Brevet FR2888634A1 — publié le 20070119

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général de l'imagerie par émission/réception de rayons. Notamment, l'invention intéresse l'imagerie radiologique et, dans une mise en oeuvre particulière, l'imagerie radiologique dentaire. Plus précisément, l'invention concerne le problème de la déformation des images obtenues lorsque des rayons incidents ont une direction d'incidence sur une surface sensible, non perpendiculaire à cette surface. Le document US 4,769,756 décrit un procédé pour évaluer une direction d'incidence de rayons sur un capteur d'imagerie radiologique. Ce procédé nécessite l'acquisition et la mémorisation dans une banque de données d'une pluralité d'images d'un objet pour lesquelles la direction d'incidence des rayons est connue. Par une comparaison mettant en oeuvre une approche itérative, il est alors possible de déterminer une direction d'incidence sur une image du même objet acquise avec des rayons dont la direction d'incidence est inconnue. Un tel procédé est complexe à mettre en oeuvre car il nécessite l'implémentation de méthodes statistiques de calcul. Il est également long et coûteux à mettre en oeuvre puisqu'il nécessite l'acquisition de nombreuses images. Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant une unité d'obtention d'un profil d'énergie caractéristique d'une direction d'incidence de rayons parallèles entre eux par rapport à une surface, ladite unité d'obtention comportant une surface sensible aux rayons contre laquelle est placé un objet témoin réalisé dans un matériau adapté à absorber partiellement l'énergie des rayons et dont la forme géométrique connue est telle que le profil d'énergie reçue par la surface sensible après avoir traversé l'objet témoin lors d'une irradiation, est caractéristique de la direction d'incidence des rayons sur ladite surface sensible aux rayons durant cette irradiation. Une telle unité d'obtention de profil d'énergie est utilisée en même temps que ou préalablement à une prise d'image. Un traitement simple permet ensuite d'évaluer directement la direction d'incidence sans faire appel à des irradiations multiples. Ainsi, l'exploitation directe des profils d'énergie reçus ne nécessite pas la mise en oeuvre de moyens de calcul complexes. Selon d'autres caractéristiques d'une telle unité d'obtention 10 selon l'invention: - l'objet témoin est réalisé dans un matériau homogène; l'objet témoin est un objet de révolution autour d'un axe perpendiculaire à la surface sensible; - l'objet témoin est conique; -l'objet témoin présente au moins un plan incliné par rapport à la surface sensible. L'invention concerne également un dispositif d'évaluation d'une direction d'incidence de rayons parallèles par rapport à une surface, incluant: - au moins une unité d'obtention de profil d'énergie selon l'invention; - des moyens de traitement pour évaluer, à partir du profil d'énergie, la direction d'incidence des rayons par rapport à la surface sensible de l'unité d'obtention durant l'irradiation. L'invention concerne aussi un capteur d'acquisition d'images radiologiques, qui peut être un capteur intra-buccal, comportant au moins une surface dite utile, sensible aux rayons et destinée à l'acquisition d'au moins une image, ledit capteur étant muni d'au moins une unité d'obtention de profil d'énergie selon l'invention pour obtenir un profil d'énergie caractéristique d'une direction d'incidence de rayons parallèles entre eux par rapport à ladite surface utile. Selon d'autres caractéristiques d'un tel capteur selon l'invention: l'unité d'obtention est située en périphérie de la surface utile; 35 l'unité d'obtention est située dans un coin de la surface utile. - le capteur est muni d'une pluralité d'unités d'obtention. L'invention concerne encore un procédé pour évaluer une direction d'incidence de rayons parallèles par rapport à une surface, comprenant les étapes de: - positionner une unité d'obtention de profil d'énergie selon l'invention dans une position connue par rapport à ladite surface; obtenir un profil d'énergie reçue par l'unité d'obtention lors d'une irradiation; - évaluer, à partir du profil d'énergie, la direction d'incidence des rayons par rapport à la surface sensible de l'unité d'obtention; - déduire la direction d'incidence des rayons par rapport à ladite surface à partir de la position connue de l'unité d'obtention par rapport à ladite surface et de la direction d'incidence des rayons par rapport à la surface sensible de l'unité d'obtention évaluée. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures: - la figure 1 illustre schématiquement le principe de l'imagerie radiographique et le contexte spécifique de l'invention; - la figure 2 est un schéma illustrant un premier mode de réalisation d'une unité d'obtention selon l'invention; la figure 3 est un schéma illustrant un second mode de réalisation d'une unité d'obtention selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement un objet témoin selon un troisième mode de réalisation de l'invention; - les figures 5a et 5b sont des schémas de capteurs intrabuccaux selon l'invention; - la figure 6 illustre schématiquement la mise en oeuvre de l'invention en imagerie radiographique dentaire. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 représente schématiquement une source SCE émettant un faisceau de rayons R parallèles. Selon les principes bien connus de l'imagerie radiographique, le faisceau de rayons R parallèles traverse un objet à imager 0IM qui absorbe partiellement l'énergie des rayons R avant d'être capté par un capteur CPT qui reçoit l'énergie restante des rayons R. Le capteur CPT présente une surface utile SU sur laquelle vient 5 ainsi s'imprimer une image IM de l'objet à imager 0IM, par exemple une dent. L'invention s'intéresse au cas où les rayons parallèles R du faisceau sortant de la source SCE et la surface utile SU du capteur CPT ne sont pas perpendiculaires mais inclinés l'un par rapport à l'autre d'un angle 0 quelconque. Dans ce cas, comme illustré sur la figure 1, une image IM' est obtenue et cette image IM' est déformée par rapport à l'image IM. Le problème rencontré est présenté ici pour un angle 0 pris dans le plan de la figure mais il est clair que l'incidence des rayons R peut être selon n'importe quelle direction de l'espace, rendant la déformation particulièrement difficile à évaluer. Ainsi que représenté sur la figure 2, dans un premier mode de réalisation d'une unité d'obtention UD selon l'invention, un objet témoin OT est placé sur une surface SS sensible aux rayons incidents R. Classiquement, la surface SS est de nature discrète et inclut des éléments ES sensibles aux rayons. Dans le cas de l'imagerie numérique, les éléments ES sont par exemple les cellules d'un capteur CCD. Ils peuvent également être réalisés à partir d'une couche de Césium. Lors d'une irradiation de l'unité d'obtention UD, chacun des éléments ES reçoit une quantité d'énergie E. Ces quantités d'énergie sont représentées par des barres d'histogramme, référencées EN et suivants sur la figure 2. Dans la suite, on adoptera, dans le texte uniquement (pour des raisons de clarté sur la figure), une numérotation des éléments sensibles ES en parallèle de la numérotation des énergies EN représentées. Sur la figure 2, l'objet témoin OT est un prisme dont la section est un triangle rectangle. Le matériau qui le compose absorbe partiellement les rayons incidents R. Le choix du matériau dépend donc de la nature des rayons incidents R qui peuvent être, par exemple, des rayons X, des rayons infra-rouges... Dans le domaine de la radiologie médicale, on choisit par exemple un matériau semi-opaque aux rayons X, tel du Plomb ou de l'Or. 2888634 5 Pour la simplicité du propos, la description du fonctionnement des modes de réalisation est réalisée sur une unique dimension. Les principes de l'invention sont similaires pour une utilisation de l'invention sur deux dimensions, sauf que les énergies reçues par les éléments ES sont, par exemple, traités sous forme de matrices. Lorsque les rayons incidents Ro sont perpendiculaires à la surface sensible SS, on note une décroissance des énergies EN à EN+4 reçues par les éléments ESN à ESN+4. Ensuite, le niveau d'énergie reçue remonte très rapidement et quasiment jusqu'à sa valeur maximale pour l'élément ESN+5 avant de retrouver effectivement sa valeur maximale pour l'élément ESN+6. La courbe des énergies EN à EN+6 définit un profil d'énergie Po. Lorsque les rayons incidents Re sont inclinés d'un angle e par rapport à la perpendiculaire de la surface sensible SS, on note une décroissance plus lente de l'énergie des rayons reçus par les éléments ESN à ESN+4. Le minimum EN+4 est atteint pour ce dernier élément ESN+4 et est supérieur à celui obtenu avec des rayons Ro incidents, perpendiculaires à la surface sensible SS. Enfin on note que le niveau d'énergie remonte bien plus lentement pour l'élément ESN+5 qu'avec des rayons Ro incidents perpendiculaires à la surface sensible SS, et que la valeur maximale d'énergie n'est atteinte que pour l'élément ESN+7. La courbe des énergies EN à EN+7 définit un profil d'énergie P9. On remarque que le profil Po obtenu pour l'angle 0 s'étend en dehors de la surface recouverte par l'objet témoin OT. L'analyse complète du profil Po obtenu nécessite alors d'inclure des éléments sensibles ES relativement lointains de l'objet témoin OT. Il peut ainsi s'avérer que l'on ne sache pas bien si la totalité du profil P a été analysé. La figure:3 représente un second et préféré mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, l'objet témoin OT est un cône construit autour d'un axe AX perpendiculaire à sa base. Les remarques faites dans le cadre de la figure 2 au sujet du matériau choisi pour la réalisation de l'objet témoin OT sont également valables ici. Lorsque l'angle que fait la surface de révolution du cône avec son axe AX est suffisamment grand, c'est-à-dire qu'il est supérieur à celui que sont susceptibles de faire les rayons Re incidents avec l'axe AX, le profil d'énergie Po à analyser pour évaluer l'angle d'incidence e est toujours inclus dans la surface recouverte par l'objet témoin OT. Etudier les profils Po d'énergie reçue par les éléments ES situés sous l'objet témoin OT est alors suffisant pour connaître le profil d'énergie Po caractéristique de l'angle d'incidence O. L'unité d'obtention UD est avantageusement couplée avec des moyens d'obtention des niveaux d'énergie reçue qui réalisent un profil d'énergie P à partir des énergies EN à EN+7 reçues par la chaîne d'éléments ESN à ESN+7. Lorsque l'image radiographique est numérique, ces moyens d'obtention peuvent être reliés directement aux éléments sensibles ES par une liaison avec ou, avantageusement, sans fil. Des moyens de traitement couplés aux moyens d'obtention des niveaux d'énergie permettent ensuite d'analyser les profils d'énergie P et de évaluer la direction d'incidence 0 correspondant à un profil d'énergie Po. Ces moyens de traitement réalisent une détermination et une étude d'un minimum du profil d'énergie pour déterminer la direction d'incidence. Lorsque la mise en oeuvre est réalisée en deux dimensions, ce minimum est déterminé et étudié sur une matrice d'éléments sensibles ES. L'étude de ce minimum sur deux dimensions permet de déterminer en même temps toutes les caractéristiques de la direction d'incidence, à savoir un angle d'inclinaison par rapport à la direction perpendiculaire à la surface sensible SS et un angle de rotation défini autour de cette direction perpendiculaire à la surface sensible SS. Un dispositif d'obtention selon l'invention comprend au moins une unité d'obtention UD, les moyens d'obtention des niveaux d'énergie et les moyens de traitement pour évaluer l'angle 0 d'incidence des rayons Ro sur la surface sensible SS. On remarque que, sur les deux figures 2 et 3 présentées, les minima d'énergie sont obtenus pour les mêmes éléments sensibles. Cela est dû au fait que peu d'éléments sensibles sont représentés. Dans la réalité, une unité d'obtention UD selon l'invention peut par exemple s'étendre sur une centaine de pixels (10x10) et donc une centaine d'éléments sensibles. Dans ce cas, le minimum se déplace d'un élément à un autre lorsque l'angle d'incidence augmente. Cela permet un repérage aisé du minimum pour chaque profil et par conséquent une évaluation très sure et claire de la direction d'incidence. En outre, il est souligné que la description a été proposée pour une dimension mais que des directions d'incidence 0 quelconques peuvent être évaluées à la condition d'analyser les profils d'énergie P obtenus pour les éléments ES présents sur, au moins, la totalité de la surface recouverte par l'objet témoin OT. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 2, il sera utile d'étudier le profil d'énergie sur des éléments voisins de ceux recouverts par l'objet témoin OT. En effet, on a vu que le profil débordait de la surface recouverte par l'objet témoin OT. La figure 4 représente une autre section possible pour réaliser 10 un objet témoin OT de symétrie de révolution. Les figures 5a et 5b donne deux exemples schématiques de capteur CPT selon l'invention. Sur la figure 5a, quatre unités d'obtention UD1 à UD4 selon le mode de réalisation de la figure 2 sont placées aux quatre coins d'une surface utile SU. La surface utile SU est définie comme étant la surface destinée à recevoir l'image d'un objet imagé. Sur la figure 5a, un tel objet est une dent 0IM. On remarque que deux unités d'obtention UD3 et UD4 se trouvent sous l'image de deux dents voisines de la dent 0IM. Seules les unités d'obtention UD1 et UD2 ont donc reçu une quantité de rayons homogène sur leur surface. Les deux unités d'obtention UD1 et UD2 servent alors à évaluer un angle d'incidence. Le fait de disposer de deux évaluations indépendantes de la direction d'incidence permet de faire une moyenne sur les deux évaluations et d'avoir ainsi une évaluation plus fiable. Sur la figure 5b, quatre unités d'obtention UD1 à UD4 selon le mode de réalisation de la figure 3 sont placées aux quatre coins d'une surface utile SU. Les remarques faites pour le capteur représenté sur la figure 5a sont également applicables à ce capteur. Les capteurs représentés sur les figures 5a et 5b sont par 30 exemple des capteurs intra-buccaux destinés à être mis dans la bouche d'un patient pour réaliser une image d'une dent. Des dimensions classiques pour de tels capteurs intra-buccaux sont de 25x39 mm et de 32x42 mm. Actuellement de tels capteurs portent respectivement 1 250 000 pixels et 2 000 000 pixels. Une unité d'obtention UD de l'ordre de 1 mm2 couvre alors une surface de l'ordre de à 100 pixels de côté. Or, à partir des profils obtenus avec une matrice de 6x6 pixels, une précision de l'ordre d'un degré est observée. Au sujet de la réalisation de capteurs, par exemple ceux des figures 5a et 5b, on remarque que I(es) unité(s) d'obtention UD peu(ven)t être indépendante(s) du capteur CPT lui-même et lui être fixée lorsque l'on souhaite se servir de celui-ci. D(es) unité(s) d'obtention UD telle que représentée(s) sur les figures 5a et 5b peuvent aussi être réalisée(s) directement par simple collage d'un objet témoin OT sur la surface utile SU du capteur CPT lui-même. Dans ce cas, les éléments sensibles SS de la surface utile SU du capteur CPT situés sous l'objet témoin OT ou à son voisinage servent à la mise en oeuvre de l'unité d'obtention UD. Avantageusement, les unités d'obtention UD sont alors, ainsi que représenté, réalisées en périphérie de la surface utile SU. Enfin, la figure 6 résume la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention avec un capteur CPT selon l'invention. L'objet à imager 0IM vient s'imprimer sur la surface utile SU du capteur CPT en même temps que les unités d'obtention UD, ici réalisées par collage direct d'un objet témoin OT sur la surface utile SU, reçoivent également des rayons R qui permettent, après obtention du profil d'énergie et son analyse, d'évaluer l'angle d'incidence des rayons R sur la surface utile SU. On remarque enfin que des mises en oeuvre diverses peuvent être réalisées selon les principes de l'invention. Notamment, l'invention peut être mise en oeuvre préalablement à une acquisition d'image de manière à positionner un dispositif d'irradiation par rapport au capteur. Par exemple, lorsqu'une image radiologique doit être acquise, il est commode de pouvoir positionner la source de rayons X de manière précise sans avoir à irradier l'objet à imager. On peut alors prévoir une source infrarouge fixe par rapport à la source de rayons X afin d'irradier une unité d'obtention sensible aux rayons infrarouges et dont la position est connue par rapport au capteur sensible aux rayons X. Le profil d'énergie reçue par l'unité d'obtention permettra alors de connaître, préalablement à la prise d'image, les positions relatives de la source de rayons X et du capteur sensible aux rayons X et de les positionner en fonction. REVENDICATIONS 1. Unité d'obtention (UD) d'un profil d'énergie caractéristique d'une direction (0) d'incidence de rayons (R) parallèles entre eux par rapport à une surface (SS), ladite unité d'obtention (UD) comportant une surface sensible (SS) aux rayons (R) contre laquelle est placé un objet témoin (OT) réalisé dans un matériau adapté à absorber partiellement l'énergie des rayons (R) et dont la forme géométrique connue est telle que le profil d'énergie (P) reçue par la surface sensible (SS) après avoir traversé l'objet témoin lors d'une irradiation, est caractéristique de la direction (0) d'incidence des rayons (R) sur ladite surface sensible (SS) aux rayons (R) durant cette irradiation. 2. Unité d'obtention (UD) selon la revendication 1, dans laquelle 15 l'objet témoin (OT) est réalisé dans un matériau homogène. 3. Unité d'obtention (UD) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle l'objet témoin (OT) est un objet de révolution autour d'un axe (AX) perpendiculaire à la surface sensible (SS). 4. Unité d'obtention (UD) selon la revendication 3, dans laquelle l'objet témoin (OT) est conique. 5. Unité d'obtention (UD) selon l'une des revendications 1 ou 2, 25 dans laquelle l'objet témoin (OT) présente au moins un plan incliné par rapport à la surface sensible (SS). 6. Dispositif d'évaluation d'une direction d'incidence de rayons parallèles par rapport à une surface, incluant: - au moins une unité d'obtention de profil d'énergie selon l'une des revendications 1 à 5; - des moyens de traitement pour évaluer, à partir du profil d'énergie, la direction d'incidence des rayons par rapport à la surface sensible de l'unité d'obtention durant l'irradiation. 7. Capteur (CPT) d'acquisition d'images radiologiques comportant au moins une surface dite utile (SU), sensible à des rayons (R) et destinée à l'acquisition d'au moins une image (IM), ledit capteur (CPT) étant muni d'au moins une unité d'obtention (UD) de profil d'énergie selon l'une des revendications 1 à 5 pour obtenir un profil d'énergie caractéristique d'une direction (0) d'incidence de rayons (R) parallèles entre eux par rapport à ladite surface utile (SU). 8. Capteur (CPT) intra-buccal d'acquisition d'images radiologiques, ledit capteur comportant au moins une surface dite utile (SU), sensible à des rayons (R) et destinée à l'acquisition d'au moins une image (IM), ledit capteur (CPT) étant muni d'au moins une unité d'obtention (UD) de profil d'énergie selon l'une des revendications 1 à 5 pour obtenir un profil d'énergie caractéristique d'une direction (0) d'incidence de rayons (R) parallèles entre eux par rapport à ladite surface utile (SU). 9. Capteur (CPT) selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel l'unité d'obtention (UD) est située en périphérie de la surface utile (SU) . 10. Capteur (CPT) selon la revendication 9, dans lequel l'unité d'obtention (UD) est située dans un coin de la surface utile (SU). 11. Capteur (CPT) selon l'une des revendications 7 à 10, muni d'une pluralité d'unités d'obtention (UD). 12. Procédé pour évaluer une direction (0) d'incidence de rayons (R) parallèles par rapport à une surface, comprenant les étapes de: positionner une unité d'obtention (UD) de profil d'énergie (P) selon l'une des revendications 1 à 5 dans une position connue par rapport à ladite surface; - obtenir un profil d'énergie (P) reçue par l'unité d'obtention (UD) lors d'une irradiation; 2888634 11 - évaluer, à partir du profil d'énergie (P), la direction (8) d'incidence des rayons (R) par rapport à la surface sensible (SS) de l'unité d'obtention (UD) ; - déduire la direction (8) d'incidence des rayons (R) par rapport à ladite surface à partir de la position connue de l'unité d'obtention (UD) par rapport à ladite surface et de la direction (8) d'incidence des rayons (R) par rapport à la surface sensible (SS) de l'unité d'obtention (UD) évaluée.