Brevet FR3060133A1 — publié le 20180615

La présente invention concerne un dispositif de mesure d'une dose radioélectrique sur une surface notamment pour la mesure de la dose radiologique d'un patient au cours d'une opération de radiologie. DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine technique de la mesure des doses radiologiques reçues par un patient au cours d'une ou plusieurs opérations, l'opération pouvant être un simple examen de radiologie ou de scannographie ou encore un traitement radiologique, externe ou interne, ou encore une opération de radiologie interventionnelle. Cette application n'est toutefois pas limitative et le dispositif de mesure pourra être utilisé pour la mesure de doses radiologiques dans d'autres applications et notamment pour le personnel médical des services de radiologie ou encore de manière générale pour les personnels travaillant dans des secteurs à risques radioélectriques et notamment en industrie. ART ANTERIEUR La mesure de la dose radioélectrique reçue par un patient est une donnée médicale très importante d'autant que les applications médicales des rayonnements électromagnétique ou ionisants sont plus nombreuses tant au niveau des applications dans le domaine de l'examen que du traitement ou encore de l'aide lors d'une intervention chirurgicale. A ce jour, une des méthodes utilisées pour évaluer la dose reçue par un patient est de quantifier la dosimétrie moyenne pour un acte de radiologie ou de scanographie donnée et de cumuler les doses estimées pour chaque opération ou acte réalisé sur le patient. Cette méthode approximative ne permet pas d'estimer précisément la dose reçue par le patient, elle ne permet pas non plus de différentier les doses reçues par les différentes parties du corps du patient. Une autre méthode consiste à estimer la dose reçue par le patient en fonction de la dose de rayonnements émise par l'appareil. Là encore la méthode est imprécise, d'une part l'estimation du rayonnement émis est difficile compte 3060133 2 tenu de l'absence de normalisation du calcul pour les différents types d'appareil ionisant et d'autre part, les rayonnements émis par ces appareils ne rendent pas précisément compte des doses reçues par le patient. En effet les doses de rayonnements ionisants ne sont pas toutes reçues 5 par le patient, notamment compte tenu des effets de dispersion, de la position du corps et de la distance par rapport à l'appareil, enfin la durée d'exposition n'est pas mesurable précisément. En plus de cette imprécision, il n'est pas non plus possible, à l'instar de la première méthode, d'identifier précisément les parties du corps exposées ou surexposées par rapport à d'autres parties et 10 notamment au niveau des zones de jonction entre différentes incidences. La conséquence de ce manque de suivi précis des doses reçues par les patients est d'une part le risque de dépasser les doses recommandées pour le patient, et notamment sur des zones irradiées à plusieurs reprises et d'autre part le risque de ne pas pratiquer un examen nécessaire pour éviter de 15 dépasser les doses recommandées alors même que le patient a reçu des doses largement inférieures. Un dispositif de mesure précis de cette dose cumulée en temps réel présenterait un double bénéfice pour le patient, il permettrait de réduire le risque d'apparition des effets secondaires, en guidant le médecin en temps réel dans le choix des incidences des faisceaux d'irradiation en fonction 20 des doses maximales délivrée à la peau du patient, il permettrait en outre d'atteindre l'objectif diagnostique ou thérapeutique recherché par le médecin en évaluant le risque de surexposition du patient à sa juste valeur. OBJET DE L'INVENTION 25 Un premier but de la présente invention est de résoudre tout ou partie des problèmes techniques liés à l'art antérieur précité. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de mesurer précisément la dose reçue par un patient lors d'une opération réalisée sur un patient, 30 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de mesurer la dose reçue par un patient qui ne modifie pas le fonctionnement des appareils ionisants et qui n'a pas d'impact sur la qualité des images ou séquences obtenues par les appareils d'imagerie. 3060133 3 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de déterminer en direct les niveaux de rayonnements reçus par différentes zones du corps du patient. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif 5 permettant une mesure fiable tout en étant à la fois simple d'utilisation et d'installation sur le patient. RESUME DE L'INVENTION 10 La présente invention concerne un dispositif de mesure d'une dose radioélectrique sur une surface notamment pour la mesure de la dose radiologique d'un patient au cours d'une opération de radiologie comportant selon l'invention une matrice avec des capteurs équipés d'antennes radio transparentes aptes à créer un signal électrique correspondant 15 au rayonnement électromagnétique reçu, des moyens de mesure des flux électriques émis par chaque capteur et des moyens de traitement des mesures de flux pour calculer le cumul des doses reçues par des zones prédéterminées de la matrice. 20 DEFINITIONS Le terme « matrice » définit, au sens de la présente invention un support pour les capteurs permettant de maintenir ces derniers entre eux dans un ensemble organisé de manière régulière ou non, ou encore de manière homogène ou non. 25 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple détaillé de réalisation en référence aux figures annexées, fournies à titre d'exemple non limitatif, parmi lesquels : 30 - la figure 1 représente un exemple de réalisation schématique d'un dispositif conforme à l'invention, 3060133 4 la figure 2 représente en vue schématique et en perspective un dispositif selon l'invention disposé sur un patient lors d'une opération de radiologie, 5 - la figure 3 représente une photographie d'un exemple de réalisation d'un capteur radioélectrique, - la figure 4 représente sous forme schématique un exemple de réalisation du capteur radioélectrique. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant à la figure 1, on voit représenté un dispositif de mesure 1, ce dispositif de mesure comporte une matrice 2 avec des capteurs 3, équipés chacun d'une antenne radio-transparente. Le nombre de capteurs 3 dépend 15 notamment de la précision recherchée pour la mesure des rayonnements, de manière avantageuse, les capteurs 3 sont répartis sur la surface de la matrice 2 selon une densité de l'ordre d'un capteur par cm2. Ces capteurs 3 sont aptes à créer un signal électrique correspondant au rayonnement électromagnétique reçu, de cette manière, il est possible de 20 mesurer précisément le rayonnement absorbé par le capteur et le rayonnement transmis vers le corps du patient en contact avec la matrice. La taille et la forme de la matrice 2 sont variables et dépendent de la partie du corps du patient devant être couverte. Par exemple en se reportant à la figure 2, on voit une matrice 2 dont les dimensions permettent la mesure des 25 radiations sensiblement au niveau du tronc d'un patient 4. D'autres formes de matrices 2 seront plus adaptées pour recouvrir les membres inférieurs ou encore la totalité du corps du patient. De manière avantageuse, la matrice 2 est intégrée à un tapis 5, souple et radio transparent. Le tapis 5 est apte à épouser les formes d'un patient. 30 L'avantage d'intégrer la matrice 2 dans un tapis 5 est de pouvoir nettoyer ou laver ce dernier sans risquer d'endommager les capteurs 3. Dans une variante avantageuse, le tapis 5 comprend des moyens de repérage, (non représentés dans les figures annexées) aptes à permettre un 3060133 5 positionnement sur le patient. Par exemple le tapis 5 pourra indiquer un point de positionnement par rapport à l'anatomie du patient, notamment le sternum pour le tronc. De cette manière, il est possible de positionner le tapis 5 intégrant la matrice 2 de la même manière au cours de plusieurs opérations. 5 D'autres moyens de repérage sont également envisageables et par exemple des moyens utilisant des sangles permettant à la fois un placement précis et un maintien du tapis 5 sur le patient 4. En se reportant à la figure 1, on voit représenté des moyens de mesure 6 du flux électrique de chaque capteur 3. Ces moyens de mesure 6 10 comprennent notamment un fluxmètre multi-entrées, ils sont associés à des premiers moyens de transmission 7 pour la transmission des flux en provenance des capteurs 3 et des seconds moyens de transmission 8 vers les moyens de traitement 9 des mesures de flux. Ces moyens de traitement 9 permettent le calcul du cumul des doses reçues par des zones prédéterminées 15 de la matrice 2. En se reportant cette fois à la figure 3, on voit représenté sous forme de photographie un exemple de réalisation d'un capteur 3 avec les premiers moyens de transmission 7. Ce capteur 3 permet de générer un signal correspondant aux radiations 20 reçues, le capteur 3 comprend une antenne 10 associée à un émetteur 11 de type RFID (radio frequency identification device) constituant les premiers moyens de transmission 7. De préférence cette antenne 10 associé à l'émetteur 11 est optimisé pour opérer dans les bandes ISM (industrial, scientific and medical), large bande : 25 Ultra-Hautes Fréquences (860-960 MHz). L'antenne 10 est réalisée dans un matériau polymère et/ou mélange de polymère conductible radio transparent. De préférence on utilisera un mélange de polymère le PEDOT : PSS, un polymère de faible conductivité à savoir un mélange de poly (3,4-éthylènedioxythiophène (PEDOT) et de poly (styrène 30 sulfonate) de sodium (PSS). Après un certain nombre de tests de radio transparence et de tests de dégradation du faisceau traversant le capteur 3, la demanderesse a sélectionné 3060133 6 avantageusement une épaisseur de l'antenne 10 comprise entre 2 et 20 microns, et de préférence entre 5 et 10 microns. Sur la photographie, le polymère est imprimé avec une épaisseur de 6 microns. Le substrat utilisé est du verre d'épaisseur 3 mm, qui a pour permittivité 5 cr = 5.6 et pour facteur de dissipation diélectrique tan b = 0.02. Le substrat de verre n'est donné qu'à titre d'exemple et le PEDOT : PSS peut être déposé sur des substrats flexibles de type plastique (PET), des substrats de l'électronique conventionnelle industrielle (kapton) mais également sur des substrats également biocompatibles (parylène) moyennant un traitement de surface 10 spécifique préalable au dépôt du polymère conducteur. En se reportant cette fois à la figure 4, on voit représenté un capteur 3 sous forme schématique avec ses différentes cotes. De manière avantageuse la hauteur et la largeur de l'antenne 10 sont de l'ordre de 30 à 60mm. La conductivité de l'antenne du PEDOT : PSS est de l'ordre1.5 104 S/m avec une 15 épaisseur d'antenne de l'ordre de 6 microns. Les premiers moyens de transmission 8 permettent ainsi, compte tenu de la géométrie de l'antenne, de la conductivité et de l'épaisseur de dépôt du matériau conducteur, une distance de lecture de l'ordre du mètre. La surface occupée par l'antenne 10 du capteur 3 est très importante au 20 regard de la surface totale du capteur 3, dont certaines parties ne sont pas radios transparentes. De manière avantageuse chaque capteur 3 a une surface radio-transparente au moins égale à 95% de sa surface totale, de manière à ne pas modifier sensiblement l'action des rayons sur le patient et notamment de ne pas affecter sensiblement la qualité de l'image radiologique produite. 25 Les signaux transmis par chaque antenne 10 comportent à la fois l'identification du capteur 3 et donc sa position sur la matrice 2 et un niveau de flux. Les moyens de mesure du flux 6 permettent par conséquent de mesurer un niveau de flux pour un capteur donné. Les données sont ensuite transmises aux moyens de traitement 9 par les seconds moyens de transmission 8. Ces 30 seconds moyens de transmission 8 pourront être réalisés par des moyens de transmission largement connus et notamment par des moyens radioélectriques filaires ou à distance. Dans un autre mode de réalisation, les premiers moyens 3060133 7 de transmission 7 envoient directement les données vers un ensemble constitué d'un fluxmètre (ou équivalent) et des moyens de traitement 9. Les moyens de traitement 9 reçoivent la mesure du flux pour chaque capteur 3, à partir de ces données, les moyens de traitement 9 calculent le 5 cumul des doses reçues par des zones prédéterminées de la matrice pendant l'opération. Ces zones peuvent constituer en la zone de détection d'un capteur 3 ou d'un ensemble de capteurs 3. De manière avantageuse, les moyens de traitement 9 comportent des moyens d'affichage 12 sous forme de carte des niveaux de cumul de doses par 10 zones de la matrice 2. L'affichage en temps réel permet au praticien de réagir très rapidement en fonction des données affichées, éventuellement pour stopper le faisceau ou ajuster la puissance ou la direction de ce dernier. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de traitement 9 comportent en outre des moyens de stockage des mesures de flux permettant 15 d'effectuer un cumul des doses sur au moins deux opérations de radiologie. Dans un autre mode de réalisation, la matrice comporte plusieurs couches de capteurs 3, superposés ou non et les moyens de traitement 9 permettent de réaliser un calcul des doses non pas en surface mais en volume, en reconstituant le volume à partir des différentes couches de capteur 3. 20 Le dispositif de mesure 1 tel que décrit plus haut constitue ainsi une solution performante pour la mesure des doses reçues par un patient permettant au praticien d'ajuster précisément les doses délivrées au patient en préservant ce dernier des risques d'une surexposition. Bien entendu, d'autres caractéristiques de l'invention auraient également pu 25 être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. A titre d'exemple, dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de traitement comportent des moyens d'alerte de dépassement d'au moins un seuil de radiation par zone prédéterminée de la matrice. 30