Brevet FR2918552A1 — publié le 20090116

Appareil à rayons X Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil à rayons X. L'invention a pour but de réduire le volume de l'ascenseur portant le tube ou le détecteur de l'appareil à rayons X tout en augmentant la précision d'alignement du foyer du tube, de l'élément observé et du détecteur. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine de l'imagerie médicale. L'invention peut par exemple être utilisée pour réaliser une radiographie ou une radioscopie ou une mammographie. Etat de la technique On connaît des appareils à rayons X mobiles qui comportent des pièces mobiles leur permettant de tourner dans différentes directions autour d'un patient. Ces pièces mobiles permettent ainsi d'orienter un faisceau de rayons X, de manière à analyser une partie donnée du corps du patient. Ces pièces mobiles sont susceptibles de se déplacer dans les trois dimensions d'un espace. Ces pièces mobiles sont composées, en général, d'un arceau comportant un tube à rayons X sur une de ses extrémités et un détecteur sur une autre de ses extrémités. Ce tube permet d'émettre un faisceau de rayons X suivant une direction d'émission. Le détecteur est accroché à l'arceau à l'opposée du tube et dans la direction d'émission. Le détecteur ou le tube est relié à un ascenseur linéaire permettant de monter et de descendre verticalement ledit détecteur ou ledit dans la direction d'émission. Toutefois, le volume important de l'ascenseur ne permet pas aux pièces mobiles de l'appareil à rayons X d'occuper toutes les positions possibles autour du patient, lors d'un examen radiologique. Ainsi, les angles d'examen sont restreints par ce volume. De même la vitesse de l'ascenseur ne peut pas dépasser un certain seuil du fait de ce volume. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients de l'état de la technique évoqués précédemment. Pour cela, elle propose un ascenseur rotatif non linéaire et n'ayant pas un mouvement horizontal comme dans l'état de la technique. Il est connu dans un document US 6 742 929 de déplacer le détecteur de manière rotative. Ce déplacement est fait dans le plan du détecteur, autrement dit horizontale. Ce document ne permet pas de descendre verticalement en montée et descente le détecteur ou le tube. En outre, avec ce document l'image visualisée par le praticien n'est plus adéquate au diagnostic car comportant des informations erronées. En effet, le détecteur est déplacé suivant un arc de cercle. De ce fait, le détecteur n'est plus parfaitement aligné au tube à rayons X. Les images fournies par le détecteur ne permettent pas au praticien d'effectuer un bon diagnostic. Pour résoudre ce problème, l'appareil selon l'invention comporte des moyens de compensation apte positionner dans un même alignement le détecteur, le foyer du tube et l'élément observé, lors de la rotation de l'ascenseur. L'utilisation d'un mouvement de montée et de descente rotatif de l'ascenseur à l'intérieur du bras C permet de réduire le volume de l'ascenseur. Cette réduction du volume de l'ascenseur permet d'augmenter les positions qu'occupent les pièces mobiles de l'appareil à rayons X autour du patient, lors d'un examen radiologique. Ceci, augmente les angles d'examen. Ce mouvement rotatif de l'ascenseur permet également d'augmenter la vitesse de l'ascenseur. La présente invention concerne donc un appareil à rayons X comportant : - un tube à rayons X qui émet un faisceau de rayons X suivant une direction d'émission, - un détecteur à rayons X situé de manière opposée à l'émetteur et dans la direction d'émission, - un bras pouvant entrer en rotation autour d'un axe de rotation, le bras assurant un déplacement du tube et du détecteur dans l'espace, - un ascenseur relié au bras et au détecteur ou au tube, l'ascenseur étant apte à monter et à descendre ledit détecteur ou ledit tube dans une direction d'émission du faisceau de rayons X, caractérisé en ce que - l'ascenseur descend et monte ledit détecteur ou ledit tube avec un mouvement rotatif à l'intérieur du bras, - l'appareil comporte un système de compensation apte à garder aligner le tube ou le détecteur relié à l'ascenseur à une ligne d'alignement, lors de la rotation de l'ascenseur, cette ligne d'alignement passant à un point focal du tube à un isocentre de l'appareil et au milieu du détecteur. L'invention peut comporter l'une des caractéristiques suivantes : - le système de compensation comporte : - une came montée sur une extrémité libre de l'ascenseur, - un levier en contact avec un profil de la came, - le levier est en contact avec le détecteur ou le tube relié à l'ascenseur. - la came est une came à profil extérieur. - la came et le levier sont mis en contact de telle sorte qu'ils forment un parallélogramme. - le système de compensation comporte au moins un pantographe ou des pantographes en chaînes. - l'ascenseur est plat. - le bras tourne autour de l'axe de rotation à 360 degrés. - la ligne d'alignement est perpendiculaire à l'axe de rotation, lorsque le bras est à zéro degré. - l'ascenseur est mis en rotation par un moteur électrique ou par une pignonnerie. Brève description des dessins La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à la vue des figures qui l'accompagnent. Ces figures sont données à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Ces figures montrent : - Figure 1 : une représentation dans l'espace d'un appareil à rayons X de type vasculaire, selon l'invention, - Figure 2 : une représentation schématique d'une vue en coupe de l'arceau de l'appareil de type vasculaire, selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une représentation dans l'espace d'un appareil à rayons X, selon l'invention. Plus précisément, cet appareil 10 est un appareil dit de type vasculaire qui comporte notamment un tube 12 à rayons X ainsi qu'un détecteur 13 à rayons X. Ce tube 12 émet un faisceau 14 de rayons X suivant une direction 15 d'émission. Le tube 12 et le détecteur 13 sont tous les deux accrochés aux extrémités, de part et d'autre, d'un bras 16 en forme de C. En effet, le détecteur 13 est accroché au bras 16 à l'opposée du tube 12 et dans la direction 15 d'émission, de manière à recevoir le faisceau 14 de rayons. En outre, le bras 16 est relié à un mât 17 en forme de L à la faveur d'un bras 18 intermédiaire. Un collimateur situé à l'intérieur du détecteur 13 peut permettre d'imprimer une forme au faisceau 14 de rayons X émis par le tube 12. Ainsi, ce collimateur pourra notamment modifier la largeur du faisceau 14. Un lit 19 sur lequel un patient 20 est allongé est fixe et accroché à un bâti 11. Ce lit 19 est placé à l'intérieur du bras 16 en forme de C, de manière à ce que le tube 12 se trouve sous le lit 19 et le détecteur 13 au-dessus du lit 19. Quel que soit l'examen pratiqué, le tube 2 et le détecteur 3 conservent de préférence toujours cette configuration spatiale. Le tube 2 peut dans certains examens se trouver au-dessus de la table d'examen 9 et le détecteur 3 sous la table d'examen 9. Dans ces conditions, après avoir reçu le faisceau 14 qui traverse une partie du corps du patient, le détecteur 13 émet des signaux électriques correspondant à l'intensité des rayons reçus. Ces signaux électriques peuvent ensuite être transmis à un ordinateur 22 par l'intermédiaire de liaisons filaires non représentées. Ces signaux électriques peuvent permettre à cet ordinateur 22 de produire une image correspondant à la partie du corps analysée. Cette image peut être visualisée à l'aide d'un écran de cet ordinateur 22 dans le cadre d'une radioscopie, ou imprimée sur une feuille dans le cadre d'une radiographie. Dans le but de pouvoir étudier chaque partie du corps du patient 20, le faisceau 14 peut être orienté dans une multitude de directions autour du patient. En effet, la position du tube 12 et du détecteur 13 peut être modifiée par un utilisateur. A cette fin, le mât 17 en forme de L, le bras 18 intermédiaire et le bras 16 en forme de C sont tous les trois articulés les uns par rapport aux autres. Plus précisément, le mat 17 en forme de L est articulé autour du sol (assimilable au bâtit 11 fixe) par l'intermédiaire d'un premier moteur 23 creux. Ce moteur 23 permet ainsi au mât 17 de tourner autour d'un axe 24 vertical. En outre, le bras 18 intermédiaire est articulé autour du mât 17 par l'intermédiaire d'un deuxième moteur 26 creux. Ce deuxième moteur 16 permet ainsi au bras 18 intermédiaire de tourner autour d'un axe 27 horizontal qui est perpendiculaire à une face du mât 17. En ce qui concerne le bras 16 en forme de C, il peut coulisser autour d'une liaison 28. Ainsi, le bras 16 peut tourner autour d'un axe 30 qui passe par le centre d'un disque décrit par deux bras en C mis côte à côte. Cet axe 30 est en outre perpendiculaire à l'axe 17 et à l'axe 14 pour la position représentée. En combinant les mouvements de rotation autour des trois axes 24,27 et 30, le faisceau 14 de rayons peut décrire toutes les directions d'émission des rayons X comprises à l'intérieur d'une sphère. Grâce aux moteurs 23 et 26 et à la liaison 28, le faisceau 14 peut donc traverser chaque partie du patient suivant une multitude d'orientations possible. Le détecteur 13 est relié à une extrémité d'un ascenseur 31 permettant de monter et de descendre ledit détecteur 13 dans la direction d'émission 14. L'ascenseur 31 est relié au bras 16. L'appareil à rayons X comporte une motorisation (non représentée) avec un premier point fixé sur le bras 16 C et un second point fixé sur l'ascenseur 31 permettant à ce dernier d'avoir un mouvement rotatif. Cette motorisation étant obtenue par un moteur électrique ou par des pignonneries. L'appareil 10 de rayons X est ici de type vasculaire, il peut être de type mammographique ou radioscopique ou autres. L'appareil 10 de type vasculaire est ici décrit pour un bras 16 en forme de C. Toutefois en variante, ce bras 16 peut posséder d'autres formes, telles qu'une forme en U. En outre, l'ascenseur peut être relié au tube 12. Dans ce cas, le détecteur 13 est directement fixé au bras 16. La figure 2 montre une vue en coupe de l'arceau de l'appareil vasculaire, selon l'invention. Pour qu'un appareil de radiologie comportant un ascenseur rotatif fonctionne correctement, il faut obtenir et maintenir, pour tous les angles d'incidence, un alignement parfait du foyer du tube à rayons X, de l'élément observé et du détecteur avec une bonne précision. Cet impératif géométrique est réalisé dans l'invention à laide d'un système de compensation 33. Ce système de compensation 33 permet de garder aligner le tube 12 ou le détecteur 13 sur une ligne 34 d'alignement passant au point focal à l'isocentre de l'appareil et au milieu du détecteur 13. L'isocentre du tube est un point situé à l'intersection de l'axe central du faisceau et de l'axe du mouvement rotatoire ou cintré du tube 12 à rayons X. Cette ligne 34 d'alignement est perpendiculaire à l'axe 30, lorsque le bras 16 est à zéro degré. Dans un mode de réalisation préféré, le système de compensation 33 comporte une came 35 monté sur une extrémité libre de l'ascenseur. La came 35 est un organe mécanique destiné à transformer le mouvement de rotation de l'ascenseur en mouvement de translation. La came 35 est un cylindre de rayon variable entraîné en rotation par un arbre. Le système de compensation 33 comporte un levier 36 en contact d'une part avec le profil de la came 35. Le levier 36 est en contact d'autre part avec le détecteur 13. Dès que la came 35 est en mouvement, le levier 36, suiveur, est alors mise en mouvement de translation. Dans un mode de réalisation préféré, la came 35 est une came à profil extérieur. Ce type de came permet d'engendrer un effort de poussé. Dans ce cas, lors de la rotation de l'ascenseur, la came 35 pousse le levier qui pousse en retour le détecteur pour l'aligner à la ligne 34 d'alignement. La came 35 et le levier 36 sont mis en contact de telle sorte qu'ils forment un parallélogramme. Cette réalisation de la came 35 et du levier 36 permet de garder le détecteur 13 en position de course mobile. Dans une variante, le système 33 de compensation peut être réalisé par au moins un pantographe ou par des pantographes en chaîne. Ce pantographe est un appareil articulé, basé sur le principe du parallélogramme déformable, utilisé pour déplacer le détecteur 13. Lorsque l'ascenseur est en rotation, il suit un cercle 37. A chaque position de l'ascenseur, illustrée ici par les références 38 à 40, le détecteur 13 est désaligné de la ligne 34 d'alignement d'un angle 41. Le système de compensation 33 de l'invention permet de compenser cet angle 41. Le système de compensation 33 de l'invention est destiné à aligner le détecteur ou le tube, relié à l'ascenseur, à la ligne 34 d'alignement à n'importe quelle position de l'ascenseur dans une sphère. Le système 33 permet la mise en oeuvre d'un ascenseur plat. Le fait de réduire ainsi le volume de l'ascenseur augmente les angles d'examen. En effet, en réduisant le volume de l'ascenseur, ce dernier, même en mouvement, se situe toujours à l'intérieur du bras 16 en C. Ceci permet au bras C de tourner autour de l'axe 30 à 360 degrés, augmentant ainsi les angles d'examens. L'ascenseur rotatif de l'invention est un ascenseur rapide avec moins de bruit par rapport à l'ascenseur linéaire de l'état de la technique. L'ascenseur rotatif de l'invention permet une augmentation de la vitesse linéaire. REVENDICATIONS 1 - Appareil (10) à rayons X comportant - un tube (12) à rayons X qui émet un faisceau (14) de rayons X suivant une direction (15) d'émission, - un détecteur (13) à rayons X situé de manière opposée à l'émetteur et dans la direction d'émission, - un bras (16) pouvant entrer en rotation autour d'un axe (30) de rotation, le bras assurant un déplacement du tube et du détecteur dans l'espace, - un ascenseur (31) relié au bras et au détecteur ou au tube, l'ascenseur étant apte à monter et à descendre ledit détecteur ou ledit tube dans une direction (15) d'émission du faisceau (14) de rayons X, caractérisé en ce que - l'ascenseur descend et monte verticalement ledit détecteur ou ledit tube avec un mouvement rotatif à l'intérieur du bras, - l'appareil comporte un système de compensation (33) apte à garder aligner le tube ou le détecteur relié à l'ascenseur à une ligne (34) d'alignement, lors de la rotation de l'ascenseur, cette ligne d'alignement passant à un point focal du tube à un isocentre de l'appareil et au milieu du détecteur. 2 - Appareil à rayons X selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de compensation comporte : - une came (35) montée sur une extrémité libre de l'ascenseur, - un levier (36) en contact avec un profil de la came, - le levier est en contact avec le détecteur ou le tube relié à l'ascenseur. 3 - Appareil à rayons X selon la revendication 2 caractérisé en ce que la came est une came à profil extérieur. 4 - Appareil à rayons X selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisé en ce que la came et le levier sont mis en contact de telle sorte qu'ils forment un parallélogramme. 5 - Appareil à rayons X selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de compensation comporte au moins un pantographe ou des 35 pantographes en chaînes. 6 - Appareil à rayons X selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'ascenseur est plat. 7 - Appareil à rayons X selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le bras tourne autour de l'axe de rotation à 360 degrés. 8 - Appareil à rayons X selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la ligne d'alignement est perpendiculaire à l'axe de rotation, lorsque le bras est à zéro degré. 9 - Appareil à rayons X selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'ascenseur est mis en rotation par un moteur électrique ou par une pignonnerie.