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Installation à rayons-X.
La présente invention a pour objet une installa- tion à rayons-X comportant un dispositif particulier per- mettant d'augmenter l'intensité du faisceau de rayons-X et un dispositif destiné à être utilisé dans une telle installation.
Pour obtenir une image nette au moyen des rayons-X, il est indispensable dans certains cas que l'intensité des rayons soit plus forte qu'elle ne l'est dans d'autres cas.
Plus cette intensité est forte,plus grande est la dose d'é- nergie rayonnée pour un temps de pose donné . Pour les ra- diographies simples où il s'agit d'objets relativement min- ces, telles qu'une main par exemple, il suffit que la dose
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soit inférieure à celle requise pour la radioscopie des parties du corps humain ou d'objets que les rayona-X tra- versent avec plus de difficulté. Fréquemment, on pourra obtenir un résultat satisfaisant en adaptant le temps de pose aux propriétés de l'objet à irradier. Cependant, on ne peut pas choisir le temps de pose à volonté. Celui-ci peut être limité, par exemple, par l'échauffement du tube à rayons-X ou d'autres appareils. Si les objets à radio- graphier sont mobiles, on ne peut obtenir une image net- te que par une exposition de durée extrêmement courte.
Dans certains cas l'action biologique des rayons sur la texture et d'autres facteurs s'opposent à un temps de po- se prolongé. Quand on ne peut pas atteindre le but cher- ché par une pose prolongée, on peut obtenir un dosage suf- fisant en augmentant l'intensité du faisceau de rayons-X, mais on est alors limité par la capacité de charge et l'a- gencement de l'appareil disponible. Il y a beaucoup d'appa- reils qu'on ne peut utiliser que jusqu'à une intensité déterminée et pour cette raison on peut devoir recourir pour certaines radiographies à un autre appareil de plus forte intensité, ce qui présente presque toujours un grand in- convénient.
L'invention a Pour but de remédier à cet incon- vénient et, comme on verra plus loin, elle est particuliè- rement applicable aux appareils à rayons-X comportant un tube à cathode à incandescence dérivant son courant de dé- charges et de filament d'un seul transformateur ou de plusieurs transformateurs ayant les mêmes points de conne- xion primaires.
Suivant l'invention, on utilise un dispositif par lequel,,au cours des demi-périodes durant lesquelles le courant de décharges circule et exclusivement au cours de
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ces demi-périodes, la tension primaire aux bornes est portée au-delà de la tension fournie par la source de courant.
Ce dispositif peut comporter un transformateur élévateur de tension monté en parallèle avec un redres- seur (muni, le cas échéant, d'une résistance de stabili- sation) et en série avec une impédance, de manière que le redresseur soit parcouru, au cours des demi-périodes dans lesquelles le courant de décharges du tube ne circule pas, par un courant déterminant une chute de potentiel'dans le transformateur d'alimentation du tube à rayons-X.
Les divers organes de ce dispositif peuvent être réunis dans un seul appareil qu'on puisse intercaler dans le conducteur d'alimentation d'un appareil à rayons-X de type connu dont on désire, par exemple, augmenter l'intensité du faisceau de rayons pour pouvoir exécuter des radiographies des poumons. Il contient alors un trans- formateur, par exemple un auto-transformateur, de préfé- rence dérivable, monté en parallèle avec un redresseur(mu- ni, le cas échéant, d'une résistance de stabilisation) et en série avec une impédance. Il contient en outre des organes de connexion pour la source de courant et pour l'installation à rayons-X. Comme redresseur, un tube à décharges à cathode à incandescence et à atmosphère ga- zeuse convient particulièrement bien.
Un enroulement de courant de chauffage pour la cathode à incandescence de ce redresseur peut être prévu sur le transformateur de l'appa- reil.
Il y a lieu de rappeler ici brièvement de quelle manière l'intensité d'un faisceau de rayons-X peut être augmentée. La description qui va suivre ensuite fera bien comprendre l'esprit de l'invention.
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Tout d'abord, on peut augmenter l'intensité en appliquant une tension plus élevée entre les électrodes du tube, mais en général, on seta forcé de renoncer à cette méthode à cause des risques de perforation ou d'autres perturbations qu'elle entraîne.
S'il s'agit d'un tube à rayons-X à cathode à in- candescence, on peut parfois augmenter l'intensité des rayons en augmentant la température du filament. Fré- quemment, cette méthode est, cependant, peu efficace, parce qu'une intensité plus grande du courant causée par l'augmentation de la température de la cathode détermine une chute de potentiel dans le circuit et par suite une diminution de la tension existant entre les électrodes, ce qui a une grande influence sur l'intensité des rayons- X à peu près proportionnelle au carré de cette tension. Cet- te diminution de tension peut supprimer en majeure partie ou même en totalité l'augmentation de l'intensité de l'énergie rayonnée.
L'invention a pour objet une installation permet- tant d'augmenter l'intensité des rayons-X, sans que ces inconvénients se présentent. Cette installation comporte un dispositif par lequel, au cours de la demi-période durant laquelle le courant de décharges circule., et exclu- sivement au cours de cette demi-période, la tension pri- maire aux bornes est portée au-delà de la valeur normale.
Le fait qu'une installation conforme à l'invention permet d'augmenter l'intensité sans risques de perforation en utilisant une tension plus élevée s'explique comme suit.
Dans les installations qui ne sont pas agencées suivant l'in- vention, ces risques se produisent principalement au cours de la demi-période pendant laquelle le tube à rayons-X n'est parcouru par aucun courant, de sorte qu'il n'y a pas de chu- te de potentiel. Suivant l'invention, au cours de cette de=
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mi-période la tension est limitée et au cours de la de- mi-période durant laquelle le tube est parcouru par un courant, la chute de potentiel dans le circuit évite une augmentation trop accentuée de la tension existant entre les électrodes.
La description ci-après faite avec référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre copient ce principe peut être realisé en pratique.
La figure 1 est un schéma de montage d'une instal- lation à rayons-X conforme à l'invention.
La figure 2 représente schématiquement la façon dont les moyens permettant de réaliser l'effet voulu peu- vent être réunis en un seul appareil.
La figure 3 montre une installation à rayons-X com- plète dans laquelle on utilise l'appareil montré sur la figure 2.
Sur la figure 1, un tube à rayons-X 1 est alimenté par un transformateur 2. Le tube est relié au transforma- teur au moyen de deux câbles 3 et 4 dont le premier con- tient deux conducteurs qui sont connectés à la cathode à incandescence, tandis que le second est muni d'un con- ducteur aboutissant à l'anticathode du tube. Une enveloppe métallique du tube isolée par rapport aux électrodes est reliée à la terre, ainsi que le point milieu de l'enroule- ment secondaire du transformateur 2.L'enroulement primaire est alimenté par un réseau à courant alternatif, auquel l'installation peut être reliée au moyen d'une fiche de con- tact 5. Si le commutateur 6 occupe la position de gauche, le transformateur est alimenté directement par le réseau à courant alternatif. Pour mettre en marche l'installation, on met le commutateur 7 sur le contact a.
Le transformateur est ainsi mis en série avec une résistance 8 d'une valeur @
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assez grande pour que le courant établi chauffe la catho- de à incandescence du tube à rayons-X, mais ne suffise pas pour engendrer ses rayons-X. C'est seulement quand on met le commutateur 7 sur le contact b que le courant atteint une valeur suffisante à cet effet. Cette position inter- médiaire est très importante, parce que le filament a besoin de quelque temps pour atteindre la température re- quise et qu'il ne faut pas admettre au tube la pleine ten- sion à une température trop basse de la cathode.
Si le commutateur 6 occupe la position de droite, le transformateur est alimenté à travers un transformateur élévateur de tension 9. Celui-ci peut être du type des au- to-transformateurs et a des dérivations en divers points, de manière à permettre de choisir à volonté différentes valeurs pour la tension secondaire. Le réglage de la tension à une valeur déterminée s'opère au moyen d'un commutateur 10.
Le transformateur 9 est monté en série avec une impédance 11 et en parallèle avec un redresseur 12 muni d'une résis- tance de stabilisation 13. Ce redresseur est un tube à dé- charges à cathode à incandescence à atmosphère gazeuse. La cathode de ce tube recueille son courant de chauffage d'un enroulement auxiliaire 14 du transformateur 9. Le point milieu de cet enroulement est relié à une des extrémités de la partie commune primaire et secondaire du transforma- teur 9,dont l'autre extrémité est reliée à l'anode du tube 12 à travers la résistance de stabilisation 13.
Les divers organes montés entre le transformateur 2 et le réseau à courant alternatif peuvent être réunis dans un appareil dont la figure 2 est une vue en coupe. Une bol- te 21 faite, par exemple, en tôle contient un transforma- teur élévateur 22, ainsi que le redresseur 25. Les raccor- dements mutuels qui passent dans l'appareil ne sont pas montrés sur la figure 2. L'appareil,porte un cordon 24
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dont l'extrémité est munie d'une fiche de contact 25 qui permet de relier l'appareil au réseau à courant al- ternatif. Sur l'autre face, l'appareil contient une prise de courant 26 dans laquelle peut être engagée une fiche 27 d'où un cordon aboutit au transformateur du tube à rayons-X. Un bouton de commande 28 sert à manoeuvrer le commutateur 6 montré sur la figure 1. 29 est un index qui peut se déplacer sur une graduation.
Si cet index est dé- placé d'un certain angle et mis en regard d'un nombre cor- respondant à un temps de pose déterminé, celà a pour ef- fet d'amener en même temps le commutateur 7 montré sur la fig. 1 sur le contact a, de sorte que la cathode à incandes- cence du tube est chauffée préalablement. En appuyant ensui- te sur un bouton 30, on amené le commutateur 7 sur le contact b, ce qui a pour effet de mettre en marche le tube et éga- lement déverrouiller un mouvement d'horlogerie enfermé dans une boite 31. Ce mouvement d'horlogerie commence à marcher, de sorte que l'index 29 est ramené à la position de zéro et aussitôt que celle-ci a été atteinte, le commutateur 7 est ramené automatiquement à la position initiale.
Le temps pendant lequel le circuit est maintenu fermé dépend donc de la position donnée d'avance à l'index 29, de sorte que le temps de pose peut être réglé au préalable d'une manière pré- cise. Toute personne compétente pourra aisément se rendre comp- te de la façon dont on atteint ce but, ce qui dispense de donner une explication complémentaire. L'appareil comporte en outre le bouton de commande 32 qui permet de choisir une des dérivations du transformateur 22. 33 désigne des élé- ments de résistance dans lesquels les résistances 8, 11 et 13, montrées sur la figure 1, sont incorporées.
La figure 3 est une vue en perspective montrant en- tre autres l'appareil représenté sur la figure 2. Cet appareil est désigné .par 41 et est relié d'une part par la fiche 27
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au cordon 3 qui aboutit au transformateur 44 relié par des câbles à haute tension 45 au tube à rayons-X 46. Ce tube est entouré d'une enveloppe métallique à laquelle est relié un support constitué par quatre pieds télesco- piques 47. L'enveloppe est reliée en outre à un moteur électrique 48 muni d'un ventilateur qui permet de refroi- dir le tube à rayons-X s'il y a lieu et qu'on peut mettre en action en y reliant un cordon au moyen d'un prise de courant.
Si le transformateur est relié directement au ré- seau sans intercalation de l'appareil 41, on ne peut pas exécuter des radiographies des poumons au moyen du tube à rayons-X, parce qu'il faut pour cela que le temps de pose soit très court pour obtenir une image nette. Dans ce but, les rayons-doivent avoir une intensité supérieu- re à celle fournie par une installation alimentée direc- tement par la tension du réseau. Grâce à l'intercalation de l'appareil 41, il est cependant possible d'atteindre cette intensité sans nuire au tube ou aux autres organes de l'installation. A cet effet, le bouton 28 doit occu- per la position qui force le commutateur 6 montré sur la figure 1 d'oxcuper la position représentée sur cette fi- gure.
Quand le circuit est fermé, le transformateur 2 atteint, grâce au transformateur élévateur 9, une ten- sion assez élevée pour que l'intensité des rayons-X suf- fise pour prendre des instantanés d'un thorax. Durant la demi-période pendant laquelle la tension de l'anticathode est négative par rapport à la cathode, le redresseur 23 est parcouru par un courant. Ce courant est assez élevé pour déterminer dans la résistance 11, un des éléments de résistance 33, une chute de potentiel qui compense en totalité ou en partie l'augmentation due au transforma- teur élévateur de tension.
On empêche ainsi que durant la demi-période non-active du courant alternatif, pendant
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laquelle n'a lieu pour le reste qu'une faible chute de potentiel dans l'installation, une tension trop élevée soit appliquée au tube, ce qui entrainerait des ris- ques de décharge ou de contournement. Si, par exemple, la tension entre la cathode à incandescence et l'anti- cathode du tube au cours du fonctionnement sans aug- mentation de tension est de 40 Kilovolts au cours des déni-périodes actives du courant alternatif et atteint 50 kilovolts au cours des demi-périodes inverses, l'in- tercalation de l'appareil 41 permet d'augmenter la ten- sion, par exemple, de manière que durant la demi-pério- de active elle atteigne déjà 50 kilovolts.
Si le redres- seur et l'impédance 11 n'étaient pas prévus, la tension serait peut être de 65 à 70 kilovolts au cours de la demi-période inverse. Si l'installation est agencée de manière qu'elle ne puisse pas résister à une surcharge,. c'est à dire, si elle est déterminée de manière que les dimensions et le poids ne soient pas plus grands que ce n'est absolument nécessaire pour un fonctionnement sûr, la tension mentionnée en dernier lieu sera selon toute vraisemblance trop élevée pour pouvoir être supportée par l'installation.
Cependant, dans les demi-périodes non actives la chute de potentiel occasionnée par le redres- seur muni de l'impédance en série du côté primaire, abais- se la tension aux bornes du côté secondaire, de manière à éviter tout risque de décharge ou de contournement et la ramène, par exemple,à 50 kilovolts ou même à une valeur plus basse encore (quoique ceci ne soit pas in- dispensable).
On peut aussi en augmentant l'intensité des rayons au moyen de l'appareil 41, exécuter des radio- graphies d'objets qui, dans le cas où le transformateur est alimenté directement par la tension du réseau, de-
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mandent un temps de pose trop long donnant lieu à un é- chauffement trop accentué.