Brevet FR2910226A1 — publié le 20080620

Capot de protection pour un boîtier électronique La présente invention concerne un capot de protection pour un boîtier électronique. Elle s'applique par exemple dans le domaine des appareils à rayons X et de l'imagerie médicale. Les détecteurs de rayons X sont utilisés pour faire de l'imagerie dans des domaines très divers, domaines allant de la médecine à la qualification de pièces manufacturées, en passant par les portiques de sécurité dans les aéroports. Un détecteur numérique de rayons X comporte un grand nombre de capteurs sensibles à la lumière visible agencés sur une dalle plane, en lignes et en colonnes selon une configuration matricielle plane. Un scintillateur est placé en face de la dalle pour transformer les rayons X en lumière visible. L'ensemble formé par la dalle et le scintillateur s'appelle un panneau. La dalle comporte sur ses bords les connections vers chacun des capteurs qu'elle supporte. Chaque capteur reçoit de la lumière dont l'intensité est proportionnelle à l'intensité de l'onde X reçue par le scintillateur et peut ainsi générer un signal électrique proportionnel à l'intensité de cette onde X. En effet, les rayons X voient leur intensité modifiée lorsqu'ils traversent un objet, ceci en fonction des matières rencontrées. En disposant un patient humain entre une source de rayons X et un détecteur numérique de rayons X, un système de traitement informatique est capable de reconstituer une image virtuelle de l'intérieur du corps du patient à partir des signaux électriques générés par chaque capteur. La position d'un capteur sur le panneau, connue sous la forme d'un indice de ligne i et d'un indice de colonne j, associée à l'intensité du signal électrique qu'il génère, constituent un pixel. Un système de traitement informatique peut facilement reconstituer une image en exploitant l'ensemble des pixels fournis par le panneau sous forme de lignes et de colonnes de pixels. Un détecteur numérique de rayons X se présente à l'utilisateur sous la forme d'un boîtier. Ce boîtier renferme non seulement un panneau de capteurs comme décrit précédemment, mais également des composants 2910226 2 électroniques et des systèmes de traitement informatique permettant de synthétiser l'image finale. Pour permettre des opérations de maintenance, le boîtier comporte généralement un capot frontal disposé devant le panneau de capteurs et un capot arrière. 5 La fonction essentielle du capot frontal est d'assurer une protection mécanique contre les chocs pour le panneau de capteurs. En effet, le panneau est fragile sur toute sa surface. Actuellement, les boîtiers 10 des détecteurs de rayons X sont bâtis autour d'un châssis métallique. Le capot frontal doit également assurer une fonction de collimation des rayons X. La collimation a un objectif double. Premièrement, elle permet de définir le cadrage de l'image finale. Un exemple de technologie utilisée actuellement est une fenêtre en fibres de carbone, transparente aux rayons 15 X et de forme rectangulaire, sertie dans le châssis métallique. Deuxièmement, la collimation aide à protéger contre les rayons X le médecin et les composants électroniques dans le détecteur. Actuellement, un cadre blindé en un matériau lourd comme du plomb est encastré dans le châssis métallique derrière la fenêtre en fibre de carbone. 20 Enfin, le capot frontal doit aussi assurer une fonction d'isolation aux ondes électromagnétiques. La terminologie de Compatibilité Electro-Magnétique (CEM) sera utilisée par la suite pour qualifier cette fonction. Il s'agit autant de limiter les perturbations provoquées par le détecteur sur son environnement que de limiter les effets des perturbations environnantes sur 25 les performances de détecteur. Le châssis métallique actuellement utilisé présente l'avantage de limiter naturellement les fuites électromagnétiques. Cependant, une feuille d'aluminium doit être collée derrière la fenêtre en fibre de carbone, ceci afin d'établir la continuité électrique au niveau de la fenêtre. En effet, la continuité électrique amène automatiquement l'imperméabilité 30 aux ondes électromagnétiques. Un inconvénient majeur des solutions actuelles réside dans leur poids excessif, dû notamment à l'utilisation d'un châssis métallique pour la 35 protection mécanique et d'un cadre en un matériau lourd pour la collimation 2910226 3 des rayons X. Dans le cas des applications portables, de plus en plus répandues en imagerie médicale, une telle conception est par conséquent difficilement transposable. Des tentatives ont été faites, visant à gagner du poids sur les quantités de matière utilisées. Du poids ne peut être gagné 5 qu'en réduisant l'épaisseur du châssis métallique et de la fenêtre en fibres de carbone. Mais si le châssis est allégé, c'est au détriment de la robustesse mécanique du produit final, la robustesse étant par ailleurs une qualité essentielle des produits portables. Si la fenêtre est allégée, elle perd en homogénéité et ses fibres de carbone risquent d'apparaître à l'image. Ainsi, 10 sauf à sacrifier aux performances, il apparaît donc bien que l'art antérieur ne soit pas adapté à satisfaire les exigences en poids très faible des produits portables. Un compromis acceptable entre poids et robustesse ne peut être trouvé. 15 Mais les solutions actuelles présentent encore bien d'autres inconvénients. Tout d'abord, malgré sa très faible épaisseur, la feuille d'aluminium disposée derrière la fenêtre absorbe une partie des rayons X et par conséquent altère légèrement l'image finale. Très fine, elle est également 20 très fragile et impose une attention particulière à l'assemblage et lors des opérations de maintenance. Ensuite, l'utilisation d'un métal lourd toxique comme le plomb nécessite que des précautions particulières soient prises par les opérateurs d'assemblage et de maintenance. Enfin, un tel arrangement présente de nombreux interstices, notamment au niveau de 25 l'interface entre la fenêtre en carbone et le châssis métallique, interstices qui sont difficiles à nettoyer. En milieu hospitalier où l'asepsie est de rigueur, ceci peut être gênant. 30 L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités, notamment celui concernant le poids trop élevé du détecteur. A cet effet, l'invention a pour objet un capot de protection pour un boîtier électronique en un matériau conducteur. Le capot est en le capot étant en un mélange de résine et de fibres de carbone perméable aux rayons X. Les 35 fibres de carbone du capot sont mises en contact électrique avec le boîtier 2910226 4 sur toute la surface de contact entre le capot et le boîtier. Ceci établit la continuité électrique du boîtier et garantit sa compatibilité électromagnétique. Par exemple, les fibres de carbone du capot peuvent être mises en contact électrique avec le boîtier en les mettant à nu sur toute la surface de contact 5 entre le capot et le boîtier. Avantageusement, une couche en un matériau conducteur du courant peut être déposée sur la surface interne ou insérée entre deux couches de fibres du capot sur toute la surface du capot, la couche conductrice étant en contact électrique avec les fibres de carbone et en 10 contact électrique avec le boîtier sur toute la surface de contact entre le capot et le boîtier. Par exemple, la couche conductrice peut être une feuille d'aluminium. Un blindage contre les rayons X en un élément lourd, comme du plomb ou du tungstène, ou en un mélange d'éléments lourds, peut être 15 inséré entre des couches de fibres du capot. Par exemple, il peut être en forme de cadre rectangulaire. Dans un mode de réalisation, le boîtier peut être un détecteur portable de rayons X, pour de l'imagerie médicale par exemple. 20 L'invention a encore pour principaux avantages qu'en favorisant l'utilisation de matériaux composites, l'invention permet toujours de trouver un compromis intéressant entre poids et robustesse, en fonction des exigences du client auquel est destiné le détecteur de rayons X. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : 30 - la figure 1, une illustration par une vue de dessus et par un schéma en coupe d'un capot frontal pour un détecteur de rayons X selon l'art antérieur ; - la figure 2, une illustration par un schéma en coupe d'un exemple de capot frontal selon l'invention. 35 2910226 5 La figure 1 illustre, à gauche par une vue de dessus et à droite par un schéma en coupe, un capot frontal pour un détecteur de rayons X selon l'art antérieur. Une droite C sur la vue de dessus représente la ligne de 5 coupe utilisée pour le schéma en coupe. Le capot frontal représenté par la figure 1 se place juste devant un panneau de capteurs de rayons X et s'assemble à un capot arrière. Le panneau de capteurs et le capot arrière ne sont pas représentés sur la figure 1. Le capot frontal comporte un châssis métallique 1 assurant en tout 10 premier lieu une protection mécanique contre les chocs pour le panneau de capteurs. Une fenêtre 3 en fibres de carbone, transparente aux rayons X et de forme rectangulaire, est sertie dans le châssis métallique 1. Elle laisse passer les rayons X à l'intérieur du détecteur, afin qu'ils illuminent les capteurs du panneau. Un cadre 2 blindé en plomb est fixé dans le châssis 15 métallique 1 derrière la fenêtre 3 en fibres de carbone. Le cadre 2 arrête les rayons X, notamment sur les bords de la fenêtre 3. Il protège contre les rayons X le médecin et les composants électroniques dans le détecteur. La fenêtre 3 et le cadre 2 assurent ainsi la collimation des rayons X : ils permettent de former et de cadrer une image rectangulaire, tout en 20 protégeant contre les rayons X le médecin et les composants électroniques du détecteur. Une feuille d'aluminium 4 est collée derrière la fenêtre 3 en fibres de carbone. Elle est en contact électrique tout le long de ses bords avec le châssis métallique 1, établissant ainsi la continuité électrique au niveau de la fenêtre 3 et donc la compatibilité électromagnétique. Le châssis 25 métallique 1, quant à lui, limite naturellement les fuites électromagnétiques sur tout le reste du capot. Il est à noter que le capot arrière, non représenté sur la figure 1, doit également assurer la compatibilité électromagnétique. De poids excessif, un détecteur comportant un capot frontal selon l'art antérieur comme celui de la figure 1 est particulièrement peu adapté à 30 une application portable dans le domaine médical. La figure 2 illustre par un schéma en coupe un exemple de capot frontal selon l'invention, pour un détecteur portable de rayons X utilisé en 35 imagerie médicale par exemple. Un capot frontal 10 est destiné à être couplé 2910226 6 à un capot arrière, afin de former un boîtier pour un détecteur de rayons X. Il se trouve alors juste devant un panneau de capteurs de rayons X. Le capot arrière et le panneau de capteurs ne sont pas représentés sur la figure 2. Le capot frontal 10 est en fibres de carbone. Il a une forme 5 générale de couvercle, proche de la forme du capot de la figure 1. Il est confectionné avec suffisamment de fibres de carbone pour avoir une robustesse équivalente à celle d'un châssis métallique. Le capot 10 offre ainsi une excellente protection mécanique contre les chocs pour le panneau de capteurs, non représenté sur la figure 2. Le capot 10 en fibres de carbone 10 laisse passer les rayons X à l'intérieur du détecteur, afin qu'ils illuminent les capteurs du panneau. Avantageusement, un cadre rectangulaire 12 en tungstène peut être inséré dans le capot 10 entre des couches de fibres. Mais d'autres éléments lourds ou mélange d'éléments lourds peuvent convenir pour le cadre 12. Eventuellement, il peut être en plomb. Il forme un 15 encadrement rectangulaire blindé contre les rayons X autour de la face du capot 10 recevant directement les rayons X. Le capot 10 et le cadre 12 blindé assurent ainsi la collimation des rayons X : ils permettent de former et de cadrer une image rectangulaire, tout en protégeant contre les rayons X le médecin et les composants électroniques du détecteur. 20 Les fibres de carbone qui constituent le capot 10 sont d'excellentes conductrices du courant. Le capot 10 subit un procédé abrasif, un simple grattage par exemple, tout le long de ses bords en contact avec le capot arrière, les bords visibles étant représentés par des zones 13 et 14, ceci afin de retirer sur une certaine épaisseur la résine époxydique mêlant 25 les couches de fibre, jusqu'à mettre à nu des fibres de carbone. Ainsi, le capot 10 frontal est connecté électriquement tout le long de ses bords avec le capot arrière, établissant la continuité électrique et la compatibilité électromagnétique du détecteur. Il est à noter que le capot arrière, non représenté sur la figure 2, assure également la continuité électrique, par 30 exemple il est en un matériau conducteur. La demanderesse a vérifié en cage de Faraday la compatibilité électromagnétique du détecteur ainsi réalisé. En fonction de la conductivité des fibres de carbone, qui peut varier selon leur qualité, il peut être utile de renforcer la continuité électrique 35 du capot 10. Ceci peut avantageusement être fait en insérant une feuille 2910226 7 d'aluminium 11 entre 2 couches de fibres sur toute la surface du capot 10. Mais tout autre matériau conducteur déposé en couche peut être utilisé. La feuille 11 s'étend jusqu'aux bords du capot 10 venant au contact du capot arrière, non représenté sur la figure 2. La continuité électrique et la 5 compatibilité électromagnétique du détecteur sont alors garantis. Il est à noter qu'à épaisseur égale de la feuille d'aluminium, le blindage CEM ainsi obtenu selon l'invention est meilleur que celui obtenu avec les solutions de l'art antérieur présentées précédemment. 10 En évitant l'utilisation d'un châssis métallique, le capot frontal selon l'invention est nettement plus léger que celui de l'art antérieur présenté à la figure 1. En utilisant du tungstène, le blindage peut être plus fin, ce qui permet de l'introduire entre les fibres de carbone. Le capot est plus compact 15 et plus esthétique. De plus, si aucune feuille d'aluminium n'est utilisée, l'image finale n'est en rien altérée. Par ailleurs, aucune précaution particulière n'est conseillée pour manipuler le tungstène, qui n'est pas toxique, et un tel arrangement ne présente plus aucun interstice qui serait difficile à nettoyer. Tout cela rend l'invention particulièrement bien adaptée 20 aux applications médicales portables. REVENDICATIONS 1. Capot de protection pour un boîtier électronique, le boîtier étant en un matériau conducteur, le capot étant en un mélange de résine et de fibres de carbone (10) perméable aux rayons X, caractérisé en ce que les fibres de carbone du capot sont mises en contact électrique avec le boîtier sur toute la surface de contact entre le capot et le boîtier (13, 14), établissant la continuité électrique du boîtier. 2. Capot de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de carbone du capot sont mises en contact électrique avec le boîtier en les mettant à nu sur toute la surface de contact entre le capot et le boîtier. 3. Capot de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche en un matériau conducteur du courant (11) est insérée entre deux couches de fibres du capot (10) sur toute la surface du capot, la couche conductrice étant en contact électrique avec les fibres de carbone et en contact électrique avec le boîtier sur toute la surface de contact entre le capot et le boîtier. 4. Capot de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche conductrice est une feuille d'aluminium (11). 5. Capot de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un blindage (12) contre les rayons X est inséré entre des couches de fibres du capot. 6. Capot de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le blindage (12) est en un élément lourd ou en un mélange d'éléments lourds. 7. Capot de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le blindage (12) est en plomb. 8. Capot de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le blindage (12) est en tungstène. 9. Capot de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le blindage (12) est en forme de cadre rectangulaire. 2910226 9 10. Capot de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier est un détecteur portable de rayons X. 11. Capot de protection selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur de rayons X est utilisé pour de l'imagerie médicale.