenne en compte la 30. propagation des signaux parasites dus aux interférences sur des lignes de plus en plus éloignées des lignes perturbatrices (différentes énergies des spectres du double faisceau de balayage). Le propos de ce paragraphe est d'acquérir les outils théoriques nécessaires à une modélisation topologique des interférences électromagnétiques afin de regrouper les éléments non négligeables le plus prés possible de la diagonale principale des matrices impliquées dans les équations de propagation du champ électromagnétique, et afin de faciliter leur résolution 5. numérique, notamment pour les rayons à faible angle de diffusion qui contribuent avantageusement aux données d'atténuation des rayons transmis par le corps examiné. a) La réfraction des rayons X par les matériaux correspond toujours à un milieu d'indice très proche de 1 par valeurs inférieures. L'indice de réfraction est donné par la relation: Nre Zp 10. n = 1 b=1---A2 (5.10) 2rr i qui permet d'évaluer la part de la réfraction des rayons (effet Compton) par rapport à l'ensemble des rayons incidents du double faisceau de balayage du dispositif de la présente invention. Il faut se rappeler par ailleurs que cette réfraction augmente avec l'angle d'incidence du faisceau sur la surface du récepteur. Plus l'angle d'incidence 9 du faisceau conique se- 15. ra large plus la réfraction des rayons sera importante et vice versa. Mais avec des angles respectifs d'incidence de 1O des faisceaux isospéctraux utilisés en stéréoscanographie du dispositif de la présente invention la réfraction est réduite au minimum et est généralement à angle très faible. D'où l'importance de la correction de cet angle, tel qu'illustré par la figure 8, par interaction 20. électromagnétique due à la conjonction des deux faisceaux isospéctraux d'axes optiques parallèles du dispositif de la présente invention. Le corollaire à cette correction optique est avantageusement l'augmentation de la part due à la réfraction à faible angle de diffusion, qui se surajoute à la grande part des rayons non déviés par le milieu traversé pour accroître l'ampleur de l'énergie radiante au signal. C'est aussi la part de ces rayons qui explique pour 25. partie le nouveau concept technique d'finterpolation optique , la majeure partie étant l'interpolation angulaire entre les rayons incidents directs des deux sources du tube à rayons X. b) Addition de deux ondes des rayons X polychromatiques, polarisés rectilignement se 30. propageant respectivement de façon rechigne et convergente vers un vexe! v(dx, dy, dz, dt d'un objet, défini par le point d'intersection des deux rayons synchrones issus des deux sources isospectrales du tube à rayons X stéréoscopique multiscan du dispositif de la présente invention. Le même raisonnement peut être tenu pour des rayons transmis par deux voxels proches polychromatiques, polarisés rectilignement se propageant respectivement et de façon convergente vers un pixel p(dx, dy), le pixel étant le point où deux rayons synchrones issus de deux sources isospectrales dudit tube à rayons multiscan; le champ 5. électrique étant le plan xOz. On décrit ces ondes par leur champ électrique (cf. figure 12) :.... 1 Quelle propriété utilise-t-on pour additionner ces deux champs ? Celle d'interférence plus que celle de diffraction. 2 On suppose queKI =Kul et K2=Ku2avec K=2rr/ÀÀ.... 10. Cette addition contribue à accroître la hauteur d'amplitude des signaux de l'ordre au moins du double de ce qu'elle est habituellement en scanographie traditionnelle, en raison du réseau d'interférence établi par le balayage en double faisceau conique améliorant de ce fait avantageusement la différentielle signal-sur-bruit, A(S B) du fait d'un pouvoir séparateur très performant et de la cohérence d'ensemble du système. Le corollaire est la réduction consécu 15. -tive de la dose nécessaire au niveau de la tension aux bornes du tube multiscan à rayons X de l'ordre de 60 à 110 kVp et du courant du tube, qui sont au contraire systématiquement durcis pour avoir une meilleure pénétration au niveau de la détection dans l'art ancien. Sachant que quand on baisse de 140 kVp à 120 kVp, dans le dispositif de l'art ancien, la dose d'exposition est de ce fait uniquement réduite de 30 %. 20. Par comparaison avec le détecteur Micromégas utilisé en radiographie basse dose EOS qui divise la dose de 10 à 30 fois par rapport au système conventionnelle de radiographie numérisée, le dispositif de la présente invention atteint de facteur de division de l'exposition de l'ordre de 100 à 300 fois la dose habituelle, comme le démontre le raisonnement suivant: en stéréoscanographie 4D volumétrique de la présente invention, en effet, ce type de réduction, 25. sans compter le temps d'exposition qui est divisé dans des proportions de 97 à 98 % en passant des expositions de 15 à 20 s en moyenne à 10' à 10-3, peut atteindre de niveau insoupçonné de l'ordre de 50 à 60 kVp (en pédiatrie p.ex), sans trop descendre dans les rayons inefficaces parce que trop mous, dès que le signal périodique pourra être évalué au niveau des pressions photoniques simples (photon par photon) au lieu de l'être en fonction 30. de l'addition des rayons, par densité photonique de franges, comme suit: A noter que: cri' = 1/2!an jbni 1/2 N'an' + bn2 = 1/2 An (5.11) L'addition des ondes (paquet d'ondes à un instant donné) permet d'en déduire que cn1 (source 1) s'ajoute à cn2 (source 2) pour donner une amplitude An (112 Ani + % An2), sur la- quelle s'applique la formule de Bessel-Parseval pour estimer l'énergie du signal périodique et la numériser secondairement en termes de bits voire de groupe des photons dans la frange 5. par impulsion de signal analysée, que l'on peut évaluer par la formule de Bessel Perseval ci-après. c) Formule de Bessel Perseval pour le calcul du spectre d'amplitude du signal périodique 10. Soit f une double distribution périodique (T = 2E/o) , développable en série de Fourier f(x) = E-:x en eP'' Ix (5.12) dont la décomposition dans la base des fonctions en(x) = einwx (n E Z) fait apparaître que le coefficient en comme une composante de f sur en. Ces fonctions en (n E Z) forment de plus une base orthonormée pour le produit scalaire généralisé. En conclusion, le développement 15. en série de Fourier de f, f{x) = E: en x représente donc la décomposition de f dans la base orthonormée (ei x, n E Z. I en résulte que en = (f, en) = 11T f(x) e'x dx et sous réserve de a convergence de la série En_jcnj2 et en notant = (f,f), on obtient la formule de Bessel-Parseval: jjuIj2 = x =+ jCnj2. n 20. En tenant compte de jcnj2 = jc-nj2 = (an2 + bn2) 14 et jcoj2 = ao2, on obtient, en pratiquant la sommation sur N: 1)1)2 = 1/T f_\ F(x) dx = ao2 + 2 n=1x (an' + bn2) / 4, dont la signification physique est la suivante: si f représente un signal périodique du temps, 11T J?(t) dt représente le carré de la valeur efficace ou encore l'énergie du signal notée E(t). Rappelons que E(t) est dans le cas qui nous concerne égal à E(fi) + E(f2). L'énergie de 'harmonique de 25. rang n est donc: E(un) = 1/T1l(an cos not + bn sin not)' dt (ant cos' not + bn2 sine not + 2 anbn sin not cos no) dt E(un)=1/T E(un) =1/T J (an2 [1 + cos 2n:otj/2 + bn2[1 cos 2 not]/2 + anbn sin 2n ot) dt E(un) = l/T (ant + bn2) x T/2 = (an2 + bn2)/2 Et dans le cadre de l'addition d'énergie des ondes stationnaires des deux faisceaux isospéctraux de balayage du stéréoscanner X du dispositif de la présente invention, E(un) _ 5. an2 + bn2. On retrouve le facteur %2 et sa simplification par addition d'ondes (f1 et f2) n'est pas sans rappeler le facteur %2 limitant de la fonction de la fréquence spatiale d'échantillonnage (1/2 v,) du mur de fréquence de Shannon levé par la technologie de double échantillonnage de la stéréoscanographie X du dispositif de la présente invention. La simplification de ce facteur s'opère automatiquement sans que l'on ait besoin d'intervenir d'une manière ou d'une 10. autre dans ce processus autrement que par la seule technologie de double faisceau de balayage du tube stéréoscopique muitiscan du dispositif de la présente invention. La formule de Bessel-Perseval pouvant s'interpréter en terme d'énergie, nous aurons donc: E(t) = fmoy2 + E(un) (5.13) n=1 en particulier, si fmoy = 0, l'énergie du signal périodique est la somme des énergies des har- 15. maniques, dont l'analyse peut se faire dans le dispositif de la présente invention soit par filtre sélectif du circuit R(L)C, soit à l'aide d'un multiplicateur ou, selon le mode de réalisation, la combinaison des deux. Rappelons ici que si l'énergie hu du photon est connue, il est facile d'en déduire le nombre de photon et d'exprimer cette énergie en termes de bits classiques ou en termes de densité photonique ou encore mieux en termes de nombre de photon par impul- 20. sien du signal périodique. d) Point d'échantillonnage, signal périodique et voxeiiisation de précision du dispositif d'invention La décomposition en série de Fourier permet d'écrire un signal périodique (T = 2e/0) comme 25. une somme infinies de termes sinusoïdaux An cos (not (pn), dont les pulsations on sont des multiples de ce. La recomposition du signal périodique à partir de son spectre de fréquence nécessite de se limiter à un nombre fini d'harmoniques (N) pour déterminer un point des coordonnées définies. 2889750 131 Soit 1(t) = + en en' 0t. On se propose d'évaluer 1(t) à partir de fN(t) _ En N en emilt. En tenant compte de l'expression de cn on obtient: fN(t) _ En=-N+N 1fT(jAf(0)e-in 0 dO) e}n t fN(f) =En JNA 1fT Af(0)etett-et do =1fT Af(8)(E_N''' etnNt-e))d8 Or, En JN ,v ei = sin (N +'/4wx / sin Y2 ox 5. D'où fN(t) =1/Tji(0) . sin (N + %z)w(t - 0) I sin % w(t - 0) . dO (5.14) En posant hN(f) = sin (N + '/2)wt / sin % wf, fN s'exprime sous la forme d'un produit de convolution fN(t) = (f * hN)(t). II reste à déterminer N pour que le signal 1(f) soit convenable-ment reconstitué 6.partir de fN(t) et en fonction du nombre de pixels image voulus sur l'analyseur. Exemple, en se limitant à un nombre fini d'harmoniques, on obtient les points suivants 10. (cf. figure 17) : harmoniques 1 + 3, 1+ 2 + 3; harmoniques 1 + 3 + 5, 1 + 2 + 3 + 4 + 5; harmoniques 1 + 3 + 5 + 7, 1 +2+3+4+5+6 +7, etc. Quel que soit le nombre d'harmoniques pris en compte, on constate des oscillations de part et d'autre des valeurs limites extrêmes (choisies) du signal: c'est le phénomènes de Gibbs qui permet de déterminer la largeur du point = voxel (p.ex. voxel 10 harmoniques = train d'on- 15. des), selon une topologie très précise et par conséquent la taille du pixel image. Selon les évolutions de la miniaturisation, il est toujours possible de revoir à la baisse le nombre d'harmoniques constituant un point échantillonné ou voxel isotropique du dispositif de la présente invention. La figure 17 illustre une superposition d'états stationnaires montre une analogie avec ce qui 20. se fait en mécanique quantique avec les équations de Schrédinger où tes états stationnaires ont pour fonctions d'onde: t) = rp (r) e-Ent1' (5.15). Cette analogie permet de retrouver les relations de correspondance connues entre la mécanique quantique et la mécanique relativiste. Les états stationnaires de la mécanique relativiste de l'optique d'une particule dans un poten- 25. tel (carré , qui pour la simplicité de la présentation sera considérée ci-après dans une seule dimension s'appliquent au dispositif de la présente invention, quant aux franges résultant de l'interférence entre les rayons qui s'additionnent et s'annihilent à intervalle régulier, h (ce dernier prend les valeurs dx, dy, dz et dl dans le référentiel 4D {x,y,z,t). Dans une région où le potentiel a une valeur constante V, l'équation aux valeurs propres s'écrit: [ h2 / 2m d2 / dx2 + V] cp(x) = &p(x) (5.16) ou encore [d2 / dx2 + 2m / h2 (E V)] rp(x) = 0 (5.17). Or il existe en optique une équation tout à fait analogue. Considérons à ce propos un milieu transparent dont l'indice n ne dépend ni de r, ni du temps. Ce milieu peut être le siège d'on- 5. des électromagnétiques dont le champ électrique E(r, t) est indépendant de y et de z, et est de la forme: E(r,t) = eE(x) e-int (5.18), où e est un vecteur unitaire perpendiculaire à Ox. E(x) doit alors vérifier: [d2 / dx2 + n2S12 / ci E(x) = 0 (5.19). On voit que les équations (5.17) et (5.19) deviennent identiques si l'on pose: 2m l f (E V) = n2Ç 2 / c2 (5.20). 10. D'autre part, en un point x où l'énergie potentielle V [et par suite l'indice n donné par (5.20)] subit une discontinuité, les conditions de raccordement pour rp(x) et E(x) sont les mêmes: ces deux fonctions, ainsi que leurs dérivées premières, doivent rester continues. L'analogie de structures entre les deux équations (5.17) et (5.19) permet donc d'associer à un problème de mécanique quantique un problème d'optique semblable à celui du dispositif de la présente 15. invention: celui de la propagation d'une onde électromagnétique de pulsation 0 dans un milieu dont l'indice n subit des discontinuité du même type: d'après (5.20), la relation entre les paramètres optiques et mécaniques est: n(0.) =1/hû \12mc2 (E V) (5.21). Une région où E > V correspond pour l'onde électromagnétique à un milieu transparent dont l'indice est réel; l'onde sera alors de la forme eue. Que se passe-t-il lorsque V > E ? La for- 20. mule (5.20) donne un indice imaginaire pur; dans (5.19), n2 est négatif, et la solution est de la forme e-P'x: c'est l'analogue d'une onde évanescente ; la situation rappelle par certains aspects la propagation d'une onde électromagnétique dans un milieu métallique. D'autre part envisageons une modélisation topologique des interférences occasionnées par le double faisceau de balayage de la Stéréoscanographie du dispositif de la présente invention pouvant 25. permettre de prévoir le comportement d'un analyseur donné pour ces énergies radiantes transmises. Ce raisonnement est aussi celui qui prévaut dans l'établissement du coefficient k du tube multiscan, eu égard aux différents systèmes de détection des rayons X du dispositif de la présente invention, pour obtenir un rendement optimal du capteur plan avec une densité photonique maximale au niveau des franges d'addition et une densité faible sinon nulle à 30. hauteur des creux. Le rapport k donne un écartement optimal des sources du faisceau de balayage du dispositif de la présente invention. 5.5.3. Modélisation topologique des interférences électromagnétiques (paquet d'ondes) L'analyse topologique des interférences électromagnétiques est basée sur la théorie des graphes orientés. Ciaprès, nous expliquons comment appliquer la théorie des graphes orientés à l'analyse des interférences électromagnétiques dans les systèmes électroniques 5. pour établir un procédé de partition de, réseau propre à obtenir des profils matriciels proches des matrices diagonales pour la résolution numérique des équations de Maxwell. Etant donné un ensemble N des points appelés noeuds , un réseau d'interconnexion est un sous-ensemble de (N x N) l'ensemble des bipoints ou couple de n uds . Définissons quelques éléments des réseaux d'interconnexion électrique qui nous intéressent. Chaque 10. équipotentielle est définie comme un conducteur connecté à au moins deux noeuds sous même tension continue tandis que la partie connectée ayant au plus deux noeuds sous même tension continue est appelée un brin . Dans tout réseau d'interconnexion, par ailleurs, chaque brins peut être divisé en plusieurs segments de lignes droites ou segments . Commençons par une définition essentielle: s 15. étant un réel positif, la zone d'influence électromagnétique autour d'une partie A de l'espace occupée par des conducteurs est définie par le domaine D(A), tel que M E D(A) : 11G(M, M')I(> E VM' E A. G étant fe noyau de Green attaché à fa solution élémentaire de l'équation de propagation avec pertes et pli étant son module. Alors, J'influence électromagnétique d'une équipcten20i fie/le A sur une autre B est dite physiquement significative si: B re D(A) e 0 Appliquons la théorie des graphes aux interférences électromagnétiques du dispositif de la présente invention: Soit un ensemble E dans lequel les éléments sont des équipotentielles (ou conducteurs) d'un réseau d'interconnexions. Nous définissons une application surective V de E sur E telle que v AEE * V(A)EE (5.22) si et seulement s'il peut y avoir une perturbation électromagnétique, physiquement significative, d'une équipotentielle A active sur l'équipotentielle V(A) passives. On crée un graphe orienté { E, V} dont les sommets sont les équipotentielles telles que A, et!es arcs orientés sont des perturbations électromagnétiques, physiquement significatives, comme {A, V(A)}, 30. Avant d'aborder les applications des graphes orientés à la Stéréoscanographie, considérons les graphes orientés E, V^ i, k étant un nombre entier (k E jN a définis récursivement par: 25. Vk-l(A) E E v Vk(A)e E avec V (A) = A.Vj(A) = V(A) (5.23) Signifiant que le graphe orienté {E, Vk:} contient seulement les sommets de {E, V} connectés par une séquence de ka arcs adjacents de {E, V}. L'ensemble V (A) v VI(A) ee V2(A) v Vk(A) contient tous les sommets de {E, V}, connectés à au plus (k arcs de {E, Vk}. Sa- 5. chant que l'ensemble ÇVk (A) définit la fermeture transitive de A, et en se limitant aux interférences physiquement significatives, nous sommes amenés à considérer les fermetures transitives tronquées limitées au rang gym selon: Tm(A) = UkVk(A). L'application A T--%-e Tm (A) crée le graphe orienté {E, Tm}. Un tel graphe devient un arbre si les perturbations électromagnétiques revenant des équipotentielles perturbées sur n'importe quelle équipoten-10. tielle active sont négligeables. Au contraire, le graphe {E, Tm} prélevé sur l'analyseur du dispositif de la présente invention est fortement connecté dés que, physiquement, n'importe quelle équipotentielle peut être perturbée par au moins une autre équipotentielle appartenant à E (induit par la pression des rayons transmis détectés en des points de coordonnées définis au niveau du récepteur). Res- 15. te à déterminer, comme ci-après, une répartition de tel graphe en réseau d'interconnexions électriques pour une lecture optimale des impulsions (espace k de Fourier ou matrice 2D) par le dispositif de la présente invention (cf. calcul du coefficient k du tube stéréoscopique multiscan édicté ci-dessus, dans des conditions d'un meilleur rendement quantique de détection, DQE (Detective Quantum Efficiency)). 20. 5.5.4. Partition du réseau d'interconnexions électriques du dispositif d'invention, en fonction des interférences électromagnétiques (signal élémentaire). Etablissons une modélisation topologique plus complète; Un ensemble de (brins parallèles et de même longueur { W1, W2... Wr) tel que le graphe { U, = W;Tk} soit fortement connexe, 25. définit un cylindre topologique de taille r relatif à l'application Tk du dispositif de la présente invention. Une équipotentielle topologique n'est qu'un ensemble de brins connectés en série sans aucune bifurcation. Ainsi, toute équipotentielle physique ayant des bifurcations doit être divisée en autant d'équipotentielle topologiques qu'il y a de bifurcations. Ce qui permet de définir un réseau de détection de type matriciel, tel que dans le dispositif de la présente invention. Sachant que l'union de deux cylindres est un nouveau cylindre si et seulement si toute équipotentielle topologique traversant l'un traverse l'autre et si leur intersection n'est pas vide. Dans le cas contraire, l'union des cylindres est seulement un graphe fortement connexe (E, Th), tel que dans la Topologie d'un réseau électrique dans des substrats mufti- 5. couches du capteur plan du dispositif de la présente invention. Pour découper le réseau électrique en relation avec les interférences électromagnétiques physiquement significatives, on choisit d'abord une équipotentielle active, et, ensuite, on recherche tous les cylindres relatifs à l'application T contenant cette équipotentielle active. La première étape est d'assigner un premier rang i - à toutes les équipotentielles appartenant 10. au même graphe fortement connexe (E, Tm) auquel appartient l'équipotentielle active (ou perturbatrice). La seconde étape est d'assigner un deuxième rang à toutes les équipotentielles de (E, Tm), de telle sorte que chaque équipotentielle appartenant à la couche topologique de rang a j B définie par: V (A0)j s m (A0 étant la première équipotentielle active), ait le deuxième rang 15. a j A. Comme V (A0) = Ao, le deuxième rang de la première équipotentielle active est 0. j. est appelé : rang de la couche topologique dans le graphe fortement connexe {E, Tm). La troisième étape consiste à assigner un troisième rang k à chaque équipotentielle appartenant à la couche topologique de rang a. j dans le graphe fortement connexe (E, Tm). Et la dernière étape consiste à assigner un quatrième rang à chaque cylindre (topologique) 20. dont le graphe fortement connexe est constitué. Néanmoins, ce quatrième rang doit être calculé de façon récursive. Remarquons d'abord qu'une équipotentielle est entièrement définie par la connaissance de 3 nombres entiers (i,j,k,l}, et on peut le ncter A;;k ou A(i,j,k). De même, un abrite) topologique, est complètement défini par la connaissance de 4 nombres entiers {i, j, k, l), on peut le noter 25. +N; rh, ou W(i,j,k,l) et: VI, W c A. C'est exactement ce dont a besoin le dispositif de la présente invention pour un référentiel 4D {x,y,z,t) de 4 variables définissant un brin topologique les matrices 2D par angle de grue des données d'image. Nous exprimons mathématiquement, dans le cadre de notre théorie, que deux équipotentielles telles que A,,k sont en diaphonie de la manière suivante. Puisque V(W e) ap-30. partient à (E, Tm), il existe au moins deux entiers (k, k') tels que: Pour tout j tel que: 0 De la même manière, on exprime qu'un (brin tel que Wijki est en diaphonie avec un autre ainsi: il existe au moins deux nombres entiers (k, k') tels que: V(Wnkl) re V(W;,, +l,k,,r) 0 pour j > Q donné avec j Quatre cas doivent être considérés: 1. les deux équipotentielles ont seulement un brin possédant une influence électromagnétique significative sur l'autre. Alors, L x L' a un seul élément (L x L') comme dans la figure 12. 11. Alors on peut choisir: =1', (5.26) et le rang de chaque brin suit l'ordre dans lequel on le rencontre en parcourant chaque équipotentielle Aie, A,} +,,k dans une direction souhaitable. 2. les deux équipotentielles ont deux brins en interférence électromagnétique significative: alors, L x L' possède deux éléments (!r, ri) et (i2, l'2), comme dans l'exemple de deux diaphonies. Supposons que: 12 > 11,"2 > 1'1 (5.27) 17. Dans ce cas, il est toujours possible de dessiner un chemin orienté (pour une impulsion électromagnétique quelconque) suivant chaque équipotentielle A;;k, +I,k tel que la règle du rang 5.26 devienne: 1a=1'r inf(12,1'2) --* inf(12, 1'2) +sup(12 11, I'2 -1'1) inf(12 -1'2 ri) } (5.28) sup(12, "2) -- sup(12, I'2) 3. L x L' possède au moins trois éléments Op, 1'p), 1 5 p r, r > 3 comme dans l'exemple de trois diaphonies, la règle du rang 5.28 est applicable successivement à chaque paire d'éléments (/p, 1'p), (!p+,, fiel)) depuis p = 1 jusqu'à p = r 1, si et seulement s'il y a des chemins orientés sur chaque équipotentielle Ak, +,,k - telles que: 4. quand les équipotentielles A,Jk, A;j + ;,k ' ont des interférences électromagnétiques significatives avec au mains trois brins chacune et qu'elles ne sont pas simultanément orientables. Nous sommes conduits à une (chirurgie topologique sur A1, i +,,k É qui consiste à la parta ger en sous-équipotentielles, chacune d'entre elles étant simultanément orientable avec l'équipotentielle active A*. Alors chaque sous-équipotentielles doit être considérée comme un membre de bifurcation et doit être hiérarchisée comme une nouvelle équipo- 5. tentielle topologique. Dans ce cas:, nous sommes obligés de revenir à la troisième étape de numérotation des équipotentielles et de leurs (brins . Enfin, nous ajoutons la règle suivante à propos de k' : k' = 1 pour l'équipotentielle Al,)+i,kÉ en interférence électromagnétique significative avec le brin Wk, de A; ayant la plus faible valeur de I. Alors, nous choisissons k' = 2 pour la deuxième équipotentielle, distincte de la 10. première, correspondant à la plus faible valeur 12 de I, plus grande que li, d'un brin W,l de Ai)k distinct du brin précédent et ainsi de suite. Pour finir, on peut être conduit à des valeurs négatives de 1' pour certains brins W;,i +1,k.r. Alors un décalage numérique est nécessaire pour obtenir seulement les nombres entiers non négatifs dérogeant de ce fait à la règle (5.6) ou à (5.8). 15. En conclusion, les champs électromagnétiques se propagent normalement le long des discontinuités créées par les frontières entre conducteurs et diélectriques dans un milieu d'interconnexion. Ces discontinuités, où résident des courants et des charges, se comportent comme des ruptures du champ électromagnétique ce qui entraîne le phénomène de propagation. Cependant, les formulations intégrales rigoureuses de leur analyse électromagnéti- 20. ques complète et leurs approximations numériques ne sont pas compatibles pratiquement avec la complexité des réseaux d'interconnexions. Cette complexité doit être réduite grâce à une analyse topologique des interférences électromagnétiques entre les conducteurs des réseaux d'interconnexion avant tout calcul de champ électromagnétique ou de grandeur dérivée du champ (courants, potentiels -a signaux, impulsions), qui permet une analyse de 25. contenu formel d'un signal. Il est donc nécessaire de passer par la notion physique d'impulsion (contenu) du signal périodique pour exploiter avantageusement le réseau d'interférence (forme) au niveau d'un récepteur, off le pixel se définit par impulsion ou par groupe d'impulsions (contenu) du signal périodique (forme) dont les coordonnées spatio-temporelles correspondent exactement, tels 30. des groupes définis d'un espace vectoriel donné ou des espaces vectoriels donnés, aux coordonnées spatio-temporelles des points de l'objet échantillonné, Vecteurs dont l'origine est le point échantillonné (voxel 4D) et l'aboutissement le point image (pixel 3D) correspondant, sachant que 'es deux concepts, vexel et pixel, sont utilisés ici dans cur nouvelle acception déterminée par des côtés équivalents aux intervalles respectifs d'échantillonnage, dx, dy, dz et dt, selon les quatre variables de l'espace-temps. De sorte que le pouvoir séparateur ds représenté par la longueur d'onde A qui sépare deux franges successives distinguées par le dispositif de la présente invention on en déduit A2 = dx2 +dy2 + 5. dz2 + dt2 et (nA)2 = dx2 +dy2 + dz2 + dt2 lorsqu'on englobe n harmoniques dans le point échantillonné. Le volume 4D du vexe( de la première formule tout comme celui de son pixel 3D sont multipliés par un facteur n dans la deuxième formule. La visualisation des tels volumes élémentaires et des tels éléments d'image résultants doit faire systématiquement appel à des procédés de projections binoculaires (à partir des deux 10. kernels distincts) ou double angle de projection simultanée ou encore de vision de l'image, tel que dans l'ancienne méthode de Stéréoradiologie permettant de regarder simultanément l'image de l'objet à partir des deux points distincts (ou kernels) du champ d'observation de l'espace, contrairement à la projection à partir d'un seul angle de vue, de rendre compte de l'effet de volume et de perspective de l'objet (distribution spatio-temporelle) dans sa représe- 15, ntation, l'image (distribution des points image dans l'espace tridimensionnel de représentation) en même temps que de s'adapter à la perception visuelle humaine qui elle-même est binoculaire. La Stéréoradiologie superposait jadis deux images bidimensionnelles projetées du même objet prises à partir des deux vertex différents, le principe reste valable pour la Stéréoscanographie 4D multicoupes et volumétrique, dans une métrique très précise et une 20. transformation objet image symétrique (dualité des fonctions dans les deux espaces vectoriels). 5.5.5. Pixel p(dx,dy,dz) du récepteur et mesure d'atténuation proportionnelle aux rayons X par impulsion ou groupe d'impulsions du signal périodique par angle de vue et par unité de temps 26. 5.5.5,1. Ondes stationnaires et régime stationnaire de fonctionnement des circuits CCD 1 Exemple de superposition des ondes incidente et réfléchie Considérons donc la diffraction d'un champ électromagnétique harmonique incident Ec, H nc. (une onde plane pour nos applications), dont la dépendance en temps est exp( i wt), ou w est la pulsation du champ, par des obstacles bornés. 31. C'est un problème bien posé de la théorie des équations aux dérivées partielles pour des champs incidents convenables, i.e. dans des espaces d'énergie locale finie. Il est possible de démontrer que, dans un espace fonctionnel approprié, qui dépend de la régularité des surfaces frontières, comprenant les interfaces diélectriques et le noyau conducteur de 0, ta solution du problème existe et qu'elle est unique [1]. Considérons également l'équation des ondes acoustiques, car la diffraction d'une onde élec- 5. tromagnétique par un cylindre infini se ramène à un problème acoustique. Dans le cas d'une onde en incidence normale, le problème à résoudre est le suivant: trouver le champ diffracté u vérifiant - l'équation des ondes acoustiques (A + kl)u = 0; - les conditions de continuité aux interfaces de u et de sa dérivée normale; -l'annulation de u + uitto (resp. a(u + u")1 an total sur les surfaces parfaitement molles (resp. dures) ; et la condition de radiation de Sommerfeld: à la distance r très grande de l'objet diffractant, le champ diffracté u est O(lNr), 8u / 8r iku est o(1/"lr) en dimension 2. Ce problème admet, comme le précédent, une solution unique dans un espace d'énergie 15. localement finie. La démonstration de l'existence et de l'unicité ne fournit pas la solution explicite du problème. On peut alors soit avoir recours à des méthodes d'éléments finis de volume ou de surface pour calculer numériquement la solution. Ces méthodes imposent de mailler l'objet suivant un pas qui est une fraction de la longueur d'onde A = 2lrwlc, variable suivant la forme et la taille de l'objet, la nature des éléments finis employés, et la précision 20. recherchée. A110 est une valeur souvent citée, mais il est possible de se satisfaire de A15, dans certaines applications, comme il peut être nécessaire de mailler en Al20, pour calculer le champ diffracté dans des directions où il est très faible. C'est la démarche inverse à celle de tout à l'heure mais qui montre l'importance d'un maillage, qui fait qu'on est heureux de constater que le dispositif de la présente équation exécute un maillage optique déjà très 25. convenable. En tout état de cause, le nombre de degrés de liberté croit avec la fréquence et les méthodes d'éléments finis, si perfoninantes soient elles, sont limitées à haute fréquence par des problèmes de temps calcul et de place mémoire, dans l'état actuel de la technologie informatique. Nous y reviendrons plus loin. Dans l'espace tridimensionnel}x, y,z} , et en particulier le demi-espace z > 0 (figure 12) de 30. lecture, les ondes incidentes et réfléchies, par exemple, se superposent: on observe des interférences entre ces deux ondes: E E; + Er et B = Bi + Br, qui est dans le cas d'espèce une superposition d'états stationnaires, dont on sait parfaitement calculer les états de chaque particule. C'est-à-dire, en utilisant les notations précédentes: Ex I0 Ex = Ep + E,r _ 2Eosin Kz sin wt E= i 0 et B= i By avec. { I 0 t o BY = By; + BYr _ 2Bacos Kz cos wt On constate sur cette onde électromagnétique résultante que les variables z et t sont décou- 5. plés: a wt Kz a wt et u Kz . Si ceci est vrai pour l'exemple des ondes incidentes et réfléchies de sens opposé, les mêmes constatations sont renforcées dans le cadre des ondes incidentes provenant des deux sources différentes, irradiant dans la même direction et conforme à l'expérience de Young comme dans le cas du dispositif de la présente invention. 9. Par conséquent: a) L'amplitude des champs dans l'exemple ci-dessus dépend essentiellement de z: amplitude de E = 2Eosin Kz amplitude de B = 2Bocos Kz Donc: I1 existe des points pour lesquels l'amplitude est nulle et d'autres points pour lesquels l'amplitude est maximale. Ceci permet en imagerie de déterminer avec précision la hauteur 15. de la coupe dans l'image 3D. amplitude nulle de E sin Kz = 0 Kz = n Tr (n entier) amplitude nulle de B H cos Kz = 0 H Kz = (2n + 1) Trl2 (n entier) Les points d'amplitude nulle s'appellent noeuds amplitude maximale de E 4 sin Kz = 1 H Kz = (2n + 1) Tr/2 (n entier) 20. amplitude maximale de B +3 cos Kz: = 1 H Kz = n Tr (n entier) Les points d'amplitude maximale s'appellent ventres. On constate que les noeuds de E coïncident avec les ventres de B et inversement; respectivement Kz = n Tr et Kz = (2n + 1) TT!2. Nous pouvons exprimer les positions de ces noeuds par rapport à la longueur d'onde K = 2Tr/A conduit aux relations: 25. Noeuds de E et ventres de B: z= n A/2 Ventres de E et noeuds de B: z (2n + 1) A/4 Par exemple, en z = 0, il y a un noeud de champ électrique et un ventre de champ magnétique. Selon que l'on considère les signaux électriques ou les signaux magnétiques correspondant à une position sur l'axe de z, il est toujours possible de reconstruire une coupe 30. avec des valeurs d'atténuation des rayons X intrinsèques et sans aucune nécessité d'interpolation des valeurs d'atténuation des deux plans contiguës. (5.30) 5. Sur ce même plan (surface du conducteur), la densité de courant a pour composantes: js( = 0; js, = (2801p0) cos wt. Pour des ondes stationnaires à fa surface d'un conducteur parfait, ff y a un noeud de champ électrique et un ventre de champ magnétique. b) La phase des champs ne dépend que du temps: il n'y a donc plus propagation. De part et d'autre d'un noeud, il y a opposition de phase à chaque instant. Ainsi, la phase étant stationnaire, l'onde résultante s'appelle onde stationnaire ou signal. c) En un point d'abscisse z quelconque, les champs électrique et magnétique sont en quadrature. La description d'un système d'ondes stationnaires est réalisée grâce à des fonctions séparées des variables spatiale et temporelle: f(t, r) fj(t)f2(r) Ce qui non seulement permet d'intégrer de façon précise dans la haute technologie du dispositif de la présente invention et dans le raisonnement scanographique qu'elle permet de 15. développer,les définitions des concepts; immergés de ta réalité de l'espace et du temps, tout comme le besoin de compacité forte et finalement d'infiniment petit, qui autorisent d'aller au-delà de la vision limitante de calcul différentiel grossier, mais permettent encore d'avoir plusieurs paramètres cohérents de représentation d'image dans ses moindres détails perceptibles ou non à l'oeil humain, comme la fréquence et l'amplitude du signal périodique, 20. ceci d'autant plus que: Il y a en principe un signal périodique mesurable tous les 0,5 A = 0,5. 10-10 m de distance ds de détection du système ou pouvoir séparateur. Le plus petit pixel de détection est ici de cet ordre de grandeur et plusieurs pixels peuvent être regroupés en une surface plus ou moins importante pour répondre aux exigences technologiques liées essentiellement à la 25. miniaturisation informatique, en particulier dans les systèmes de transfert de charge du dispositif de ta présente invention pour traduire ces données en pixels image. Ce regroupement peut ainsi constituer la largeur virtuelle et évolutive de la ligne matricielle (barrette), sachant que: 1 nanomètre = 10-e m = un milliardième de m = 10.6 mm; 1 pm = 10-6m=10-3mm;et1pm=l0-12m=10-9mm. 30. 1 barrette de 100 pm = signal résultant de plusieurs impulsions élémentaires sous harmoniques de 0,5 A . 1 ligne de 50 lem = 50. 10.3 mm. Surface = 2 500. 10-3 mm2 = 107 signaux (électriques et magnétiques) mesurables proportionnellement à l'atténuation p1 et pz des faisceaux incidents. Résultante de 107 signaux par pixel tridimensionnel (3D) de 50 pm de côté sur un réseau calibré hors atténuation d'un supraconducteur, selon un maillage défini par le réseau d'interférence des rayons X incidents provenant de deux sources de balayage scanographique, alternant frange claire et frange sombre (impulsion ou harmonique). Ceci 5. nous amène à exposer ici le fonctionnement des circuits CCD en régime stationnaire. 2 Dispositifs de transfert de charges lei Mécanisme de transfert de charges Considérons trois capacités MOS adjacentes sur un même substrat Sir). On peut réaliser un transfert d'électrons de l'une aux autres en agissant sur leur polarisation. En effet, si le temps 10. de transit des porteurs d'une capacité à l'autre est très inférieur au temps de stockage, on peut installer une couche d'inversion dans la seconde (puis la troisième) capacité MOS en transférant des électrons issus de la première: il suffit pour cela que les tensions de polarisation appliquées aux grilles soient réglées pour entraîner ce mécanisme (figure 15). - Supposons G portée au potentiel VGS, celui de G2 et G3 maintenu à 0. 15. Si au temps to on injecte des électrons sous G, (la charge totale Q est caractéristique du signal à transmettre), on crée un régime de forte inversion. Pour transférer la charge Q sous G2, on porte cette dernière au potentiel VGS, celui de G3 restant nul. Un puits de potentiel s'établit sous G2 tandis qu'on fait décroître progressivement le potentiel de G, (ce qui entraîne l'effacement du puits de potentiel qu'elle 20. maintenait). Alors, un champ électrique, parallèle à l'interface (transversal), s'installe entre les deux capacités, champ qui facilite le transfert des électrons de la première à la seconde capacité. - Le même processus peut être appliqué entre G2 et G3, ce qui entraîne la progression de la charge Q sous G3. 25. II faut faire remarquer ici qu'il est essentiel qu'il y ait conservation aussi rigoureuse que possible de la charge d'espace Q au cours de ces transferts afin que l'information dont elle est porteuse ne soit pas altérée. Dans les applications, on cherche à transférer un grand nombre de paquets de charges différents entre eux et qu'on applique successivement à l'entrée du CCD. Il est impératif que la transmission dans le dispositif n'entraîne ni superposition des informations ni interférence. Les galles adjacentes ne doivent donc jamais contenir deux informations successives. Le plus souvent, on les fait se succéder à raison d'un tous les trois éléments (grilles). Il faut donc trois signaux d'horloge décalés de 3 7r12 pour actionner le CCD (on a affaire alors à un CCD à trois phases). Il existe également des CCD â deux phases. Ligne CCD à deux ou trois phases (figure 16) 6. Un tel dispositif à transfert de charges comporte généralement un grand nombre de capacités (plusieurs centaines voire plus) auquel il faut adjoindre un système d'injection (contrôlé par le signal à transmettre) et un système d'extraction de la charge signal (sortie). L'introduction de la charge signal (porteuse de l'information) met en jeu un transistor MOS placé en tête du 10. CCD sur le même substrat. Dans ce transistor, le rôle du drain est assuré par le puits de potentiel sous G,. Lorsque ce puits est généré, il reçoit les porteurs provenant de (a source à travers le canal d'inversion que contrôle le signal appliqué sur la grille d'entrée. A la sortie, de la même façon, un transistor MOS dont le drain (polarisé en inverse par rapport au substrat) recueille la charge qui apparaît sur la dernière grille Gn qui joue alors le 15. rôle de la source du transistor. La grille de sortie Gs peut éventuellement être utilisée pour découpler le CCD du circuit extérieur qui le charge (n est multiple de trois dans un CCD à trois phases). Le signal périodique produit de sortie est proportionnel à la densité de charges présente dans la dernière capacité du CCD. Le temps de transit d'une grille à l'autre dépend de la vitesse de diffusion des porteurs et du champ électrique transversal à l'interface. Les 20. grilles sont connectées à des lignes de signaux d'horloge. Il est évident que la fréquence de l'horloge de commande de la ligne CCD doit être limitée de sorte que le transfert des charges soit aussi complet que possible pour que l'information transportée par elle reste significative. Par ailleurs, les défauts cristallins qui existent à l'interface et qui sont autant de pièges temporaires vis-à-vis des porteurs induisent également des pertes de charges ou un ralentissement 25. de leur transport. La fraction b de la charge totale qui est perdue à chaque transfert porte le nom ((d'inefficacité de transfert . L'expérience montre que si une très faible partie SQ des charges est freinée ou recombinée, c'est-à-dire est transférée avec retard (avec une constante de temps T(), on peut écrire: ti = 1 - AQ. xp-ttz, (5.31). L'inefficacité de transfert est un paramètre technolo-gique essentiel car il permet de fixer le nombre maximum de 30. grilles qui peuvent être mises en jeu sans que le signal perde l'information qu'il porte. Si Qeo est la charge à l'entrée, elle devient sous la n,re grille: On = Qeo (1 5)n e- Q,) (1 nb) si 6 est petit (5.32) Par exemple, si l'on peut accepter une erreur maximum de 10 % sur le signal de sortie avec un 6 de l'ordre de 104, le nombre n de grilles possible est de 103. Actuellement on obtient b La fréquence d'horloge minimum est imposée par le processus même de fonctionnement du 5. dispositif: il faut donc que le transferts de charge se fassent en des temps tels que Qe ne soient pas affectées par l'apportde ((porteurs thermiques , générés lors des ruptures de liaisons covalences dans les zones de déplétions (puits de potentiels sous les grilles). CCD à canal ((enterré (BCCD) Le handicap le plus important pour améliorer les performances d'un CCD provient du r6le 10. joué par les défauts cristallins (pièges) à l'interface isolant-semiconducteur. Pour éviter cet inconvénient ont été mis au point des dispositifs dits à canal enterré (figure 15) dans lesquels les puits de potentiel peuvent être générés non à l'interface isolant-semiconducteur mais dans un canal qui se forme dans le volume semiconducteur au voisinage de la zone de déplétion qui apparaît tout le long de la jonction qui s'installe entre la couche Sin réalisée sur 15. le substrat Sip. Des contacts sont pris aux deux extrémités de ce canal pour entrer et sortir le signal du dispositif. En l'absence de signal d'entrée, une tension > 0 appliquée à une grille crée un puits de potentiel dans la ((parois du canal enterré. Quand on injecte à l'entrée un ((paquet d'électrons , il cheminera le long du canal, de puits en puits de potentiel apparaissant sous 20. l'action d'une tension > 0 appliquée aux grilles successives. Les transferts de charges se font dans le volume cristallin où leur mobilité est plus grande qu'à une interface isolant-semiconducteur et donc l'efficacité du transfert peut être améliorée. Par contre, les paquets de charges porteurs du signal sont deux à trois fois plus faibles que dans les CCD. Les CCD sont utilisés dans beaucoup de fonctions analogiques ou numériques et, dans un 25. de mode de réalisation du dispositif de la présente invention: en éclairant les zones de charges d'espace d'un CCD (entre les grilles), on y génère des porteurs en quantité liée à l'intensité du rayonnement reçu. Les électrons sont attirés sous chaque grille et contribuent à former le couche d'inversion. Pendant un intervalle de temps At, on laisse ainsi se constituer des paquets de charges dont l'importance dépend de l'éclairement de chaque surface été-- 30. mentaire du dispositif (pixel 3D). On peut sortir l'information reçue dans cet intervalle de temps At si le temps de transfert est très court par rapport à At. On réalise ainsi une double matrice (spectres d'amplitude et de fréquence) à deux dimen- sions sous forme de densité de charges. Il est naturellement nécessaire d'associer ces dis- positifs optiques à des systèmes électroniques de conduite permettant de lire et de traduire 4. ces informations ou de les stocker momentanément, comme des lignes de retard. Les lignes en retard Le signal appliqué à l'entrée à l'instant to est reçu à la sortie avec un retard proportionnel au nombre d'éléments du dispositif. Les modèles courants sont constitués de 512 à 1024 grilles pour des fréquences de transfert comprises entre 10 kHz et 20 MHz. Il est de plus en plus possible, comme on le verra, d'augmenter encore le nombre de grille tout comme la fréquen- 10. ce de transfert. Le signal analogique d'entrée est échantillonné à la fréquence de l'horloge, les impulsions obtenues transformées en paquets de charges par l'étage d'entrée. Chaque paquet de char-ges est directement proportionnel à l'amplitude de l'impulsion (signal). Il progresse au rythme de l'horloge. A la sortie, on reconstitue le signal analogique du départ (et éventuelles 15. harmoniques). Le retard i est fixé par le nombre n de transferts et la fréquence de l'horloge fo: = nlfc. T peut atteindre quelques dixièmes, voire une seconde. 3 Régime stationnaire des circuits CCD du dispositif de la présente invention L'application de la tension VG créé par la pénétration des rayons X dans le semiconducteur 20. d'un circuit CCD crée à son tour une situation de déplétion profonde (schématisée par les figures 13 et 14). Les densités de porteurs libres sont données: g4hFI q(I)F, dans la zone neutre par: no = n; exp po = r; exp KBT KBT (où n; est la densité des porteurs intrinsèques). 25. qV q[V(x) 4)FI] dans le charge d'espace: n(x) = no exp = n; exp KBT KBT q[V(x) F] p(x) = n; exp KBT 30. et pour x = 0, si Vs > rl)Fi p(x = 0) = ps Nd. Si on suppose ces dopages uniformes et tous les atomes ionisés: Nd(x) - Na(X) = Nd - Na = no - po - qV(x) qV(x) et p(x) = - q[po (exp - 1) - no(exp - 1)] (5.34) KBT KBT 10. Il est alors possible à partir de l'équation de Poisson de calculer le potentiel et le champ électrique régnant à l'abscisse x et plus particulièrement en x = 0, c'est-à-dire à l'interface isolantsemiconducteur. Connaissant le champ C(x), on peut alors calculer (en utilisant le théorème de Gauss), la densité totale des charges qui apparaissent dans le semiconducteur. Sans entrer dans les détails de ces calculs, il est facile de se rendre compte que, dans le 15. régime d'inversion (Vs > ([)Ft), la charge correspondante s'ajoute à la charge de déplétion, laquelle garde une épaisseur très supérieure (xp)t xi) figure 16a. Quant au potentiel et au champ électrique qui règnent aux interfaces, ils sont représentés figures 16b et 16c. Le champ électrique en x = 0 s'écrit: QsolEi avec ei constante diéléctrique de l'isolant 20. (là= avec eso constante diéléctrique du semiconducteur expression dans lesquelles Ose est la charge totale régnant dans la zone de déplétion du semiconducteur. Qso résultant de la charge des ions de la zone de déplétion Qdap = - q Na xp1 et des charges apportées lors de l'inversion Qsc = - q Na xp + Q,dv Or, si Ci = e;/l est la capacité de l'isolant par unité de surface: Q = - Ci. AV, et donc la 25. tension grille Vs est donnée par: Vc = Vin - Qsc/C. Vs le seuil de forte inversion est atteint, par définition, lorsque les charges d'inversion nm qui sont attirées à l'interface semiconducteurisolant: Q(V , - 4 Fi) nid = ni exp (5.35) KBT 30. deviennent égales aux charges de déplétion Qaa,, alors n, = Na = po ce qui conduit à Vin = 24'F,. Alors Vcs = 2 FI + 1/Ci (4q Na. Esc. 4F,)fn (5. 36). 4 Régime transitoire du dispositif de la présente invention Lorsque la capacité MOS est soumise à une tension qui passe de 0 à VGS, les divers régimes 5. de fonctionnement, nous l'avons dit, se mettent en place dans des temps très différents selon que ce sont les porteurs minoritaires ou majoritaires qui sont sollicités. C'est cette grande différence entre les constantes de temps qui est mise à profit dans les CCD du dispositif de la présente invention. Dans un premier temps les trous sont repoussés de l'interface isolantsemiconducteur et se 10. dispersent dans la zone neutre du matériau: une région de déplétion s'établit dans un temps très court (de l'ordre de 1012 seconde) à 300 K. Ce temps s'allonge quand la résistivité du semiconducteur croît (donc quand la température décroît). Dès qu'est atteinte la tension de seuil Vcs, il se forme une couche superficielle d'électrons qui proviennent d'une part du tri des porteurs issus des paires électron-trou rompues par agitation thermique tri effectué par 15. le champ électrique qui règne dans la zone de déplétion d'autre part par les électrons minoritaires provenant de la zone neutre et qui diffusent vers l'interface. Ce processus de formation de la couche d'inversion est beaucoup plus long que celui de mise en place de la zone de déplétion et donc s'instaure une période transitoire au cours de laquelle évoluent les répartitions des charges de part et d'autre de l'isolant. Le temps qui 20. s'écoule entre l'instant (t = 0) où l'on applique une tension grille > VGS et celui où la couche d'inversion est installée est appelé temps de stockage qui s'écrit: Ts = 2 Na/ni Tm (avec Tm = 1/CmNR où Cm est un coefficient de capture des électrons et NR la densité de centres de recombinaison dans le semiconducteur). Donc Ts est directement lié à Tm. Il est d'autant plus grand que Na est élevé, donc le dopage important. 25. Dans un bon silicium dopé p,Tm10-5s,sini=1016m-3,Na=1021Tsre 1 à 2m à 300 K. On peut dans des monocristaux de Si à faible taux de défauts atteindre des TS de plusieurs minutes, Comme n; est 'très sensible aux variations de température, on augmente T3 (variation exponentielle) en abaissant la température, notamment dans le mode de réalisation à capteur plan semiconducteur supraconducteur avec jonction de Josephson, dont le principe est 30. brièvement rappelé ci-après. Le dispositif de la présente invention fonctionne également avec une capacité de type MOS. 5 Capacité MOS en régime de forte inversion du dispositif de la présente invention L'isolant, d'une part, la zone de charge d'espace dans le semiconducteur, d'autre part, se comporte comme des capacités. La chute de tension dans l'isolant est &1 = Vc V ,. La capacité de l'isolant: Ci = e;/l par unité de surface ou encore Ci = Ge / dVi = CL/Vo Vin, car 5. parité qui a la même valeur en régimes statique et dynamique. Les capacités de la zone de charge d'espace dans le semiconducteur s'expriment par: Csc = dQsc / dVG (car Qsc = Qm), mais Qsc est constitué d'une part de la charge d'espace due aux ions de la zone de déplétion, d'autre part de celle résultant des porteurs libres à l'interface: il existe donc deux capacités Cdep et en parallèle: 1/C =1/Ci + 1/C , +Cd, 10. On peut apprécier que sur le marché existe actuellement de capteur CCD haute résolution de plus de 7 mégapixels par surface de 1 pouce x 1,8 pouce avec une résolution de 3.072 x 2.304 pixels, en photographie et en caméra vidéo numériques pouvant graviter à 30 images par seconde. La miniaturisation de ce type de capteur ne va pas s'arrêter en si bon chemin. Sachant qu'un pouce est égal à 25,4 mm, on a donc environ 90 pixels par millimètre avec de 15. pixels de 10-2 mm de côté. Il est prévu de changer le substrat et le semiconducteur du système par des semiconducteurs sensibles à l'énergie des rayons X pour avoir un système de transfert de charge adapté à cette énergie, sur un réseau comme celui du stéréoscanner X avec environ 50 mm de large x 400 mm de longueur. Cela représente 200 mégapixels (et 300 mégapixels pour une largeur du réseau de 75 mm) et autant de mesures par angle de 20. vue, qu'il faut répéter 100 fois par gravitation pour avoir de matrices de mesure sur 360 (= 2.1010 de mesure de fréquences porteuses + 2.1010 des spectres d'amplitudes du signal périodique) pour une hauteur de volume exploré de 5 cm par gravitation du tube multiscan à rayons X (de 0,5 s pour la simplification de la description, dans la gamme d'entrée du Stéréoscanner X, et une vitesse d'avance de table de 10 cm par seconde). A l'issue deux 25. matrices 3D distincts évaluant pour l'une la fréquence porteuse et l'autre l'amplitude du signal périodique ou sa phase, en série avec un circuit ADC. Par comparaisons avec le LightSpeed Matrix Detector de GE qui fait 912 canaux par 16 rangées = 14.592 éléments individuels sur une largeur de 20 mm et un arc de 55 , autant des données brutes du signai calculées par angle de vue et derrière lesquelles il faut prévoir une procédure de prétraiternent et de 30. correction de la conicité du faisceau unique avant de procéder à la reconstruction d'image. H faut remarquer ici que lorsqu'on superpose à une tension de polarisation VG (supérieure à la tension d'inversion) une modulation dVG, les variations des charges Q et Qae, sont différentes et dépendent de la fréquence de la modulation: la capacité C est donc différente en basse et en haute fréquences car en particulier les variations des charges d'inversion ne 5. suivent plus celle de la modulation dès que la fréquence s'élève trop. La frontière basse et haute fréquence dépend du taux de génération-trou, donc de la température et (éventuellement) des mécanismes d'interaction électron-rayonnements. En régime d'inversion et en basse fréquence, la variation de la charge sur la grille métallique est compensée par une variation sensiblement égale de la charge d'inversion. En haute fré- 10. quence, la compensation est assurée par une modulation de l'épaisseur de la zone de déplétion. 5.6. Informatique embarqué du dispositif de la présente invention 15. Depuis le calculateur E.N.I.A.C. qui effectuer 300 multiplications par seconde. Puis l'ordinateur UNIVA qui traitait des nombres et du texte, vendu à 56 exemplaires dans le monde, L'informatique n'a eu de cesse de progresser gràce entre autre à la miniaturisation de ses éléments constitutifs, tels les circuits électroniques et la capacité des mémoires. Le microprocesseur est le coeur de l'ordinateur: il traite et fait circuler les données. Plus cette 20. circulation d'information est rapide, plus l'ordinateur est jugé performant. La fréquence d'horloge contrôle et synchronise le microprocesseur, et les composants associés. Sa vitesse (fréquence) est exprimée en mégahertz (MHz), million de cycles/seconde. 5.6.1. Le circuit intégré dans le dispositif de la présente invention 25. Permettent une réduction considérable de volume et de poids (miniaturisation). On peut estimer que cette réduction est de l'ordre de 1000 à 1 en l'espace d'une dizaine d'années à partir des débuts de l'utilisation des circuits intégrés. Constituant des éléments de calcul arith-Q métiques. Ils s'accordent avec les circuits électriques de base utilisés en Algèbre de Boole. Le 12 septembre 1958, un jeune ingénieur de l'université de l'Illinois (USA), Jack St Clair 30. Kilby, récemment embauché par Texas instruments, montrait à quelques collaborateurs le résultat de ses travaux: l'assemblage sur un même support unique de quelques transistors et condensateurs. Cette découverte devait révolutionner le monde de l'électronique. Ce premier circuit intégré a fait l'objet d'un brevet, déposé en 1959 et accordé en 1964. Au terme d'un procès de 20 ans, Gilbert Hyatt a été reconnu le 17 juillet 1990 par le US Patent Office (le Bureau de brevets américain) comme il'inventeur du microprocesseur. Son brevet, déposé en 5. décembre 1970, est le premier à faire référence à un unique circuit intégré qui contiendrait tous les éléments nécessaire à l'ordinateur (d'où le terme (puces). Le premier (microchip commercial de l'histoire, lintel 4004 fut conçu en 1971 par Marcian E. Hoff, Federico Faggin et Stanley Mazor, d'Intel Corporation. Intel comptait alors 12 salariés! En trente ans, le rapport taille-puissance des microprocesseurs a progressé de manière stupéfiante et conti- 10. nue encore de progresser. Vient de sortir le processeur à double coeur (dual cote: Opteron dual core et Intel dual core) : deux processeur en un aptes à accomplir deux tâches simultanément. C'est aujourd'hui le 40e anniversaire de la loi de Moore qui veut que le nombre de transistor double tous les 18 mois grâce à la miniaturisation. I1 existe aujourd'hui dans l'art de circuits intégrés aptes à calculer le FFT et l'espace k de 15. Fourier, tel que décrit dans le dispositif de la présente invention, en ce qui concerne la double matrice 2D (spectre des fréquences et des amplitudes) par angle de vue. Les différentes transformées 3D de Radon étant réalisée au niveau du CPU de l'ordinateur de la console de commande du dispositif de la présente invention. 5.6.2. Mémoires requises pour le dispositif de la présente invention Il s'agit de stocker des informations sous forme numérique, le 1 par exemple correspondant à un (paquet de charges , l'absence de charge désignant le zéro. Pour éviter que l'information se détériore il est nécessaire de la régénérer périodiquement, ce qui implique déjà un bouclage du CCD sur luimême à travers un circuit de régénération qui fait (tourner l'infor- 25. mation stockée, le signal d'horloge actionnant les transferts de charges nécessaires entre éléments du dispositif, tels que: o Mémoire interne (1947) La mémoire interne d'un ordinateur est le dispositif permettant d'emmagasiner provisoirement des informations juste avant, pendant et juste après leur traitement. 30. En 1947, l'Anglais F.C. Williams a expérimenté à l'université de Manchester des tubes électrostatiques en guise de mémoire. En 1949, I'EDSAC, l'un des premiers ancêtres de l'ordinateur, utilisait à l'université de Cambridge des lignes à retard. C'étaient des tuyaux remplis d'eau ou de mercure, bouchés aux extrémités par des cristaux transformant les signaux électriques en vibrations sonores. Le son voyageant moins vite que l'électricité, on pouvait y stocker quelques informations. La légende affirme qu'Alan Turing (voir Colossus, page 86) préconisait que l'on mit du gin dans 5. les lignes à retard. A partir de 1949, Jay Forester utilisa des tores de ferrite pour la mémoire du Whirlwind. Les tores se sont imposés jusqu'en 1964, date à laquelle ils ont cédé le pas aux semiconducteurs. o Mémoire vive (1970) ou RAM (pour Random Access Memory ou mémoire centrale) La mémoire vive, sur laquelle on peut à la fois lire et écrire, forme la mémoire de travail utili- 10. sable des ordinateurs. C'est l'endroit où l'ordinateur stocke temporairement les données et programmes qu'il est en train d'utiliser. Lorsque l'on éteint la machine le contenu de la mémoire vive est perdu. C'est pourquoi il faut sauvegarder son travail sur un disque dur de très grande capacité. Le premier composant de mémoire vive dynamique ou DRAM (Dynamic Random Access 15. Memory: mémoire dynamique à accès aléatoire) a été produit en 1970 par Intel. Ce circuit, mis au point par Bob Abbott sous la direction de Les Vadasz, portait la référence 1103 dans la firme américaine et n'avait qu'une capacité de 1K bit (1024 bits ou unités d'information). C'est Texas Instruments qui détient la plupart des brevets relatifs aux DRAM. H sera apprécié que le dispositif de la présente invention nécessite de fonctionner avec, selon te mode de 20. réalisation du dispositif d'invention, un minimum de 4 à 10 Go de mémoire vive. Ce type de mémoire à semiconducteur, qui conserve l'information tant qu'elle est sous tension, domine le marché actuellement, avec des éléments comme: SRAM (1993) Les Japonais (Sony, Hitachi et Toshiba notamment) semblent actuellement en avance dans 25. le domaine de SRAM (Static Random Access Memory). Contrairement à une DRAM, une SRAM n'a pas besoin d'être constamment réactivée pour conserver les informations stockées dans ses millions de cellules. Disque dur I1 sera davantage apprécié que les réalisations préférées décrites ci-dessus sont citées par 30. voie d'exemple de ce que le dispositif de la présente invention intègre dans son système, et la pleine portée de l'invention est limitée seulement selon les revendications contenues dans la présente description mais aussi clans les descriptions précédentes des demandes de brevets antérieurs ci-dessus mentionnées et référencées 1, 2, et 3, à la fin de la présente description, comme par exemple le mode de réalisation du capteur plan par utilisation de l'effet Josephson de la supraconductivité. 5. Aujourd'hui, tout est devenu gourmand d'espace mémoire: l'environnement informatique demande au moins 300 Mo et 100 Mo au moins n'importe quelle application et souvent beau-coup plus. Et les fichiers et examens que l'on réalise grossissent, surtout dès que l'on aborde une exploration multiphasique volumétrique. C'est pourquoi toute superfluité (algorithmes d'interpolation MLI, calcul de coefficient d'atténuation p, diverses synchronisations et prote- 10. cotes d'examen, tels que low-dose, etc., etc.) est systématiquement écarté du dispositif de la présente invention pour en alléger le fonctionnement et ne garder que l'essentiel: la reconstruction d'images 3D et 2D pour le plus grand bénéfice de la science diagnostique, en conditions physiologiques. Le reste étant confié au soin de la technologie: correction de l'obliquité de la projection conique et de celle de l'effet des cloisons intercellulaires, correction 15. de la fréquence apparente et du bruit de l'image, etc., etc. - 5.6.3. Supraconductivité (1911) Certains matériaux, à très basse température, perdent toute résistance au passage de l'électricité. On dit qu'ils deviennent supraconducteurs. Le physicien hollandais Heike Kamer- 20. lingh Onnes (1853-1926) a découvert ce phénomène en 1911 avec le mercure refroidi à une température de 4 K (-260 C), puis avec le plomb (7 K), l'étain (3,7 K) et le nobium (9,2 K). La nécessité d'obtenir ces très basses températures a longtemps interdit tout emploi pratique. Vers 1950, ont été mis au point des alliages de nobium, supraconducteurs pour des températures de l'ordre de 20 K et supportant des champs magnétiques intenses. Dix ans 25. après, apparurent des bobines supraconductrices pour équiper des appareils de laboratoire: accélérateurs de particules, RMN, etc. C'est dans cette catégorie de supraconducteurs que se trouve, selon un des modes de réalisation, le capteur plan supraconducteur du dispositif de la de la présente invention. - 5.6.3.1 La théorie BCS (1957) 30. Elaborée en 1957 par les physiciens John Bardeen, L. Cooper et J. Schrieffer, elle explique le phénomène supraconducteur, qui se situe dans le cadre de la mécanique quantique. Audessous d'une certaine température, les électrons du matériau forment des paires de Cooper,. Ces paires d'électrons sont soumises à une loi qui leur impose toutes le même comportement. Dans un conducteur, les électrons ont leur comportement habituel, qui est chaotique. Ils se cognent et créent ainsi un échauffement (l'effet Joule). Dans un supraconducteur, les paires de Cooper suivent toutes, sans résistance, le même comporte- 5. ment. - 5.6.3.2 Effet Josephson L'Américain Brian Josephson a mis en évidence en 1962 l'effet qui porte son nom en séparant deux plaques supraconductrices par une trés mince couche d'isolant. Ce dispositif présente deux propriétés remarquables: d'une part, il permet de mesurer avec une très gran- 10. de précision la tension, au point que l'on envisage de s'en servir comme étalon de tension; d'autre part, il est très sensible aux champs magnétiques et a donné naissance aux SQUID. Le dispositif de la présente invention utilise cette propriété pour capter l'énergie radiante des rayons X photon par photon. Ce qui permet de réduire la dose d'irradiation est d'augmenter encore la sensibilité et la spécificité du système par un pouvoir séparateur nanométrique. 15. - 5.6.3.3 Records et promesses A partir de 1986, furent découvertes, des familles de céramiques qui deviennent supraconductrices à des températures de 80 à 125 K, températures qui peuvent être obtenues avec l'azote liquide (travaux de Johannes G Bednorz, Allemagne, et Kart A. Müller, Suisse, tous deux prix Nobel de physique 1987). L'enthousiasme saisit alors nombre d'industriels qui envi- 20. rageaient des applications concrètes. Les réalisations sont encore limitées: appareils d'imagerie médicale et bogies du Maçilev, le prototype de train à sustentation magnétique japonais (voir Trains magnétiques). Dans un avenir très proche, les matériaux supraconducteurs pourraient permettre le transport de l'électricité, en particulier au niveau des cellules de détection ou de capteur plan du dispo- 25. sitif de la présente invention. On envisage également d'utiliser la supraconductivité non seulement pour les bobines de réception des téléphones mobiles mais aussi dans les circuits intégrés d'acquisition et de transfert des données. Ce qui améliorerait beaucoup les transmissions. 30. Références [1] Christophe Mwanza Chabunda: Helical Stereoscanner X. E.P. 2 819 140 (00 17335). [2] Christophe Mwanza Chabunda: Multiscan Stereographic x-ray tube. EP 2 819 141 (017 333). 5. [3] Christophe Mwanza Chabunda: The isotropic helical scan CT is possible: Reflection on 3-D acquisition (submitted) [4] Francis Glasser et Olivier Peyret: Dispositif d'imagerie muiticoupes. E.P. 2 745 640 (96 02548). [5] Daniel Bouche et Frédéric Molinet: Méthodes asymptotiques en électromagnétisme. Spri- 10. nger Verlag, Paris, New-York, Londres, Tokyo, Hong-Kong, Barcelone, Budapest, 1994. [6] Joseph Baixeras: Les supraconducteurs. Applications à l'électronique et à l'électrotechnique. Collection Sciences et techniques de l'ingénieur dirigée par Suzanne Laval, Paris, 1992. [7] Christophe Mwanza Chabunda: Volumetric CT (submitted). 15. [8] Christophe Mwanza Chabunda: Isotropic constant speed helical scan CT is possible: Reflection about symmetry between object and image elements (submitted). [9] Christophe Mwanza Chabunda: Shannon barrier in 3D helical CT scan Technology (submitted). [10] C.E. Shannon and W. Weaver: The Mathematical Theory of Communication. Urbana: 20. University of Illinois Press, 1949. [11] P. Grangeat: Analyse d'un système d'imagerie 3-D par reconstruction à partir de radiographies X en géométrie conique. PhD Thesis. Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications; 1987. [12] P. Grangeat: Mathematical framework of cone-beam 3D reconstruction via the first 25. derivate of the Radon transform. Mathematical Methods in Tomography (Lecture Notes in Mathematics 1497) ed G.T. Herman, A.K. Louis and F. Natterer (Berlin: Springer) ; 1991: pp. 66-69. [13] P. Grangeat, P. Sire, R. Guillaume and V. La: Indirect cone-beam three-dimensional image reconstruction. Contemporary Perspectives in Three-dimensional Biomedical 30. imaging (Studies in Health Technology and Informatics 30), ed C. Roux and J.L. Coatieux (Amsterdam:10S Press) ; 1997: 2952, 343-350. Revendications 1. Dispositif d'imageries volumétriques et multicoupes comprenant, selon le mode préféré de réalisation dudit dispositif stéréoscanographique ou polystéréoscanographique, une 5. double source (3) et (4) de rayonnement ionisant du faisceau de balayage ainsi qu'un agencement de détecteurs, semiconducteurs et ou supraconducteurs (19) apte à recevoir ledit rayonnement (11) après traversée d'un ensemble objet (14), caractérisé en ce que ces détecteurs semiconducteurs et ou supraconducteurs sont des détecteurs bidimensionnels associés en un ensemble au tube à rayons X, selon le mode du statif des scan- 10. ners de 3e ou 4e générations, afin de réaliser simultanément plusieurs matrices bidimensionnelles des données brutes d'image par détection d'un signal périodique, alternant ombre et lumière des franges d'interférence des rayons X, par angle de vue de gravitation du tube à rayons X, afin de permettre l'acquisition d'une série des doubles matrices 2D synchrones par angle de vue destinées à produire deux matrices 3D par transformée 15. de Radon, par phase de balayage, par translation aller et ou retour de la table d'examen et par apnée. Les matrices des données ainsi obtenues sont stockées sous forme numérique autorisant l'affichage sur écran ainsi que le traitement 3D d'emblée de l'image et 2D a posteriori, dans les différents plans de l'espace quadridimensionnel du nouveau référentiel {x,y,z,t} de distribution spatio-temporelle. 20. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut être monté selon un mode de réalisation TEP-SCAN en vue d'une fusion d'images des ces deux modalités, disposant pour ce faire d'un double réseau de détecteurs, de 3e et de 4e générations, dont le premier est destiné à la détection des rayons X transmis par l'objet exploré et provenant du double faisceau de balayage du tube à rayons X et l'autre, décalé ou en 25. superposition dans le même portique, destiné à la détection simultanée des photons gammas émis par les radiomarqueurs au sein de l'objet exploré. La différence d'énergie des photons permettant de distinguer ce qui provient du tube à rayons X de ce qui provient des marqueurs isotopiques. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détecteur bidimensionnel est réalisé non seulement, selon les modes déjà décrits dans les demandes antérieures, à partir de détecteurs élémentaires semiconducteurs de haute résistivité ; mais aussi au moyen d'un système de capteur plan semiconducteur, substrat d'un dispositif CCD de transferts des charges. 4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que ledit détecteur semiconducteur est, selon les modes de réalisation, constitué non seulement d'un maté- 5. riau pris dans les familles de semiconducteurs de type IV (SiGe), Il-VI (ZnS), I11-V (GaAs, Inp), Il-VII (Hgi2) ou encore un semiconducteur supraconducteur de type Il; mais peut aussi constituer un substrat à un système CCD de transfert des charges. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique de mesure, de calcul et de mémoire interne de grande capacité qui est déporté 10. du faisceau incident par l'intermédiaire d'un support de connexion, qui lui-même peut être un circuit intégré spécifique, apte à lire un espace k de Fourier, avec plots sur lequel s'insère ledit électronique de lecture ci-dessus mentionnée. 6. Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'électronique de lecture est connectée aux détecteurs semiconducteurs par l'intermédiaire d'un support de conne- 15. xion (p.ex. circuit intégré) et en ce que cette électronique est protégée du rayonnement par un blindage en matériau absorbant. 7. Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interférence et la diffraction des rayons provenant des deux sources de radiation du tube à rayons X détermine un maillage, déterminé par des zones d'ombre et de lumière ou franges, au 20. niveau d'un capteur plan composé, selon les modes de réalisation préférée, d'une plaque semiconducteur ayant sur la face irradiée une électrode homogène et sur l'autre face en regard une multitude de petites électrodes indépendantes ou des systèmes CCD de transfert des charges. La taille du pixel 3D, p(dx, dy,dz) est délimitée d'abord par le maillage 2D d'interférence des deux sources, proportionnellement à la longueur d'onde des 25. rayons X, ensuite par transformée de Radon 3D; tandis que le voxel 4D, v(dx,dy,dz, df), est déterminé par les intervalles d'échantillonnage dans les quatre directions de l'espace-temps de distribution du nouveau référentiel 4D 1' x,y,z,f). 8. Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'électronique de lecture lit simultanément deux types des spectres: le spectre de fréquences et le spectre d'ampli- tudes (associé ou non à un ADC) du signal périodique scanographique, comprenant des moyens et méthodes: de stockage des données acquises le long de la partie prédéterminée du parcours hélicoïdal de balayage, dans laquelle traiter les données acquises le long de la 5. deuxième partie du parcours de balayage comprend le traitement des données acquises le long de la deuxième partie ensemble avec les données stockées acquises le long de la partie prédéterminée pour reconstruire une matrice 2D (carrée de préférence) des données par angle de vue, avant la transformée 3D de Radon. Une méthode selon n'importe laquelle de revendications 1-7, dans laquelle traiter les 10. données comprend l'affichage de l'image 3D et de la deuxième image 3D en mode ciné, voire même en temps réel. Une méthode pour reconstruire une série de tranches d'image plates dans un CT scanner en mode hélicoïdal ayant non seulement des angles de reconstruction volumétrique et des coordonnées z prédéterminés, mais aussi des coordonnées x, Y, 15. z ainsi que t précises et incluant un capteur plan, la méthode comprenant: la reconstruction de ladite tranche en utilisant des données volumétriques acquises, en fonctions de leurs coordonnées spatio-temporelles x;,y;,z;, et t; ; et la reconstruction de ladite tranche en utilisant des données volumétriques acquises pendant une fenêtre de temps, déterminée par l'avance de phase et le retard de 20. phase par rapport au centrage du double faisceau de balayage, pour déterminer l'ensemble des points disposé en fonctions des repères précis dans le plan des coupes, déterminés par l'ouverture de champ du double faisceau de balayage. Mais encore, caractérisé en ce que, dans le mode de réalisation d'une association TEP-CT, une troisième matrice 3D, destiné au signal TEP est acquise concomitamment ou en 25. légère différée avec les deux matrices (fréquences et amplitudes) du signal périodique scanographique, en modes tomographique et ou volumétrique. 9. Procédé d'imagerie et des moyens de mise en oeuvre du dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la reconstruction d'image comporte d'emblée une image volumétrique 3D, construite à partir des données des deux matrices 30. 3D de Radon, dans le CPU non seulement d'un scanner 4D multicouches et/ou multisources multicouches à parcours hélicoïdal du faisceau de balayage, mais aussi à partir d'un scanner 4D volumétrique; lesquelles matrices 3D sont rétroprojetées à partir des données des matrices 2D ayant un angle de reconstruction prédéterminé et incluant un réseau de détecteur ayant n lignes et n colonnes (matrice n2), n étant un entier plus grand que 1, ladite méthode comprenant: l'acquisition des données du signal périodique par impulsion, proportionnellement à l'atté- 5, nuation d'un double faisceau des Rayons X sur un capteur plan le long d'une position z prédéterminée d'un parcours de balayage hélicoïdal, à une vitesse constante et un pas de vis invariablement égal à un, dans le voisinage d'une position axiale correspondant à la tranche d'un volume de l'objet exploré, où la partie prédéterminée a une étendue angulaire qui est généralement égale à l'angle de reconstruction 3D; et le traitement des 10. données pour reconstruire d'emblée une image d'un volume, en utilisant des données, acquises en substance sur une matrice 2D, seulement dans la partie prédéterminée du parcours de balayage du faisceau bi-conique par gravitation du tube, selon le cas, de t ou de 2n. 10. Procédé d'imagerie et des moyens de mise en oeuvre du dispositif selon les revendica- 15. tions 4 à 8, caractérisé en ce qu'à partir d'une seule dose d'énergie radiante du double faisceau de balayage du dispositif, selon le mode stéréoscopique préféré de réalisation, permettant de réaliser une acquisition tomographique 4D et ou volumétrique 4D, la hauteur de coupe peut être choisie dans n'importe quelle direction de l'espace après l'étape d'acquisition 4D, au moment de la reconstruction d'images, en sommant la contri- 20. bution d'un nombre choisi d'harmoniques, dont les repères déterminent le plan choisi permettant de sélectionner au moins une épaisseur de coupe etlou de la faire varier, en fonction de besoin et de la capacité informatique disponible. Comprenant: Une méthode selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans laquelle traiter les données des matrices 3D de Radon pour reconstruire l'image comprend le 25. traitement desdites données pour une partie donnée du balayage hélicoïdal pendant que les données 3D sont en train d'être acquises, à partir des matrices 2D par angles de vue. Une méthode selon la revendication 6, dans laquelle traiter les données 2D acquises le long de la portion prédéterminée du parcours de balayage hélicoïdal et rétroproje- 30. tées dans les deux matrices 3D, comprend l'affichage de l'image tout en acquérant des données le long de la deuxième portion de balayage du volume exploré. Une méthode et des moyens selon la revendication 6 ou 7, et comprenant (l'inclusion) le traitement des données 2D acquises le long de la deuxième portion du parcours de balayage pour reconstruire une matrice carrée. Une méthode et des moyens d'avance et de recul de la table d'examen dans le tunnel 5. du statif dudit dispositif d'invention, le long de l'axe longitudinal z pour réaliser plusieurs phases d'imagerie d'un même volume (le coeur par exemple), balayé dans le sens hélicoïdal (translation positive) habituel et dans le sens antihélicoidal (translation négative), au cours d'une même apnée (mouvements de va-et-vient couvrant un volume donné devant être exploré). 10.