EP4216823A1 - Ensemble de radiologie et procede d'alignement d'un tel ensemble - Google Patents

Ensemble de radiologie et procede d'alignement d'un tel ensemble

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Publication number
EP4216823A1
EP4216823A1 EP21777803.4A EP21777803A EP4216823A1 EP 4216823 A1 EP4216823 A1 EP 4216823A1 EP 21777803 A EP21777803 A EP 21777803A EP 4216823 A1 EP4216823 A1 EP 4216823A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
main direction
emission
electromagnetic field
emitter
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21777803.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabien VERMONT
Olivier SOSNICKI
Patrick Meneroud
Bruno Commere
Laurent CHEVALLIER
Guillaume JOLY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trixell SAS
Original Assignee
Trixell SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trixell SAS filed Critical Trixell SAS
Publication of EP4216823A1 publication Critical patent/EP4216823A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/587—Alignment of source unit to detector unit
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45169—Medical, rontgen, x ray

Definitions

  • the invention relates to a radiology assembly and more specifically the alignment of two elements of the radiology assembly, namely the plane sensor with respect to the X-ray beam generator tube.
  • the invention also relates to a method alignment of such a radiology set.
  • the invention lies in the field of radiology (for example medical or veterinary) but is not limited to this field.
  • the invention finds potential application in the fields of security and industrial control.
  • the invention can also be applied to other fields where it is necessary to align a point source of radiation with a flat sensor, for example in the field of infrared imaging.
  • the invention is presented in a case of application to a radiology set. Nevertheless, the invention can find application in other fields requiring good positioning of two elements relative to each other.
  • a radiology set consists of two elements: a tube generating an X-ray beam and a flat radiographic image sensor.
  • the set is intended mainly for taking X-ray images of patients in a hospital environment.
  • a patient, for whom an X-ray is to be taken, is placed between the tube generating an X-ray beam and the plane sensor.
  • the two elements must therefore be well positioned relative to each other, so that all the X-rays emitted by the tube generating the X-ray beam are captured by the flat panel detector.
  • the alignment must be done before the X-rays are emitted by the tube generating the X-ray beam.
  • the goal is to avoid over-irradiating the patient with X-rays arriving outside the sensor while having a good picture quality.
  • the X-ray beam generator tube is aligned manually by an operator in front of the plane sensor.
  • the alignment is done in translation and in rotation.
  • the alignment is generally done when the patient is in place, that is to say positioned between the tube generating the X-ray beam and the flat sensor.
  • the flat sensor is hidden. We can cite for example the case where the flat sensor is placed under a patient for an X-ray of the abdomen or the pelvis. We can also cite the case where the flat sensor is placed under a sheet, under a stretcher or even in an incubator. It is therefore, in this case, very difficult for the operator to align the tube generating the X-ray beam with respect to the plane sensor.
  • the environment of the plane sensor can be of several types.
  • the environment may in particular be a hospital bed or a stretcher with metal frames or an incubator for premature babies.
  • the environment of the collector can therefore constitute an additional hindrance for the correct positioning of the generator tube in relation to the flat collector.
  • the alignment of the first element with respect to the second element comprises a correction of several defects: centering defect (the X-ray beam is not centered on the flat sensor), orientation defect (the X-ray beam X is badly oriented with respect to the plane of the flat sensor) and lack of perpendicularity (the X-ray beam does not arrive perpendicularly on the flat sensor).
  • centering defect the X-ray beam is not centered on the flat sensor
  • orientation defect the X-ray beam X is badly oriented with respect to the plane of the flat sensor
  • lack of perpendicularity the X-ray beam does not arrive perpendicularly on the flat sensor.
  • the lack of squareness is critical when an anti-scatter grid is used to produce the image. The grid is then placed on the flat collector. The X-rays, to be able to be detected by the flat sensor, must arrive on the sensor perpendicular to the flat sensor. The angular tolerance with respect to perpendicularity is small (only a few degrees).
  • the alignment can also be done by means of acoustic wave beams.
  • the patient can mask all or part of the flat sensor.
  • the presence of the patient can locally attenuate the acoustic waves and thus distort the distance measurement between the flat panel detector and the X-ray beam generator tube.
  • US patent 10080542 describes a method of providing information for aligning an X-ray beam generator tube and a detector of a mobile X-ray apparatus from orientation sensors of a position absolute value of the X-ray beam generator tube and the detector.
  • a single magnetic field is generated at the level of the X-ray beam generator tube along an axis passing through the X-ray beam generator tube and the detector in order to be evaluated, using sensors, at the level of the detector.
  • the relative orientation information in rotation is calculated by difference between the absolute orientations of the X-ray beam generator tube and the detector.
  • the relative positioning in translation is done by comparing the values of the measured components of the magnetic field with those prerecorded.
  • a dental radiology system uses several electromagnetic field emitters placed in the same plane and a or two electromagnetic field receivers able to receive the electromagnetic fields emitted by the transmitters.
  • the use of two receivers makes it possible to determine the angular orientation of the sensor but does not give any precision on the angle of one element with respect to the other (generator tube with respect to the plane sensor).
  • the positioning of the emitters in the same plane gives mediocre precision on the location of the plane sensor with respect to the generator tube.
  • dental radiology covers a relatively short distance between the generator tube and the sensor (20 to 30 cm) compared to the distance between the generator tube and the sensor in the field of medical radiology (rather of the order 1 to 2 m).
  • the invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by proposing a radiology assembly with several electromagnetic field transmitters, integral with the tube generating the X-ray beam, which are positioned in separate planes and several sensors of electromagnetic fields positioned on the plane sensor receiving the X-rays.
  • This assembly makes it possible to know without ambiguity the position of the plane sensor in space and therefore to know its position relative to the tube generating the X-ray beam, and so to align and position the generator tube with respect to the flat collector.
  • the invention is based on a perpendicular alignment of the plane sensor with respect to the tube generating the X-ray beam and then a centering around the main direction of emission of the X-rays.
  • the invention relates to a radiology assembly comprising:
  • a flat sensor extending along a plane defined by a first direction and by a second direction, substantially perpendicular to the main direction of X-ray emission, intended to receive the X-rays, characterized in that it comprises:
  • a first emitter interrupted in two electromagnetic field emitter parts arranged so as to emit a first electromagnetic field in a main direction substantially perpendicular to the main direction of emission, each of the two emitter parts of the interrupted emitter being positioned on either side of the X-ray beam
  • a second emitter interrupted in two electromagnetic field emitter parts arranged so as to emit a second electromagnetic field in a main direction substantially perpendicular to the main direction of emission and secant to the main direction of the first electromagnetic field, each of the two parts of the interrupted emitter being positioned on either side of the X-ray beam
  • the so-called plane emitter being a coil composed of turns, the said plane emitter being arranged so as to emit a third electromagnetic field in a main direction substantially parallel to the main direction of emission of the beam of X-rays, the turns being crossed by the main direction of emission,
  • electromagnetic field sensors integral with the plane sensor, capable of detecting the first, second and third electromagnetic fields emitted alternately in their main direction by the first transmitter, the second transmitter and the so-called plane transmitter and generating a first, second, third electrical signal according to the electromagnetic fields detected,
  • - a means for processing the first, second and third electrical signals intended to determine an alignment angle between the main direction of emission and a normal of the plane sensor, to determine a first centering error between the main direction of emission of the first electromagnetic field and the first direction of the flat sensor, in determining a second centering error between the main direction of emission of the second electromagnetic field and the second direction of the flat sensor.
  • - a means for correcting the angle of alignment by applying a first corrective movement to the generator tube and the first and second centering errors by applying the first corrective movement and/or a second corrective movement to the tube generator.
  • the processing means comprises means for distinguishing the electrical signals generated.
  • the means for processing the first, second and third electrical signals comprises an estimator of an orientation angle between the main direction of the first electromagnetic field and the first direction of the flat sensor.
  • each of the two emitter parts of the first and second interrupted emitter comprises at least one turn and the main direction of emission of the X-ray beam is positioned between the at least one turn of the first and second transmitter interrupted.
  • the so-called flat emitter comprises at least one turn through which the main direction of emission of the X-ray beam passes.
  • the two emitter parts of the first and second interrupted emitter and the so-called flat emitter are flat coils.
  • the first corrective movement is a rotation of the generator tube in one of the main directions and/or a rotation of the generator tube in the main emission direction and in which the second corrective movement is a translation of the generator tube along one of the main directions.
  • the flat sensor comprises at least one inclinometer.
  • the processing means and the correction means are mechanically linked to the plane sensor.
  • the processing means and the correction means are mechanically linked to the generator tube.
  • the method first comprises a calibration step intended to calibrate the electrical signal according to predetermined positions of the generator tube and of the plane sensor.
  • the emission by the transmitters of the electromagnetic fields comprises a step of powering the transmitters, and in that the powering of the transmitters takes place at different times or simultaneously at different frequencies. or simultaneously in phase shift so as to differentiate the electromagnetic fields emitted.
  • the method comprises a step of evaluating the angle of orientation between the main direction of the first electromagnetic field and the first direction of the flat sensor following the step of correcting of the centering error and comprising a step of correcting the angle orientation between the main direction of the first electromagnetic field and the first direction of the flat sensor following the step of evaluating the angle of orientation.
  • figure 1 represents an embodiment of a radiology assembly according to the invention
  • figure 2 represents an example of arrangement of the electromagnetic field emitters according to the invention
  • Figure 3 shows an example of a support for electromagnetic field emitters
  • Figure 4 shows a sectional view of a radiology assembly according to the invention
  • FIG. 5 schematically represents the steps of an alignment method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a radiology assembly 10 according to the invention.
  • the radiology assembly 10 comprises a tube 11 generating an X-ray beam 12 centered around a main direction 13 of emission.
  • the radiology assembly 10 comprises a plane sensor 14, extending along a plane, defined by a first direction D1 and by a second direction D2, substantially perpendicular to the main direction 13 of emission.
  • the plane sensor 14 is intended to receive the X-rays 12.
  • the radiology assembly comprises a first transmitter 15 interrupted in two parts of the transmitter 20, 21 of the electromagnetic field arranged so as to emit a first electromagnetic field along a main direction 18 substantially perpendicular to the main direction 13 of emission, each of the two emitter parts 20, 21 of the interrupted emitter 15 being positioned on either side of the X-ray beam 12.
  • the interrupted transmitter 15 is secured to the generator tube 11 of the X-ray beam 12. In this configuration, the position of the tube 11 generating the X-ray beam 12 can be deduced from the main direction of the electromagnetic field emitted by the interrupted emitter 15.
  • the radiology assembly may comprise a second interrupted transmitter 16 in two electromagnetic field transmitter parts 22, 23, arranged so as to emit a second electromagnetic field in a main direction substantially perpendicular to the main direction 13 of emission and secant to the main direction of the first electromagnetic field, each of the two emitter parts 22, 23 of the interrupted emitter 16 being positioned on either side of the X-ray beam 12.
  • each interrupted emitter (for example 15) can be considered to be a pair of emitters 20, 21 whose main faces are parallel to each other, each of the emitters being located on either side of the beam of x-rays 12.
  • the pair of emitters 20, 21 (likewise for 22, 23) is equivalent to a virtual emitter which would be located between the two emitters 20, 21, in the beam of x-rays 12.
  • the electromagnetic field emitted is equivalent to the electromagnetic field which would be emitted by the equivalent virtual emitter.
  • This arrangement has the advantage of not obscuring the X-rays since the pair of emitters are located on either side of the X-ray beam 12 and not in their beam.
  • this layout of the transmitters has the advantage of not damaging the transmitters. Indeed, an equivalent emitter placed in the X-ray beam would be damaged by the X-rays during its use. In the case of our invention, the emitters are not subjected to X-radiation and are therefore preserved from the point of view of the resistance of the materials.
  • the radiology assembly 10 may further comprise a so-called planar electromagnetic field transmitter 24 arranged so as to emit a third electromagnetic field in a main direction 9 substantially parallel to the main direction 13 of emission.
  • the so-called planar emitter 24 makes it possible to have an electromagnetic field parallel to the main direction 13 of emission.
  • the arrangement of the transmitters as shown in Figure 1 allows to have electromagnetic fields whose main directions are according to three different axes perpendicular to each other. Since the transmitters are integral with the generator tube 11 of the X-ray beam 12, the electromagnetic fields along the three axes make it possible to determine certain angular information making it possible to compare the different positions of the generator tube 11 and of the plane sensor 14. It can be noted that the three axes are not necessarily perpendicular to each other.
  • the directions 18 and 19 can be secant and form any angle (between them and with the main direction 13 of emission).
  • the relative position of generator tube 11 with respect to plane sensor 14 can also be determined.
  • the frequency of the first, second and third electromagnetic fields is subject to two constraints:
  • the frequency of the first, second and third electromagnetic field can be a frequency between 100 Hz and 10 kHz.
  • first, second and third electromagnetic fields are emitted successively and according to fixed and different orientations so as to avoid obtaining a rotating field and to avoid any interaction between the first, second and third electromagnetic fields.
  • the three directions, preferably perpendicular, are addressed successively and independently with a field of fixed frequency, orientation and amplitude for a defined duration.
  • the radiology assembly 10 comprises four sensors 29, 30, 31, 32 of the electromagnetic field.
  • the four sensors 29, 30, 31, 32 can be integrated into the plane sensor 14.
  • the sensors 29, 30, 31, 32 are intended to detect the electromagnetic fields emitted by the interrupted transmitters 15 and 16 and by the so-called plane transmitter. 24 and generate an electric signal according to the fields electromagnetic detected.
  • the radiology assembly may comprise less than four or more than four electromagnetic field sensors.
  • the sensors 29, 30, 31, 32 are integrated into the plane sensor 14. They are installed so that they do not disturb the acquisition of the radiological image. They are for example placed at the rear of the radiological image detection elements with respect to the X-ray entry face. the relative position of the generator tube 11 with respect to the plane sensor 14 is necessary. If, on the other hand, they have perfectly symmetrical positions with respect to the center of the plane sensor, perfect centering with respect to the generator tube 11 of the X-ray beam 12 is obtained when the sensors 29, 30, 21, 32 have a signal perfectly balance.
  • the radiology assembly 10 comprises means 17 for processing the first, second, third electrical signal. Furthermore, the processing means 17 comprises a computer able to determine an alignment angle between the main direction 13 of emission and a normal N1 of the plane sensor 14. The processing means 17 also comprises a computer able and to determine a first centering error between the main direction 18 of emission of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14 and a second centering error between the main direction 19 of the second electromagnetic field and the second direction D2 of the plane sensor 14.
  • the particularity of the radiology assembly according to the invention resides in its mode of alignment.
  • the invention performs an alignment between the normal N1 of the flat sensor and the main direction 13 of emission of the X-rays, then a centering of the plane sensor around the normal N1, then merged with the main direction 13 of X-ray emission.
  • the processing means 17 also includes an estimator of an orientation angle between the main direction 18 of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14. Furthermore, in order to ensure the robustness of the radiology assembly 10, the processing means 17 comprises means for distinguishing the electrical signals generated. Indeed, each electrical signal generated inducing a correction, it is necessary to clearly target which electrical signal is picked up at the level of the sensors 29, 30, 31, 32 of the plane sensor 14.
  • the radiology assembly 10 also includes means 171 for correcting the alignment angle and the first and second centering errors. More specifically, upon receipt of the alignment angle and the first and second centering errors from the processing means 17, the correction means 171 acts, in the case of a correction of the alignment angle , via a first corrective movement on the generator tube 11 and acts, for the case of a correction of the first and/or second centering error, via the first corrective movement and/or a second corrective movement on the generator tube 11 .
  • the first corrective movement is a rotation of the generator tube 11 in one of the main directions 18 and 19 of the first and second electromagnetic field or a rotation of the generator tube 11 in the main direction 13 of emission.
  • the second corrective movement is a translation of the generator tube 11 along one of the main directions 18 and 19 of the first and second electromagnetic field. Both the first corrective movement and the second corrective movement can be done manually or be automated in connection with the correction means 171 .
  • the correction means 171 is capable of correcting the angle of orientation between the main direction 18 of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14 by applying the first corrective movement to the generator tube 11 .
  • the evaluation and correction of the orientation angle remains optional vis-à-vis the evaluation and correction of the alignment angle and the centering error.
  • the orientation angle is then necessarily close to zero degrees. This orientation angle is therefore a measurement making it possible to confirm the correct alignment and the correct centering of the generating tube 11 of an X-ray beam 12 and of the flat sensor 14.
  • processing means 17 and the correction means 171 are, in a preferred embodiment, mechanically linked to the plane sensor 14. Nevertheless, the processing means 17 and the correction means 171 can also be mechanically linked. to the generator tube 11 .
  • the typical working distance is large enough for the magnetic field measured at the level of the receiver (i.e. the plane sensor 14 in our case) to be considered as coming from a magnetic dipole of moment M.
  • p0 is a fundamental constant, called vacuum magnetic permeability
  • r is the distance between the emitting source and the point M and 0 is the alignment angle in the vicinity of the alignment.
  • the first interaction is described in that a translation along the main direction 18 of the first electromagnetic field between the detector (the plane sensor 14) and the emitting source (the generator tube 11) along the main direction 18 of the first electromagnetic field involves a rotation of the field measured at the level of the detector (the plane sensor 14) similar and opposite to the application of a rotation along the main direction 19 of the second electromagnetic field between the detector (the plane sensor 14) and the emitting source (the generator tube 11 ).
  • the interaction is resolved by using an inclinometer at the level of the detector (the plane sensor 14) to evaluate the alignment with respect to the emitting source (the generator tube 11). Knowing the alignment angle makes it possible to apply a relative rotation between the detector (the plane sensor 14) and the emitting source (the generator tube 11) in order to obtain an alignment between the plane sensor 14 and the generator tube 11 .
  • the angle measured at the level of the fields comes only from the displacements respectively linked to the first centering error along the main direction 18 and to the second centering error along the main direction 19.
  • the distance, along the main direction 13 of emission, of positioning of the detector (the plane sensor 14) vis-à-vis the emitting source (the generator tube 11) when the two are aligned is not a quantity to be fixed at a precise value. This distance must simply be between a minimum value and a maximum value which are characteristic of the anti-scattering grid. This value can however be estimated by measuring the module of the electromagnetic field at the center of the detector (plane sensor 14) by averaging the values measured on the sensors 29, 30, 31, 32 and by correlating it with a calibration of the module of the induction as a function of the distance between the detector (the plane sensor 14) and the emitting source (the generator tube 11).
  • FIG. 2 represents an example of arrangement of the emitters 15 and 16 of the electromagnetic field according to the invention.
  • the radiology assembly comprises two interrupted emitters 15, 16 in two parts of emitters 20, 21 and 22, 23 of electromagnetic field.
  • the first transmitter 15 interrupted in two parts of the electromagnetic field transmitter 20, 21 is arranged so as to emit a first electromagnetic field in a main direction 18 substantially perpendicular to the main direction 13 of emission.
  • Each of the two emitter parts 20, 21 of the interrupted emitter 15 is positioned on either side of the X-ray beam 12.
  • the second interrupted emitter 16 in two emitter parts 22, 23 of field electromagnetic is arranged to emit a second electromagnetic field in a main direction 19 substantially perpendicular to the main direction 13 of emission and substantially perpendicular to the main direction 18 of the first electromagnetic field.
  • Each of the two emitter parts 22, 23 of the interrupted emitter 16 is positioned on either side of the X-ray beam 12.
  • the interrupted emitters 15 and 16 and the so-called plane emitter 24 can be, for example, coils or solenoids. More specifically, each of the two emitter parts 20, 21 of the interrupted emitter 15 and each of the two emitter parts 22, 23 of the interrupted emitter 16 comprises at least one turn in which a current can flow. And, in this way, the so-called plane 24 emitter comprises at least one turn in which a current can flow.
  • a surface 120 of the emitter part 20 is substantially parallel to a surface 121 of the emitter part 21.
  • the electromagnetic field emitted by the interrupted emitter 15 has a main direction 18 perpendicular to the surfaces 120 and 121.
  • a surface 122 of the emitter part 22 is substantially parallel to a surface 123 of the part of emitters 23.
  • the electromagnetic field emitted by the interrupted emitter 16 has a main direction 19 perpendicular to the surfaces 122 and 123.
  • the surfaces 120 and 121 are perpendicular to the surfaces 122 and 123.
  • the main directions 18 and 19 are then substantially perpendicular to each other.
  • This arrangement is particularly advantageous if the generator tube 11 of the X-ray beam 12 has a square-shaped emission flux.
  • the flow of X-rays 12 is emitted along the main direction 13 of emission, between the surfaces 120, 121, 122, 123, without intersecting the emitters 15, 16 (and therefore without damaging them), without being obscured since the emitters 15, 16 are not located in the X-ray flux 12.
  • This configuration of the interrupted emitters 15 and 16 makes it possible to observe that the main direction 13 of emission of the X-ray beam 12 is positioned between the at least one turn of the interrupted emitter 15 and of the interrupted emitter 16 and makes it possible to ensure that each of the pairs of emitters 20, 21 and 22, 23, whose respective surfaces 120, 121 and 122, 123 are parallel to each other, is equivalent to a virtual emitter located at the center of the surfaces 120, 121, 122, 123 of the emitters 15, 16, at the level of the main direction 13 of X-ray emission, whereas it would be impossible to place a single emitter in the center since the center is occupied by the X-ray beam.
  • the transmitters can emit, in an off-centered position, an electromagnetic field equivalent to an electromagnetic field emitted in a centered position, without obscuring the X-rays emitted by the generator tube 11 .
  • the at least one turn of the interrupted emitters 15 and 16 as well as of the so-called planar emitter 24 can be of square shape or of rectangular shape or else of circular shape.
  • a surface represented by the turn of the emitter called plane 24 can be interpreted as the surface 124 of the emitter called plane 24.
  • This surface 124 of the emitter called plane 24 is substantially perpendicular to the surfaces 120, 121, 122, 123.
  • the flow of X-rays 12 can pass through the so-called plane emitter 24 at the level of the turn. The flow of X-rays 12 is not obscured by the so-called plane emitter 24 because it passes through it through the turn(s).
  • the arrangement of the transmitters as shown in Figure 2 allows to have electromagnetic fields whose main directions are along three different axes perpendicular to each other.
  • the interrupted transmitters 15 and 16 as well as the so-called plane transmitter 24 being integral with the generator tube 11 of the beam of X-rays 12, the electromagnetic fields along the three axes make it possible to determine certain angular information such as the alignment angle, the first and second centering errors or even the angle of orientation of the tube generator 11 of the X-ray beam 12 with respect to flat collector 14.
  • the three axes are not necessarily mutually perpendicular.
  • the directions 18 and 19 can be secant and form any angle (between them and with the main direction 13 of emission). More broadly, the electromagnetic fields along the three axes make it possible to determine the position of the generator tube 11 of the X-ray beam 12 with respect to the plane sensor 14.
  • the transmitters are three in number (15, 16, 24, i.e. 4 parts of transmitters 20, 21, 22, 23 and one transmitter 24) and positioned so as to form a rectangular parallelepiped. Nevertheless, it is quite possible to have more than three emitters, each one being positioned on a face of a polyhedron whose number of faces would correspond to the number of parts of emitters and emitters used. A greater number of emitters adds to the precision of the evaluation of the angle of alignment, of the first and second centering errors and, optionally, of the angle of orientation of the generator tube 11 with respect to the plane sensor 14. Nevertheless, this greater number generates higher production costs and greater signal processing complexity. Three transmitters as in figure 2 represent a very good compromise between precision of the evaluation of angular information and complexity of signal processing.
  • Figure 3 shows an example of a support 39 of the electromagnetic field emitters.
  • the support 39 has faces 40, 41, 42, 43, 44 substantially perpendicular to each other.
  • the face 42 has a groove 45 able to receive the transmitter part 22.
  • the face 44 has a groove 46 able to receive the transmitter 24. It is the same for each of the faces.
  • the support 39 comprises an intermediate element 47, substantially perpendicular to the faces 40, 41, 42, 43 and substantially parallel to the face 44.
  • the intermediate element 47 is a fixing means making it possible to secure the support 39 (and therefore the transmitters 15, 16, 24) of the generator tube 11 of the X-ray beam 12.
  • the support 39 then has another three-dimensional geometric shape having flat faces, each having a groove arranged to accommodate an emitter.
  • the transmitters are made on a printed circuit board.
  • flat coils can be fixed on the faces of a collimator, acting as a rigid and movable framing structure of the generator tube 11 of the X-ray beam 12.
  • the two emitter parts 20, 21 and 22 , 23 of the first and second interrupted transmitter 15 and 16 and the so-called plane transmitter 24 are flat coils, thus reducing the overall size of the system.
  • the flat coils replace the faces of the collimator or be directly integrated into the collimator.
  • the surfaces two by two parallel to each other (120 and 121, 122 and 123) and the placement of the transmitters in the grooves provided for this purpose mean that the left and right turns (Faces 42 and 43) and / or front and rear (faces 40 and 41) very symmetrical allow to have a magnetic field perfectly centered on the center of the geometric shape without hindering the passage of X-rays. It is not necessary to have several windings in the grooves at the level of the side faces, the lower winding, that is to say that at the level of the face 44 in the groove 46 being sufficient for symmetry.
  • each interrupted emitter (15, 16) is interrupted into two electromagnetic field emitter parts (20, 21; 22, 23) configured to generate an electromagnetic field perfectly centered between the two faces that the parts of issuer constitute.
  • the two emitter parts each have a surface, their two surfaces are parallel to each other.
  • FIG. 4 shows a sectional view of the radiology assembly 10 according to the invention.
  • the sensors 29, 30, 31, 32 are integrated into the plane sensor 14. They are installed so that they do not disturb the acquisition of the radiological image. They are for example placed at the rear of the radiological image detection elements with respect to the X-ray entry face.
  • the electromagnetic field sensors 29, 30, 31, 32 can be, for example, coils, magnetometers, magnetoresistors, anisotropic magnetoresistors, magneto-transistors, magneto-diodes, flux gates or effect sensors.
  • the plane sensor 14, as well as the generator tube 11 of the X-ray beam 12 can comprise at least one inclinometer.
  • inclinometers placed at the level of the generator tube 11 and at the level of the plane sensor 14 make it possible to evaluate the acceleration of gravity on the emission part, that is to say at the level of the generator tube 11, and on the reception part, at the level of the plane sensor 14.
  • This acceleration which gives an absolute vector and, normally, identical for the transmission and reception parts must then be projected in a different way according to the observable deviation from the alignment, the centering and the orientation of the generator tube 11 with respect to the flat sensor 14.
  • the absolute vector of the generator tube 11 is collinear with the absolute vector of the flat sensor 14.
  • the angle formed between the absolute vector of the generator tube 11 and the absolute vector of the plane sensor 14 corresponds to an inclination between the plane formed by the main directions 15 and 16 of the generator tube 11 and the plane formed by the first direction D1 and by the second direction D2 of the flat sensor 14 and therefore to a misalignment between the generator tube 11 and the flat sensor 14.
  • Each of the electromagnetic field sensors 29, 30, 31, 32 may comprise an electronic amplification and filter circuit (not shown in the figure) intended to process the electrical signal generated by each of the sensors 29, 30, 31 , 32.
  • Each sensor 29, 30, 31, 32 detects an electromagnetic field and generates an electric signal depending on the amplitude of the detected electromagnetic field. The electrical signal generated is processed by the electronic amplification and filter circuit.
  • each sensor 29, 30, 31, 32 can generate one or more pieces of information. If the sensor is single-axis, it generates a single piece of information. If the sensor is multi-axis, it generates several information. The use of multi-axis sensors makes it possible to know the amplitude of the electromagnetic field as well as its orientation.
  • the sensors are single-axis sensors, twelve pieces of information are available for a given position of the plane sensor 14. If the sensors are tri-axis sensors, then thirty-six items of information are available.
  • the detected signals are digitized and transmitted to the computer of the processing means 17, represented in FIG. 1, which processes the angular information such as the angle of inclination, the first and second centering error or even the angle of orientation of the flat sensor 14 with respect to the generator tube 11 of the X-ray beam 12.
  • the information from the sensors 29, 30, 31, 32 is then transmitted in digital form. They can thus pass either by wired link or by wireless link.
  • FIG. 5 schematically represents the steps of an alignment method according to the invention.
  • the method for aligning a radiology assembly 10 according to the invention comprises the following steps:
  • step 102 Emission by the so-called plane transmitter of a third electromagnetic field (step 102) in a main direction 9 substantially parallel to the main direction 13 of emission,
  • step 130 Evaluation of the alignment angle (step 130) between the main direction 13 of emission and a normal of the plane sensor 14,
  • step 131 Fixed alignment angle (step 131 ) between main direction 13 transmission and a normal N1 of the plane sensor 14 by application of the first corrective movement
  • step 141 Correction of the first and of the second centering error (step 141 ) by applying the first corrective movement and/or the second corrective movement.
  • the processing means 17 must include means for distinguishing the electrical signals generated according to the first, second and third electromagnetic field detected.
  • the step 130 of evaluating the angle of alignment between the main direction 13 of emission and the normal of the plane sensor 14 is done by means of a processing of the first, second and third electrical signals at the using, for example, the electronic amplification and filtering circuit mentioned above.
  • the alignment angle is evaluated and analyzed in order to better know the difference in alignment between the generator tube 11 and the plane sensor 14.
  • the angle of alignment makes it possible to highlight a parallelism between the plane formed by the main directions 18 and 19 of the first and second electromagnetic fields at the level of the generator tube 11 and the plane formed by the first and the second direction D1 and D2 of the plane sensor 14.
  • step 131 of correcting the angle of alignment makes it possible to obtain parallelism between the plane of the generator tube 11 perpendicular to the X-ray beam 13 and the plane of the plane sensor 14 stated above.
  • the first corrective movement is applied so as to obtain a rotation according to one of the main directions 18, 19 of the first or second electromagnetic field. In this way, it is ensured to have the X-ray beam 12 well aligned in front of the flat sensor 14 and to avoid irradiating outside the flat sensor 14.
  • the step 140 of evaluating the first centering error between the main direction 18 of emission of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14 and the second centering error between the main direction 19 of emission of the second electromagnetic field in the second direction D2 of the plane sensor 14 takes place by means of a processing of the first, second and third electrical signals using, for example, the electronic amplification circuit and filtering mentioned above.
  • the evaluation and analysis of the first and second centering error makes it possible to highlight a potential lack of centering between the generator tube 11 and the flat sensor 14. This then results in irradiation of the X-ray beam 12 outside of the zone of the plane sensor 14, which is not optimal.
  • the step 141 of correcting the first centering error and the second centering error then makes it possible to reframe the generator tube 11 with respect to the plane sensor 14.
  • the generator tube 11 undergoes a rotation along the main direction 13 of emission until the main direction 18 of the first electromagnetic field of the generator tube 11 is parallel to the first direction D1 of the plane sensor 14 and until the main direction 19 of the second field electromagnetic is parallel to the second direction D2 of the plane sensor 14 by application of the first corrective movement.
  • the plane formed by the main directions 18 and 19 of the first and second electromagnetic fields at the level of the generator tube 11 and the plane formed by the first and the second direction D1 and D2 of the plane sensor 14 are then collinear.
  • the generator tube 11 undergoes a translation along the main direction 18 of the first electromagnetic field and/or along the main direction 19 of the second electromagnetic field by the application of the second corrective movement until the projection of the main direction 18 of the first electromagnetic field and of the main direction 19 of the second electromagnetic field on the plane formed by the first direction D1 and the second direction D2 of the plane sensor 14 are respectively the first direction D1 and the second direction D2 of the plane sensor 14 .
  • the generator tube 11 is aligned with the plane sensor 14, which optimizes the irradiation.
  • the alignment method according to the invention may include a calibration step 150 beforehand intended to calibrate the electrical signal according to predetermined positions of the generator tube 11 and of the plane sensor 14. During this step, the angular information mentioned above are recorded and then used to determine corrective terms that will be taken into account during the following steps.
  • the alignment method according to the invention may comprise, following step 141, a step of evaluating an orientation angle between the main direction 18 of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14 made by means of a processing of the first, second and third electric signals using, for example, the electronic circuit of amplification and filtering stated previously.
  • This step makes it possible to validate the correct parallelism between the main direction 18 of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14. Indeed, although this parallelism is verified during step 141, the evaluation of the angle orientation makes it possible to provide an additional verification, which increases the precision and the robustness of the alignment method according to the invention.
  • the processing means 17 of the first, second, third electrical signal of the radiology assembly 10, represented in FIG. 1 can comprise an estimator of the optional orientation angle in addition to the estimation of the alignment angle and the first and second centering error of the generator tube 11 with respect to the plane sensor 14.
  • an additional orientation angle correction step can be introduced in order to correct the parallelism between the main direction 18 of the first electromagnetic field and the first direction D1 of the plane sensor 14 by application of the first corrective movement along the main direction 13 of emission.
  • this step of evaluating and correcting the orientation angle is optional but increases the robustness and precision of the alignment method.
  • the alignment method may comprise a step of validating the alignment of the generator tube 11 and of the plane sensor 14 following step 131 . This alignment validation step makes it possible to judge the correct alignment of the two elements mentioned above. To do this, the alignment angle, corrected during step 131, is compared with a threshold alignment angle, which can be, for example, from 1° to 2°.
  • the alignment angle can undergo a new correction of the alignment angle (step 131) between the main direction 13 of emission and the normal N1 of the plane sensor 14 by additional application of the first corrective movement.
  • the alignment method can include a step of validating the centering of the generator tube 11 and of the plane sensor 14 following step 141 .
  • This centering validation step makes it possible to judge the proper centering of the two elements mentioned above.
  • the first centering error and the second centering error, corrected during step 141 are respectively compared with a first centering error threshold and with a second centering error threshold, which can be, for example d 'about 2 centimeters to 5 centimeters.
  • the centering validation is not conclusive, that is to say if the first centering error and the second centering error, corrected during step 141 , remain greater than the first error of centering error and the second centering error threshold, then the first centering error and the second centering error can undergo a new correction the first centering error and the second centering error (step 141 by additional application by application of the first movement corrective and/or the second corrective movement.
  • the supply of the transmitters 15, 16, 24 by the electrical signals is done at different times or simultaneously at different frequencies or simultaneously in phase shift so as to differentiate the electromagnetic fields emitted.
  • the supply of the first interrupted transmitter 15 and the supply of the second interrupted transmitter 16 can be done at different times or simultaneously at a different frequency or in phase shift.
  • the fact of supplying the interrupted transmitters at different times or simultaneously at a different frequency or in phase shift is a means of distinguishing the electrical signals generated.
  • the supply of the so-called plane transmitter 24 and the supply of the first interrupted transmitter 15 and of the second interrupted transmitter 16 can take place at different times or simultaneously at different frequencies or in phase shift.
  • the system can operate inside a building in a disturbed environment
  • the invention can be easily implemented by adding an emitter system integral with the X-ray source and its collimator and by adding compact sensors integrated into the electronics of the detector,
  • the calculated information can easily be transmitted to the radiological system to perform an automatic alignment of the tube with the detector.
  • the main innovation is a method making it possible to simply solve the problem of alignment between a transmitting source and a receiver in an iterative manner without resorting to calculations, estimates and complex algorithms.
  • This method is based on:

Abstract

L'invention concerne un ensemble de radiologie (10) comprenant : - un tube générateur (11) d'un faisceau de rayons X (12) centré autour d'une direction principale (13) d'émission, - un capteur plan (14) s'étendant selon un plan défini par une première direction (D1) et par une deuxième direction (D2), sensiblement perpendiculaires à la direction principale (13) d'émission rayon X, destiné à recevoir les rayons X (12), caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier émetteur interrompu (15) en deux parties d'émetteur de champ électromagnétique; - un deuxième émetteur interrompu (16) en deux parties d'émetteur de champ électromagnétique; - un émetteur dit plan (24) de champ électromagnétique, - des capteurs (29, 30, 31, 32) de champ électromagnétique solidaires du capteur plan (14), - un moyen de traitement (17) destiné à déterminer un angle d'alignement entre la direction principale (13) d'émission et une normale (N1) du capteur plan (14), à déterminer une première erreur de centrage et une deuxième erreur de centrage, - un moyen de correction (171) de l'angle d'alignement par application d'un premier mouvement correctif sur le tube générateur (11) et des première et deuxième erreurs de centrage par application du premier mouvement correctif et/ou d'un deuxième mouvement correctif sur le tube générateur (11).

Description

DESCRIPTION
Titre de l’invention : Ensemble de radiologie et procédé d’alignement d’un tel ensemble.
[0001] L’invention concerne un ensemble de radiologie et plus précisément l’alignement de deux éléments de l’ensemble de radiologie, à savoir le capteur plan par rapport au tube générateur du faisceau de rayons X. L’invention concerne aussi un procédé d’alignement d’un tel ensemble de radiologie. L’invention se situe dans le domaine de la radiologie (par exemple médicale ou vétérinaire) mais ne se limite pas à ce domaine. L’invention trouve une application éventuelle dans les domaines de la sécurité et du contrôle industriel. L’invention peut également s'appliquer à d'autres domaines où il est nécessaire d'aligner une source ponctuelle de rayonnement avec un capteur plan, par exemple dans le domaine de l'imagerie infrarouge.
[0002] Dans la présente demande, l’invention est présentée dans un cas d’application à un ensemble de radiologie. Néanmoins, l’invention peut trouver application dans d’autres domaines nécessitant un bon positionnement de deux éléments l’un par rapport à l’autre.
[0003] Un ensemble de radiologie est constitué de deux éléments : un tube générateur d’un faisceau de rayons X et un capteur plan d’images radiographiques. L’ensemble est destiné à réaliser principalement des images radiographiques de patients en milieu hospitalier. Un patient, dont on souhaite faire une radiographie, est placé entre le tube générateur d’un faisceau de rayons X et le capteur plan. Les deux éléments doivent donc être bien positionnés l’un par rapport à l’autre, de façon à ce que tous les rayons X émis par le tube générateur du faisceau de rayons X soient captés par le capteur plan. On parle alors de bon alignement entre les deux éléments. L’alignement doit se faire avant que les rayons X ne soient émis par le tube générateur du faisceau de rayons X. Le but est d’éviter de sur-irradier le patient avec des rayons X arrivant en dehors du capteur tout en ayant une bonne qualité image.
[0004] De manière générale, le tube générateur du faisceau de rayons X est aligné manuellement par un opérateur en face du capteur plan. L’alignement se fait en translation et en rotation. L’alignement se fait généralement lorsque le patient est en place, c’est-à-dire positionné entre le tube générateur du faisceau de rayons X et le capteur plan. Il existe de nombreux cas de figure où le capteur plan est masqué. On peut citer par exemple le cas où le capteur plan est placé sous un patient pour une radiographie de l’abdomen ou du bassin. On peut citer aussi le cas où le capteur plan est placé sous un drap, sous un brancard ou même dans une couveuse. Il est donc, dans ce cas, très difficile pour l’opérateur d’effectuer l’alignement du tube générateur du faisceau de rayons X par rapport au capteur plan.
[0005] Par ailleurs, l’environnement du capteur plan peut être de plusieurs types. L’environnement peut notamment être un lit d’hôpital ou un brancard comportant des armatures métalliques ou une couveuse pour bébés prématurés. L’environnement du capteur peut donc constituer une gêne supplémentaire pour le bon positionnement du tube générateur par rapport au capteur plan.
[0006] L’alignement du premier élément par rapport au second élément comprend une correction de plusieurs défauts : défaut de centrage (le faisceau de rayons X n’est pas centré sur le capteur plan), défaut d’orientation (le faisceau de rayons X est mal orienté par rapport au plan du capteur plan) et défaut de perpendicularité (le faisceau de rayons X n’arrive pas perpendiculairement sur le capteur plan). Le défaut de perpendicularité est critique quand une grille anti-diffusante est utilisée pour réaliser l’image. La grille est alors placée sur le capteur plan. Les rayons X, pour pouvoir être détectés par le capteur plan, doivent arriver sur le capteur perpendiculairement au capteur plan. La tolérance angulaire par rapport à la perpendicularité est faible (seulement quelques degrés).
[0007] Il existe plusieurs façons de procéder à l’alignement de deux éléments. On peut d’abord citer un alignement optique où les deux éléments sont alignés au moyen de faisceaux de lumière qui mesurent la position relative d’un élément par rapport à l’autre. L’alignement optique ne peut pas s’appliquer dans le domaine de la radiologie puisque le capteur plan est souvent en partie masqué par un drap ou par le patient.
[0008] L’alignement peut aussi se faire au moyen de faisceaux d’ondes acoustiques. Or, comme l’alignement se fait en présence du patient, le patient peut masquer tout ou partie du capteur plan. De plus, la présence du patient peut atténuer localement les ondes acoustiques et ainsi fausser la mesure de distance entre le capteur plan et le tube générateur du faisceau de rayons X. [0009] Il est aussi possible d’effectuer l’alignement de deux éléments en se basant sur la mesure de la durée de propagation d’une onde électromagnétique. La mesure de la durée de propagation d’une onde permet de mesurer la distance entre les deux éléments. Par triangulation, il est possible de repérer la position relative des deux éléments l’un par rapport à l’autre. Mais cet alignement ne s’applique pas avec succès dans le cas d’application à la radiologie puisque selon le positionnement du patient entre les deux éléments (tube générateur du faisceau de rayons X et capteur plan), la durée de propagation de l’onde électromagnétique peut varier. De plus, des échos multiples peuvent être générés à cause de l’environnement (lit, brancard, ...), les échos pouvant avoir des niveaux de signal supérieurs au signal principal.
[0010] Sur le même principe, il existe un alignement basé sur la mesure de l’atténuation d’un signal électromagnétique pour mesurer la distance entre deux éléments. Comme, dans le cas d’application à la radiologie, le patient peut atténuer localement l’onde électromagnétique et donc fausser la mesure, cet alignement n’est pas adapté.
[0011] En outre, le brevet US 10080542 décrit un procédé de fourniture d'informations pour aligner un tube générateur de faisceau de rayons X et un détecteur d'un appareil à rayons X mobile à partir de capteurs d’orientation d’une position absolue du tube générateur de faisceau de rayons X et du détecteur. Un unique champ magnétique est généré au niveau du tube générateur de faisceau de rayons X suivant un axe traversant le tube générateur de faisceau de rayons X et le détecteur afin d’être évalué, à l’aide de capteurs, au niveau du détecteur. L’information d’orientation relative en rotation est calculée par différence entre les orientations absolues du tube générateur de faisceau de rayons X et du détecteur. Le positionnement relatif en translation se fait par comparaison des valeurs des composantes mesurées du champ magnétique avec celles préenregistrées. L’information étant obtenue sur les six degrés de mobilité, l’utilisation d’un unique champ magnétique semble insuffisante en termes de robustesse en cas d’erreur de mesure de l’unique champ magnétique. De plus, l’utilisation d’un unique champ magnétique implique l’utilisation de formules complexes afin de déterminer les six degrés de mobilité, complexifiant alors l’algorithme d’alignement.
[0012] Enfin, un système de radiologie dentaire (brevet FR 2 899 349) utilise plusieurs émetteurs de champ électromagnétique placés dans un même plan et un ou deux récepteurs de champ électromagnétique aptes à recevoir les champs électromagnétiques émis par les émetteurs. L’utilisation de deux récepteurs permet de déterminer l’orientation angulaire du capteur mais ne donne aucune précision sur l’angle d’un élément par rapport à l’autre (tube générateur par rapport au capteur plan). De plus, le positionnement des émetteurs dans un même plan donne une précision médiocre sur l’emplacement du capteur plan par rapport au tube générateur. Il est à préciser que la radiologie dentaire couvre une distance entre le tube générateur et le capteur relativement courte (20 à 30 cm) comparée à la distance entre le tube générateur et le capteur dans le domaine de la radiologie médicale (plutôt de l’ordre de 1 à 2 m).
[0013] L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un ensemble de radiologie avec plusieurs émetteurs de champ électromagnétique, solidaires du tube générateur du faisceau de rayons X, qui sont positionnés dans des plans distincts et plusieurs capteurs de champ électromagnétiques positionnés sur le capteur plan recevant les rayons X. Cet ensemble permet de connaître sans ambiguïté la position du capteur plan dans l’espace et donc de connaître sa position par rapport au tube générateur du faisceau de rayons X, et ainsi d’aligner et positionner le tube générateur par rapport au capteur plan. Plus précisément, l’invention repose sur un alignement perpendiculaire du capteur plan vis-à-vis du tube générateur du faisceau de rayons X puis un centrage autour de la direction principale d’émission des rayons X.
[0014] A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble de radiologie comprenant :
- un tube générateur d’un faisceau de rayons X centré autour d’une direction principale d’émission,
- un capteur plan s’étendant selon un plan défini par une première direction et par une deuxième direction, sensiblement perpendiculaires à la direction principale d’émission rayon X, destiné à recevoir les rayons X, caractérisé en ce qu’il comprend :
- un premier émetteur interrompu en deux parties d’émetteur de champ électromagnétique, disposé de façon à émettre un premier champ électromagnétique selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction principale d’émission, chacune des deux parties d’émetteur de l’émetteur interrompu étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X, - un deuxième émetteur interrompu en deux parties d’émetteur de champ électromagnétique, disposé de façon à émettre un deuxième champ électromagnétique selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction principale d’émission et sécante à la direction principale du premier champ électromagnétique, chacune des deux parties de l’émetteur interrompu étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X,
- un émetteur dit plan de champ électromagnétique, l’émetteur dit plan étant une bobine composée de spires, l’émetteur dit plan étant disposé de façon à émettre un troisième champ électromagnétique selon une direction principale sensiblement parallèle à la direction principale d’émission du faisceau de rayons X, les spires étant traversées par la direction principale d’émission,
- des capteurs de champ électromagnétique solidaires du capteur plan, aptes à détecter les premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques émis alternativement selon leur direction principale par le premier émetteur, le deuxième émetteur et l’émetteur dit plan et générer un premier, deuxième, troisième signal électrique en fonction des champs électromagnétiques détectés,
- un moyen de traitement des premier, deuxième et troisième signaux électriques destiné à déterminer un angle d’alignement entre la direction principale d’émission et une normale du capteur plan, à déterminer une première erreur de centrage entre la direction principale d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction du capteur plan, à déterminer une deuxième erreur de centrage entre la direction principale d’émission du deuxième champ électromagnétique et la deuxième direction du capteur plan.
- un moyen de correction de l’angle d’alignement par application d’un premier mouvement correctif sur le tube générateur et des première et deuxième erreurs de centrage par application du premier mouvement correctif et/ou d’un deuxième mouvement correctif sur le tube générateur.
[0015] Selon un aspect de l’invention, le moyen de traitement comprend des moyens pour distinguer les signaux électriques générés.
[0016] Selon un aspect de l’invention, le moyen de traitement des premier, deuxième et troisième signaux électriques comprend un estimateur d’un angle d’orientation entre la direction principale du premier champ électromagnétique et la première direction du capteur plan.
[0017] Selon un aspect de l’invention, chacune des deux parties d’émetteur du premier et deuxième émetteur interrompu comprend au moins une spire et la direction principale d’émission du faisceau de rayons X est positionnée entre les au moins une spire du premier et deuxième émetteur interrompu.
[0018] Selon un aspect de l’invention, l’émetteur dit plan comprend au moins une spire traversée par la direction principale d’émission du faisceau de rayons X.
[0019] Selon un aspect de l’invention, les deux parties d’émetteur du premier et deuxième émetteur interrompu et l’émetteur dit plan sont des bobines plates.
[0020] Selon un aspect de l’invention, le premier mouvement correctif est une rotation du tube générateur suivant l’une des directions principales et/ou une rotation du tube générateur suivant la direction principale d’émission et dans lequel le deuxième mouvement correctif est une translation du tube générateur suivant l’une des directions principales.
[0021] Selon un aspect de l’invention, le capteur plan comprend au moins un inclinomètre.
[0022] Selon un aspect de l’invention, le moyen de traitement et le moyen de correction sont mécaniquement liés au capteur plan.
[0023] Selon un aspect de l’invention, le moyen de traitement et le moyen de correction sont mécaniquement liés au tube générateur.
[0024] L’invention porte également sur un procédé d’alignement d’un ensemble de radiologie caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- Emission par le premier émetteur interrompu du premier champ électromagnétique selon la direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction principale d’émission,
- Emission par le deuxième émetteur du deuxième champ électromagnétique selon la direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction principale d’émission,
- Emission par l’émetteur dit plan un troisième champ électromagnétique selon une direction principale sensiblement parallèle à la direction principale d’émission, - Détection par les capteurs des champs électromagnétiques émis alternativement selon leur direction principale par le premier émetteur, le deuxième émetteur et l’émetteur dit plan,
- Génération des premier, deuxième, troisième signaux électriques par les capteurs en fonction des premier, deuxième, troisième champs électromagnétiques détectés,
- Evaluation de l’angle d’alignement entre la direction principale d’émission et une normale du capteur plan,
- Correction de l’angle d’alignement entre la direction principale d’émission et une normale du capteur plan par application du premier mouvement correctif,
- Evaluation de la première erreur de centrage entre la direction principale d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction du capteur plan et de la deuxième erreur de centrage entre la direction principale d’émission du deuxième champ électromagnétique en la deuxième direction du capteur plan,
- Correction de la première et de la deuxième erreur de centrage par application du deuxième mouvement correctif,
- Optionnellement, répétition des étapes précédentes jusqu’à ce que l’angle d’alignement soit inférieur à un angle d’alignement seuil prédéfini et/ jusqu’à ce que la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage soient inférieure à une première erreur de centrage seuil et à une deuxième erreur de centrage seuils prédéfinies.
[0025] Selon un aspect de l’invention, le procédé comporte au préalable une étape de calibration destinée à étalonner le signal électrique en fonction de positions prédéterminées du tube générateur et du capteur plan.
[0026] Selon un aspect de l’invention, l’émission par les émetteurs des champs électromagnétiques comporte une étape d’alimentation des émetteurs, et en ce que l’alimentation des émetteurs se fait à des instants différents ou simultanément à des fréquences différentes ou simultanément en décalage de phase de façon à différencier les champs électromagnétiques émis.
[0027] Selon un aspect de l’invention, le procédé comprend une étape d’évaluation de l’angle d’orientation entre la direction principale du premier champ électromagnétique et la première direction du capteur plan à la suite de l’étape de correction de l’erreur de centrage et comprenant une étape de correction de l’angle d’orientation entre la direction principale du premier champ électromagnétique et la première direction du capteur plan à la suite de l’étape d’évaluation de l’angle d’orientation.
[0028] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :
[0029] [Fig. 1] la figure 1 représente un mode de réalisation d’un ensemble de radiologie selon l’invention,
[0030] [Fig. 2] la figure 2 représente un exemple de disposition des émetteurs de champ électromagnétique selon l’invention,
[0031] [Fig. 3] la figure 3 représente un exemple d’un support des émetteurs de champ électromagnétique,
[0032] [Fig. 4] la figure 4 représente une vue en coupe d’un ensemble de radiologie selon l’invention,
[0033] [Fig. 5] la figure 5 représente schématiquement les étapes d’un procédé d’alignement selon l’invention.
[0034] Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.
[0035] La figure 1 représente un mode de réalisation d’un ensemble de radiologie 10 selon l’invention. L’ensemble de radiologie 10 comprend un tube 11 générateur d’un faisceau de rayons X 12 centré autour d’une direction principale 13 d’émission. L’ensemble de radiologie 10 comprend un capteur plan 14, s’étendant selon un plan, défini par une première direction D1 et par une deuxième direction D2, sensiblement perpendiculaires à la direction principale 13 d’émission. Le capteur plan 14 est destiné à recevoir les rayons X 12. Selon l’invention, l’ensemble de radiologie comprend un premier émetteur interrompu 15 en deux parties d’émetteur 20, 21 de champ électromagnétique disposé de façon à émettre un premier champ électromagnétique selon une direction principale 18 sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission, chacune des deux parties d’émetteur 20, 21 de l’émetteur interrompu 15 étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X 12. Avantageusement, l’émetteur interrompu 15 est solidaire du tube 11 générateur du faisceau de rayons X 12. Dans cette configuration, la position du tube 11 générateur du faisceau de rayons X 12 peut se déduire de la direction principale du champ électromagnétique émis par l’émetteur interrompu 15.
[0036] De même, l’ensemble de radiologie peut comprendre un deuxième émetteur interrompu 16 en deux parties d’émetteur 22, 23 de champ électromagnétique, disposé de façon à émettre un deuxième champ électromagnétique selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission et sécant à la direction principale du premier champ électromagnétique, chacune des deux parties d’émetteur 22, 23 de l’émetteur interrompu 16 étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X 12.
[0037] Autrement dit, chaque émetteur interrompu (par exemple 15) peut être considéré comme étant une paire d’émetteurs 20, 21 dont les faces principales sont parallèles entre elles, chacun des émetteurs étant situé de part et d’autre du faisceau de rayons X 12. La paire d’émetteurs 20, 21 (de même pour 22, 23) est équivalente à un émetteur virtuel qui serait situé entre les deux émetteurs 20, 21 , dans le faisceau de rayons X 12. En considérant un émetteur interrompu (c’est-à-dire une paire d’émetteurs), le champ électromagnétique émis est équivalent au champ électromagnétique qui serait émis par l’émetteur virtuel équivalent. Cette disposition a l’avantage de ne pas obscurcir les rayons X puisque la paire d’émetteurs se trouve de part et d’autre du faisceau de rayons X 12 et non pas dans leur faisceau. Par ailleurs, cette disposition des émetteurs a l’avantage de ne pas endommager les émetteurs. En effet, un émetteur équivalent placé dans le faisceau des rayons X serait endommagé par les rayons X au cours de son utilisation. Dans le cas de notre invention, les émetteurs ne sont pas soumis au rayonnement X et sont donc préservés du point de vue résistance des matériaux.
[0038] L’ensemble de radiologie 10 peut comprendre en outre un émetteur dit plan 24 de champ électromagnétique disposé de façon à émettre un troisième champ électromagnétique selon une direction principale 9 sensiblement parallèle à la direction principale 13 d’émission. L’émetteur dit plan 24 permet d’avoir un champ électromagnétique parallèle à la direction principale 13 d’émission.
[0039] La disposition des émetteurs comme représentée sur la figure 1 permet d’avoir des champs électromagnétiques dont les directions principales sont selon trois axes différents perpendiculaires entre eux. Les émetteurs étant solidaires du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12, les champs électromagnétiques selon les trois axes permettent de déterminer certaines informations angulaires permettant de comparer les différentes positions du tube générateur 11 et du capteur plan 14. On peut noter que les trois axes ne sont pas nécessairement perpendiculaires entre eux. Les directions 18 et 19 peuvent être sécantes et former un angle quelconque (entre elles et avec la direction principale 13 d’émission). La position relative du tube générateur 11 par rapport au capteur plan 14 peut également être déterminée.
[0040] La fréquence des premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques est soumise à deux contraintes :
- l’envergure et la puissance utilisée dans les émetteurs interrompus 15 et 16 et de l’émetteur plan 14 étant relativement faibles, il est nécessaire d’utiliser une fréquence suffisamment élevée afin d’extraire les signaux du bruit, tout en obtenant une grande portée d’émission pour les premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques,
- Néanmoins, la présence d’objets métalliques dans l’environnement de l’ensemble de radiologie 10 impose d’utiliser de basses fréquences.
[0041] A titre d’exemple, la fréquence du premier, deuxième et troisième champ électromagnétique peut être une fréquence comprise entre 100 Hz et 10 kHz.
[0042] De plus, les premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques sont émis de manière successive et selon des orientations fixées et différentes de sorte à éviter d’obtenir un champ tournant et éviter toute interaction entre les premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques. Les trois directions, préférentiellement perpendiculaires, sont adressées successivement et indépendamment avec un champ de fréquence, d’orientation et d’amplitude fixe pendant une durée définie.
[0043] L’ensemble de radiologie 10 comprend quatre capteurs 29, 30, 31 , 32 de champ électromagnétique. Les quatre capteurs 29, 30, 31 , 32 peuvent être intégrés dans le capteur plan 14. Les capteurs 29, 30, 31 , 32 sont destinés à détecter les champs électromagnétiques émis par les émetteurs interrompus 15 et 16 et par l’émetteur dit plan 24 et générer un signal électrique en fonction des champs électromagnétiques détectés. Il est à noter que l’ensemble de radiologie peut comprendre moins de quatre ou plus de quatre capteurs de champ électromagnétique.
[0044] Les capteurs 29, 30, 31 , 32 sont intégrés dans le capteur plan 14. Ils sont installés de façon à ce qu’ils ne perturbent pas l’acquisition de l’image radiologique. Ils sont par exemple placés à l’arrière des éléments de détection de l’image radiologique par rapport à la face d’entrée des rayons X. Ils peuvent avoir une position quelconque sur le capteur plan 14. Dans ce cas, un correctif pour déterminer la position relative du tube générateur 11 par rapport au capteur plan 14 est nécessaire. Si, par contre, ils ont des positions parfaitement symétriques par rapport au centre du capteur plan, le centrage parfait par rapport au tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12 est obtenu lorsque les capteurs 29, 30, 21 , 32 ont un signal parfaitement équilibré.
[0045] L’ensemble de radiologie 10 comprend un moyen de traitement 17 du premier, deuxième troisième signal électrique. En outre, le moyen de traitement 17 comprend un calculateur apte à déterminer un angle d’alignement entre la direction principale 13 d’émission et une normale N1 du capteur plan 14. Le moyen de traitement 17 comprend également un calculateur apte et à déterminer une première erreur de centrage entre la direction principale 18 d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 et une deuxième erreur de centrage entre la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique et la deuxième direction D2 du capteur plan 14. La particularité de l’ensemble de radiologie selon l’invention réside dans son mode d’alignement. Plutôt que de considérer la position absolue du capteur plan comme cela est fait dans l’art antérieur, l’invention procède à un alignement entre la normale N1 du capteur plan et la direction principale 13 d’émission des rayons X, puis un centrage du capteur plan autour de la normale N1 , alors confondue avec la direction principale 13 d’émission des rayons X.
[0046] Le moyen de traitement 17 comprend aussi un estimateur d’un angle d’orientation entre la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14. [0047] En outre, afin d’assurer la robustesse de l’ensemble de radiologie 10, le moyen de traitement 17 comprend des moyens pour distinguer les signaux électriques générés. En effet, chaque signal électrique généré induisant une correction, il est nécessaire de bien cibler quel signal électrique est capté au niveau des capteurs 29, 30, 31 , 32 du capteur plan 14.
[0048] L’ensemble de radiologie 10 comprend également un moyen de correction 171 de l’angle d’alignement et des première et deuxième erreurs de centrage. Plus précisément, à la réception de l’angle d’alignement et des première et deuxième erreurs de centrage en provenance du moyen de traitement 17, le moyen de correction 171 agit, pour le cas d’une correction de l’angle d’alignement, par l’intermédiaire d’un premier mouvement correctif sur le tube générateur 11 et agit, pour le cas d’une correction de la première et/ou deuxième erreur de centrage, par l’intermédiaire du premier mouvement correctif et/ou d’un deuxième mouvement correctif sur le tube générateur 11 .
[0049] Plus précisément, le premier mouvement correctif est une rotation du tube générateur 11 suivant l’une des directions principales 18 et 19 du premier et deuxième champ électromagnétique ou une rotation du tube générateur 11 suivant la direction principale 13 d’émission. Et le deuxième mouvement correctif est une translation du tube générateur 11 suivant l’une des directions principales 18 et 19 du premier et deuxième champ électromagnétique. Le premier mouvement correctif comme le deuxième mouvement correctif peuvent se faire de manière manuelle ou être automatisés en lien avec le moyen de correction 171 .
[0050] Et, de façon analogue, le moyen de correction 171 est apte à corriger l’angle d’orientation entre la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 par application du premier mouvement correctif sur le tube générateur 11 .
[0051] Néanmoins, l’évaluation et la correction de l’angle d’orientation reste facultative vis-à-vis de l’évaluation et la correction de l’angle d’alignement et de l’erreur de centrage. En effet, dans le cas d’un bon alignement du tube générateur 11 d’un faisceau de rayons X 12 et du capteur plan 14, c’est à dire lorsque l’angle d’alignement est proche de zéro degré et d’un bon centrage entre le tube générateur 11 d’un faisceau de rayons X 12 et le capteur plan 14, c’est-à-dire lorsque l’erreur de centrage est proche de zéro, l’angle d’orientation est alors nécessairement proche de zéro degré. Cet angle d’orientation est donc une mesure permettant de confirmer le bon alignement et le bon centrage du tube générateur 11 d’un faisceau de rayons X 12 et du capteur plan 14.
[0052] Enfin, le moyen de traitement 17 et le moyen de correction 171 sont, dans un mode de réalisation préférentiel, mécaniquement liés au capteur plan 14. Néanmoins, le moyen de traitement 17 et le moyen de correction 171 peuvent aussi être mécaniquement liés au tube générateur 11 .
[0053] En cas d'utilisation dans un système radiologique, la distance typique de travail est suffisamment grande pour que le champ magnétique mesuré au niveau du récepteur (c’est-à-dire le capteur plan 14 dans notre cas) puisse être considéré comme issu d'un dipôle magnétique de moment M.
[0054] Dans le système de coordonnées polaires d'axe Z et dont l'origine coïncide avec le centre du bloc émetteur, les composantes Br, Be et Bv du champ magnétique mesuré en un point M de coordonnées sphériques p, 0,<p) dans le référentiel défini par la source émettrice (dans notre cas le tube générateur 11 ), sont alors :
[0056] Où p0 est une constante fondamentale, appelée perméabilité magnétique du vide, r est la distance entre la source émettrice et le point M et 0 est l’angle d’alignement au voisinage de l’alignement.
[0057] Les composantes des champs Bx, By, Bz , mesurées au point M et notées Bmx, Bm ’ et Bmz sont donc : [0058] Où p est l’angle de longitude entre la source émettrice et le point M
[0059] Les champs Bmy et Bmz’ étant mesurés, il est possible de calculer les produits scalaires au voisinage de l'alignement (0 ~ 0)
[0060] Et
[0061] Grâce aux simplifications et approximations possibles dans une stratégie d’alignement, il est ainsi possible d'estimer l'écart d'alignement avec une précision d'autant meilleure que cet écart est plus faible. Cet écart correspond à une position relative de rotation entre l’émetteur et le détecteur. Elle se corrige à l’aide du premier mouvement correctif en appliquant une rotation suivant la direction principale 13 d’émission au détecteur (le capteur plan 14) ou une rotation inversée suivant la direction principale 13 d’émission à la source émettrice (le tube générateur 11 dans notre cas). Cette simplification présente également l’avantage d’aboutir à un calcul relativement simple et donc peu coûteux en temps et puissance de calcul.
[0062] Il existe une première interaction entre la translation suivant la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la rotation suivant la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique et une deuxième interaction similaire entre la translation suivant la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique et la rotation suivant la direction principale 18 du premier champ électromagnétique. La première interaction se décrit en ce que une translation suivant la direction principale 18 du premier champ électromagnétique entre le détecteur (le capteur plan 14) et la source émettrice (le tube générateur 11 ) suivant la direction principale 18 du premier champ électromagnétique implique une rotation du champ mesuré au niveau du détecteur (le capteur plan 14) similaire et opposée à l’application d’une rotation suivant la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique entre le détecteur (le capteur plan 14) et la source émettrice (le tube générateur 11 ). [0063] L’interaction est résolue en utilisant un inclinomètre au niveau du détecteur (le capteur plan 14) pour évaluer l’alignement vis-à-vis de la source émettrice (le tube générateur 11 ). La connaissance de l’angle d’alignement permet d’appliquer une rotation relative entre le détecteur (le capteur plan 14) et la source émettrice (le tube générateur 11 ) afin d’obtenir un alignement entre le capteur plan 14 et le tube générateur 11 .
[0064] Une fois les plans horizontaux du détecteur (le plan formé par la première direction D1 et la deuxième direction D2 du capteur plan 14) et de la source émettrice (le plan formé par les directions principales 18 et 19 du tube générateur 11 ) alignés, l’angle mesuré au niveau des champs ne provient que des déplacements respectivement liés à la première erreur de centrage selon la direction principale 18 et à la deuxième erreur de centrage selon la direction principale 19. Par des calculs et estimations similaires au développement ci-dessus, il est également possible de mesurer la rotation du champ magnétique suivant les directions principales 18 et 19 et d’en déduire les valeurs approximées de correction des première et deuxième erreurs de centrage qui définissent la position du détecteur radiologique par rapport à la source émettrice.
[0065] La distance, suivant la direction principale 13 d’émission, de positionnement du détecteur (le capteur plan 14) vis-à-vis de la source émettrice (le tube générateur 11 ) lorsque les deux sont alignés n’est pas une grandeur à fixer à une valeur précise. Cette distance doit simplement être comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale qui sont caractéristiques de la grille anti-diffusante. Cette valeur peut toutefois être estimée par la mesure du module du champ électromagnétique au centre du détecteur (capteur plan 14) par moyennage des valeurs mesurées sur les capteurs 29, 30, 31 , 32 et en la corrélant avec une calibration du module de l’induction en fonction de la distance entre le détecteur (le capteur plan 14) et la source émettrice (le tube générateur 11 ).
[0066] Toutes ces formules devenant très simples au voisinage de l’alignement du capteur plan 14 et du tube générateur 11 , il est possible de calculer les positions et angles avec une précision d’autant meilleure que le détecteur (le capteur plan 14) est plus proche de la position ciblée. Ces approximations permettent d'obtenir localement une précision suffisante alors que la résolution du problème inverse deviendrait très compliquée si cette même précision était recherchée dans tout le champ d’utilisation, nécessitant par exemple le recours à des méthodes et algorithmes tels que les filtres de Kalman, également coûteux en temps de calcul, donc pénalisant pour le temps de réponse du système ou pour la complexité du calculateur.
[0067] La figure 2 représente un exemple de disposition des émetteurs 15 et 16 de champ électromagnétique selon l’invention. Sur la figure 2, l’ensemble de radiologie comprend deux émetteurs interrompus 15, 16 en deux parties d’émetteurs 20, 21 et 22, 23 de champ électromagnétique. Le premier émetteur interrompu 15 en deux parties d’émetteur 20, 21 de champ électromagnétique est disposé de façon à émettre un premier champ électromagnétique selon une direction principale 18 sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission. Chacune des deux parties d’émetteur 20, 21 de l’émetteur interrompu 15 est positionnée de part et d’autre du faisceau des rayons X 12. De même, le deuxième émetteur interrompu 16 en deux parties d’émetteur 22, 23 de champ électromagnétique est disposé de façon à émettre un deuxième champ électromagnétique selon une direction principale 19 sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission et sensiblement perpendiculaire à la direction principale 18 du premier champ électromagnétique. Chacune des deux parties d’émetteur 22, 23 de l’émetteur interrompu 16 est positionnée de part et d’autre du faisceau des rayons X 12.
[0068] Les émetteurs interrompus 15 et 16 et l’émetteur dit plan 24 peuvent être, à titre d’exemple, des bobines ou des solénoïdes. Plus précisément, chacune des deux parties d’émetteur 20, 21 de l’émetteur interrompu 15 et chacune des deux parties d’émetteur 22, 23 de l’émetteur interrompu 16 comprend au moins une spire dans laquelle peut circuler un courant. Et, de la manière, l’émetteur dit plan 24 comprend au moins une spire dans laquelle peut circuler un courant.
[0069] Si on considère maintenant la surface représentée par la spire de chacune des parties d’émetteurs 20, 21 et 22, 23, on peut noter qu’une surface 120 de la partie d’émetteurs 20 est sensiblement parallèle à une surface 121 de la partie d’émetteurs 21. Et le champ électromagnétique émis par l’émetteur interrompu 15 a une direction principale 18 perpendiculaire aux surfaces 120 et 121. Sur le même principe, une surface 122 de la partie d’émetteurs 22 est sensiblement parallèle à une surface 123 de la partie d’émetteurs 23. Et le champ électromagnétique émis par l’émetteur interrompu 16 a une direction principale 19 perpendiculaire aux surfaces 122 et 123. Avantageusement, les surfaces 120 et 121 sont perpendiculaires aux surfaces 122 et 123. En plus d’être sécantes, les directions principales 18 et 19 sont alors sensiblement perpendiculaires entre elles. Cette disposition est notamment avantageuse si le tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12 a un flux d’émission de forme carrée. Ainsi, le flux de rayons X 12 est émis selon la direction principale 13 d’émission, entre les surfaces 120, 121 , 122, 123, sans intersecter les émetteurs 15, 16 (et donc sans les endommager), sans être obscurci puisque les émetteurs 15, 16 ne se situent pas dans le flux de rayons X 12.
[0070] Cette configuration des émetteurs interrompus 15 et 16 permet d’observer que la direction principale 13 d’émission du faisceau de rayons X 12 est positionnée entre les au moins une spire de l’émetteur interrompu 15 et de l’émetteur interrompu 16 et permet de faire en sorte que chacune des paires d’émetteurs 20, 21 et 22, 23, dont les surfaces respectives 120, 121 et 122, 123 sont parallèles entre elles, est équivalente à un émetteur virtuel situé au centre des surfaces 120, 121 , 122, 123 des émetteurs 15, 16, au niveau de la direction principale 13 d’émission des rayons X, alors qu’il serait impossible de placer un émetteur unique au centre puisque le centre est occupé par le faisceau de rayons X. Ainsi les émetteurs peuvent émettre, en position décentrée, un champ électromagnétique équivalent à un champ électromagnétique émis en position centrée, sans obscurcir les rayons X émis par le tube générateur 11 . De plus, l’au moins une spire des émetteurs interrompus 15 et 16 ainsi que de l’émetteur dit plan 24 peut être de forme carrée ou de forme rectangulaire ou encore de forme circulaire.
[0071] De la même manière, une surface représentée par la spire de de l’émetteur dit plan 24 peut être interprétée comme la surface 124 de l’émetteur dit plan 24. Cette surface 124 de l’émetteur dit plan 24 est sensiblement perpendiculaire aux surfaces 120, 121 , 122, 123. A la différence des émetteur interrompus 15 et 16, le flux de rayons X 12 peut traverser l’émetteur dit plan 24 au niveau de la spire. Le flux de rayons X 12 n’est pas obscurci par l’émetteur dit plan 24 du fait qu’il le traverse à travers la ou les spires.
[0072] La disposition des émetteurs comme représentée sur la figure 2 permet d’avoir des champs électromagnétiques dont les directions principales sont selon trois axes différents perpendiculaires entre eux. Les émetteurs interrompus 15 et 16 ainsi que l’émetteur dit plan 24 étant solidaires du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12, les champs électromagnétiques selon les trois axes permettent de déterminer certaines informations angulaires telles que l’angle d’alignement, les première et deuxième erreurs de centrage ou encore l’angle d’orientation du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12 par rapport au capteur plan 14.
[0073] On peut noter que les trois axes ne sont pas nécessairement perpendiculaires entre eux. Les directions 18 et 19 peuvent être sécantes et former un angle quelconque (entre elles et avec la direction principale 13 d’émission). Plus largement, les champs électromagnétiques selon les trois axes permettent de déterminer la position du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12 par rapport au capteur plan 14.
[0074] Sur la figure 2, les émetteurs sont au nombre de trois (15, 16, 24, soit 4 parties d’émetteurs 20, 21 , 22, 23 et un émetteur 24) et positionnés de manière à former un parallélépipède rectangle. Néanmoins, il est tout à fait envisageable d’avoir plus de trois émetteurs, chacun étant positionné sur une face d’un polyèdre dont le nombre de faces correspondrait au nombre de parties d’émetteurs et émetteurs utilisés. Un plus grand nombre d’émetteurs ajoute à la précision de l’évaluation de l’angle d’alignement, des première et deuxième erreurs de centrage et, facultativement, de l’angle d’orientation du tube générateur 11 par rapport au capteur plan 14. Néanmoins, ce plus grand nombre génère des coûts de production plus importants et une plus grande complexité de traitement des signaux. Trois émetteurs comme sur la figure 2 représentent un très bon compromis entre précision de l’évaluation des informations angulaires et complexité de traitement de signal.
[0075] La figure 3 représente un exemple d’un support 39 des émetteurs de champ électromagnétique. Correspondant à la configuration de la figure 2, le support 39 dispose de faces 40, 41 , 42, 43, 44 sensiblement perpendiculaires entre elles. La face 42 dispose d’une gorge 45 apte à recevoir la partie d’émetteur 22. De même, la face 44 dispose d’une gorge 46 apte à recevoir l’émetteur 24. Il en est de même pour chacune des faces. Le support 39 comprend un élément intermédiaire 47, sensiblement perpendiculaire aux faces 40, 41 , 42, 43 et sensiblement parallèle à la face 44. L’élément intermédiaire 47 est un moyen de fixation permettant de rendre solidaire le support 39 (et donc les émetteurs 15, 16, 24) du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12. [0076] Dans le cas d’une configuration avec plusieurs autres émetteurs, le support 39 a alors une autre forme géométrique à trois dimensions ayant des faces planes, chacune ayant une gorge disposée à loger un émetteur. Il peut exister d'autres dispositions, en particulier le cas où les émetteurs sont réalisés sur une carte de circuit imprimé. Dans ce cas, des bobines plates peuvent être fixées sur les faces d’un collimateur, agissant comme une structure encadrante rigide et mobile du tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12. Ainsi, les deux parties d’émetteur 20, 21 et 22, 23 du premier et deuxième émetteur interrompu 15 et 16 et l’émetteur dit plan 24 sont des bobines plates, réduisant ainsi l'encombrement global du système.
[0077] Il peut aussi être envisagé que les bobines plates se substituent aux faces du collimateur ou être directement intégrées dans le collimateur.
[0078] Grâce à la géométrie présentée aux figures 2 et 3, les surfaces deux à deux parallèles entre elles (120 et 121 , 122 et 123) et le placement des émetteurs dans les gorges prévues à cet effet font que les spires gauches et droites (des faces 42 et 43) et/ou avant et arrière (des faces 40 et 41 ) très symétriques permettent d’avoir un champ magnétique parfaitement centré sur le centre de la forme géométrique sans gêner le passage des rayons X. Il n’est pas nécessaire d’avoir plusieurs enroulements dans les gorges au niveau des faces latérales, l’enroulement inférieur, c’est-à-dire celui au niveau de la face 44 dans la gorge 46 étant suffisant pour la symétrie.
[0079] Autrement dit, chaque émetteur interrompu (15, 16) est interrompu en deux parties d’émetteur (20, 21 ; 22, 23) de champ électromagnétique configurées pour générer un champ électromagnétique parfaitement centré entre les deux faces que les parties d’émetteur constituent. Les deux parties d’émetteur ont chacune une surface, leurs deux surfaces sont parallèles entre elles.
[0080] La figure 4 représente une vue en coupe de l’ensemble de radiologie 10 selon l’invention. Comme dit précédemment, en figure 1 , les capteurs 29, 30, 31 , 32 sont intégrés dans le capteur plan 14. Ils sont installés de façon à ce qu’ils ne perturbent pas l’acquisition de l’image radiologique. Ils sont par exemple placés à l’arrière des éléments de détection de l’image radiologique par rapport à la face d’entrée des rayons X. [0081] Les capteurs 29, 30, 31 , 32 de champ électromagnétique peuvent être par exemple des bobines, des magnétomètres, des magnétorésistances, des magnétorésistances anisotropiques, des magnéto-transistors, des magnéto-diodes, des flux gates ou des senseurs à effet Hall. En outre, le capteur plan 14, ainsi que le tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12, peut comprendre au moins un inclinomètre. En effet, des inclinomètres placés au niveau du tube générateur 11 et au niveau du capteur plan 14 permettent d’évaluer l’accélération de la pesanteur sur la partie émission, c’est-à-dire au niveau du tube générateur 11 , et sur la partie réception, au niveau du capteur plan 14. Cette accélération, qui donne un vecteur absolu et, normalement, identique pour les parties émission et réception doit alors se projeter de manière différente selon l’écart observable à l’alignement, le centrage et l’orientation du tube générateur 11 vis-à-vis du capteur plan 14.
[0082] Si le tube générateur 11 et le capteur plan 14 sont parallèles, c’est-à-dire que le plan formé par les directions principales 15 et 16 du tube générateur 11 est parallèle au plan formé par la première direction D1 et par la deuxième direction D2 du capteur plan 14, alors le vecteur absolu du tube générateur 11 est colinéaire au vecteur absolu du capteur plan 14.
[0083] Dans le cas contraire, l’angle formé entre le vecteur absolu du tube générateur 11 et le vecteur absolu du capteur plan 14 correspond à une inclinaison entre le plan formé par les directions principales 15 et 16 du tube générateur 11 et le plan formé par la première direction D1 et par la deuxième direction D2 du capteur plan 14 et donc à un défaut d’alignement entre le tube générateur 11 et le capteur plan 14.
[0084] Chacun des capteurs 29, 30, 31 , 32 de champ électromagnétique peut comprendre un circuit électronique d’amplification et de filtrage (non représentés sur la figure) destiné à traiter le signal électrique généré par chacun des capteurs 29, 30, 31 , 32. Chaque capteur 29, 30, 31 , 32 détecte un champ électromagnétique et génère un signal électrique fonction de l’amplitude du champ électromagnétique détecté. Le signal électrique généré est traité par le circuit électronique d’amplification et de filtrage.
[0085] Selon le type de capteur utilisé, à chaque instant, chaque capteur 29, 30, 31 , 32 peut générer une seule ou plusieurs informations. Si le capteur est mono-axe, il génère une seule information. Si le capteur est multi-axes, il génère plusieurs informations. L’utilisation de capteurs multi-axes permet de connaître l’amplitude du champ électromagnétique ainsi que son orientation.
[0086] Dans notre configuration, si les capteurs sont des capteurs mono-axe, on dispose pour une position donnée du capteur plan 14 de douze informations. Si les capteurs sont des capteurs tri-axes, on dispose alors de trente-six informations.
[0087] Les signaux détectés sont numérisés et transmis au calculateur du moyen de traitement 17, représenté en figure 1 , qui traite les informations angulaires comme l’angle d’inclinaison, la première et deuxième erreur de centrage ou encore l’angle d’orientation du capteur plan 14 par rapport au tube générateur 11 du faisceau de rayons X 12. Les informations issues des capteurs 29, 30, 31 , 32 sont alors transmises sous forme numérique. Elles peuvent ainsi transiter soit par liaison filaire soit par liaison sans fil.
[0088] La figure 5 représente schématiquement les étapes d’un procédé d’alignement selon l’invention. Le procédé d’alignement d’un ensemble de radiologie 10 selon l’invention comporte les étapes suivantes :
- Emission par le premier émetteur interrompu 15 du premier champ électromagnétique (étape 100) selon la direction principale 18 sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission,
- Emission par le deuxième émetteur du deuxième champ électromagnétique (étape 101 ) selon la direction principale 19 sensiblement perpendiculaire à la direction principale 13 d’émission,
- Emission par l’émetteur dit plan un troisième champ électromagnétique (étape 102) selon une direction principale 9 sensiblement parallèle à la direction principale 13 d’émission,
- Détection par les capteurs des champs électromagnétiques émis alternativement selon leur direction principale par le premier émetteur 15, le deuxième émetteur 16 et l’émetteur dit plan 24 (étape 110),
- Génération des premier, deuxième, troisième signaux électriques par les capteurs 29, 30, 31 , 32 en fonction des premier, deuxième, troisième champs électromagnétiques détectés (étape 120),
- Evaluation de l’angle d’alignement (étape 130) entre la direction principale 13 d’émission et une normale du capteur plan 14,
- Correction de l’angle d’alignement (étape 131 ) entre la direction principale 13 d’émission et une normale N1 du capteur plan 14 par application du premier mouvement correctif,
- Evaluation de la première erreur de centrage entre la direction principale 18 d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 et de la deuxième erreur de centrage entre la direction principale 19 d’émission du deuxième champ électromagnétique en la deuxième direction D2 du capteur plan 14 (étape 140),
- Correction de la première et de la deuxième erreur de centrage (étape 141 ) par application du premier mouvement correctif et/ou du deuxième mouvement correctif.
[0089] Optionnellement, répétition des étapes précédentes jusqu’à ce que l’angle d’alignement soit inférieur à un angle d’alignement seuil prédéfini et/ jusqu’à ce que la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage soient inférieure à une première erreur de centrage seuil et à une deuxième erreur de centrage seuils prédéfinies.
[0090] En effet, dans le cas d’un ensemble de radiologie 10 comprenant plusieurs émetteurs 15, 16, 24, le moyen de traitement 17 doit comprendre des moyens pour distinguer les signaux électriques générés en fonction du premier, deuxième et troisième champ électromagnétique détecté.
[0091] L’étape 130 d’évaluation de l’angle d’alignement entre la direction principale 13 d’émission et la normale du capteur plan 14 se fait au moyen d’un traitement des premier, deuxième et troisième signaux électriques à l’aide, par exemple, du circuit électronique d’amplification et de filtrage énoncé précédemment. Ainsi, à l’aide d’un calculateur, l’angle d’alignement est évalué et analysé afin de connaître au mieux la différence d’alignement entre le tube générateur 11 et le capteur plan 14. En effet, l’angle d’alignement permet de mettre en évidence un parallélisme entre le plan formé par les directions principales 18 et 19 des premier et deuxième champs électromagnétiques au niveau du tube générateur 11 et le plan formé par la première et la deuxième direction D1 et D2 du capteur plan 14.
[0092] Ainsi, l’étape 131 de correction de l’angle d’alignement permet d’obtenir un parallélisme entre le plan du tube générateur 11 perpendiculaire au faisceau rayon X 13 et le plan du capteur plan 14 énoncé précédemment. Pour ce faire, le premier mouvement correctif est appliqué de manière à obtenir une rotation suivant l’une des directions principales 18, 19 du premier ou deuxième champ électromagnétique. De cette manière, on est assuré d’avoir le faisceau de rayons X 12 bien aligné en face du capteur plan 14 et d’éviter d’irradier hors du capteur plan 14.
[0093] De la même manière, l’étape 140 d’évaluation de la première erreur de centrage entre la direction principale 18 d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 et de la deuxième erreur de centrage entre la direction principale 19 d’émission du deuxième champ électromagnétique en la deuxième direction D2 du capteur plan 14 se fait au moyen d’un traitement des premier, deuxième et troisième signaux électriques à l’aide, par exemple, du circuit électronique d’amplification et de filtrage énoncé précédemment. L’évaluation et l’analyse de la première et deuxième erreur de centrage permet de mettre en évidence un potentiel manque de centrage entre le tube générateur 11 et le capteur plan 14. Cela se traduit alors pour une irradiation du faisceau de rayons X 12 hors de la zone du capteur plan 14, ce qui n’est pas optimal.
[0094] L’étape 141 de correction de la première erreur de centrage et de la deuxième erreur de centrage permet alors de recadrer le tube générateur 11 vis-à-vis du capteur plan 14. Pour ce faire, le tube générateur 11 subit une rotation suivant la direction principale 13 d’émission jusqu’à ce que la direction principale 18 du premier champ électromagnétique du tube générateur 11 soit parallèle à la première direction D1 du capteur plan 14 et jusqu’à ce que la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique soit parallèle à la deuxième direction D2 du capteur plan 14 par application du premier mouvement correctif. Ainsi, le plan formé par les directions principales 18 et 19 des premier et deuxième champs électromagnétiques au niveau du tube générateur 11 et le plan formé par la première et la deuxième direction D1 et D2 du capteur plan 14 sont alors colinéaires.
[0095] A la suite de cela, le tube générateur 11 subit une translation suivant la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et/ou suivant la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique par l’application du deuxième mouvement correctif jusqu’à ce que la projection de la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et de la direction principale 19 du deuxième champ électromagnétique sur le plan formé par la première direction D1 et la deuxième direction D2 du capteur plan 14 soient respectivement la première direction D1 et la deuxième direction D2 du capteur plan 14 . De cette manière, le tube générateur 11 est aligné avec le capteur plan 14, ce qui optimise l’irradiation.
[0096] Le procédé d’alignement selon l’invention peut comporter au préalable une étape 150 de calibration destinée à étalonner le signal électrique en fonction de positions prédéterminées du tube générateur 11 et du capteur plan 14. Lors de cette étape, les informations angulaires cités précédemment sont enregistrées puis utilisées pour déterminer des termes correctifs qui seront pris en compte lors des étapes suivantes.
[0097] Le procédé d’alignement selon l’invention peut comporter, à la suite de l’étape 141 , une étape d’évaluation d’un angle d’orientation entre la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 fait au moyen d’un traitement des premier, deuxième et troisième signaux électriques à l’aide, par exemple, du circuit électronique d’amplification et de filtrage énoncé précédemment. Cette étape permet de valider le bon parallélisme entre la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14. En effet, bien que ce parallélisme soit vérifié lors de l’étape 141 , l’évaluation de l’angle d’orientation permet d’apporter une vérification supplémentaire, ce qui augmente la précision et la robustesse du procédé d’alignement selon l’invention.
[0098] Ainsi, le moyen de traitement 17 du premier, deuxième troisième signal électrique de l’ensemble de radiologie 10, représenté en figure 1 , peut comprendre un estimateur de l’angle d’orientation facultative en plus de l’estimation de l’angle d’alignement et de la première et deuxième erreur de centrage du tube générateur 11 vis-à-vis du capteur plan 14.
[0099] De plus, à la suite de cette étape d’évaluation de l’angle d’orientation, une étape supplémentaire de correction de l’angle d’orientation peut être introduite afin de corriger le parallélisme entre la direction principale 18 du premier champ électromagnétique et la première direction D1 du capteur plan 14 par application du premier mouvement correctif selon la direction principale 13 d’émission. Ainsi, cette étape d’évaluation et de correction de l’angle d’orientation est facultative mais augmente la robustesse et la précision du procédé d’alignement. [0100] En outre, le procédé d’alignement peut comprendre une étape de validation d’alignement du tube générateur 11 et du capteur plan 14 à la suite de l’étape 131 . Cette étape de validation d’alignement permet de juger du bon alignement des deux éléments cités précédemment. Pour ce faire, l’angle d’alignement, corrigé lors de l’étape 131 , est comparé à un angle d’alignement seuil, qui peut être, par exemple de 1° à 2°. De cette manière, si la validation d’alignement n’est pas concluante, c’est-à- dire si l’angle d’alignement, corrigé lors de l’étape 131 , reste supérieur à l’angle d’alignement seuil, alors l’angle d’alignement peut subir une nouvelle correction de l’angle d’alignement (étape 131 ) entre la direction principale 13 d’émission et la normale N1 du capteur plan 14 par application additionnelle du premier mouvement correctif.
[0101] De la même manière, le procédé d’alignement peut comprendre une étape de validation de centrage du tube générateur 11 et du capteur plan 14 à la suite de l’étape 141 . Cette étape de validation de centrage permet de juger du bon centrage des deux éléments cités précédemment. Pour ce faire, la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage, corrigé lors de l’étape 141 , sont respectivement comparées à une première erreur de centrage seuil et à une deuxième erreur de centrage seuil, qui peuvent être, par exemple d’environ 2 centimètres à 5 centimètres. De cette manière, si la validation de centrage n’est pas concluante, c’est-à-dire si la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage, corrigées lors de l’étape 141 , restent supérieures à la première erreur de centrage seuil et à la deuxième erreur de centrage seuil, alors la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage peuvent subir une nouvelle correction la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage (étape 141 par application additionnelle par application du premier mouvement correctif et/ou du deuxième mouvement correctif.
[0102] Ainsi, il est possible d’observer une répétition des étapes précédentes jusqu’à ce que l’angle d’alignement soit inférieur à l’angle d’alignement seuil et/ jusqu’à ce que la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage soient inférieures à la première erreur de centrage seuil et à la deuxième erreur de centrage seuil.
[0103] Enfin, l’alimentation des émetteurs 15, 16, 24 par les signaux électriques se fait à des instants différents ou simultanément à des fréquences différentes ou simultanément en décalage de phase de façon à différencier les champs électromagnétiques émis.
[0104] Autrement dit, l’alimentation du premier émetteur interrompu 15 et l’alimentation du deuxième émetteur interrompu 16 peuvent se faire à des instants différents ou simultanément à une fréquence différente ou en décalage de phase. Le fait d’alimenter les émetteurs interrompus à des instants différents ou simultanément à une fréquence différente ou en décalage de phase est un moyen pour distinguer les signaux électriques générés.
[0105] De même, l’alimentation de l’émetteur dit plan 24 et l’alimentation du premier émetteur interrompu 15 et du deuxième émetteur interrompu 16 peuvent se faire à des instants différents ou simultanément à des fréquences différentes ou en décalage de phase.
[0106] L'invention décrite présente plusieurs avantages par rapport aux solutions existantes :
- La combinaison d'un ensemble source émettrice/récepteur magnétique basse fréquence associé à la détection synchrone permet de réduire la sensibilité du système d'alignement par rapport aux perturbations extérieures comme :
-- les perturbations électromagnétiques, y compris le champ magnétique terrestre, -- la présence d'objets entre la source émettrice et le récepteur, ces objets étant opaques aux rayonnements à haute fréquence, y compris la lumière,
- Le principe de détection et de calcul permet localement la résolution du problème inverse magnétique dans la zone où la précision d'alignement est recherchée plutôt qu'une précision de positionnement uniforme dans tout l'espace qui n'est pas nécessaire et serait plus coûteuse en temps et puissance de calcul,
- La recherche de l'alignement permet un fonctionnement avec des distances élevées entre la source et le récepteur,
- Le système peut fonctionner à l'intérieur d'un bâtiment dans un environnement perturbé,
- L'invention peut être facilement mise en oeuvre par ajout d'un système émetteur solidaire de la source de rayons X et de son collimateur et par l'ajout de capteurs de faible encombrement intégrés dans l’électronique du détecteur,
- Les informations calculées peuvent aisément être transmises au système radiologique pour réaliser un alignement automatique du tube avec le détecteur. [0107] La principale innovation est une méthode permettant de résoudre simplement le problème d’alignement entre une source émettrice et un récepteur de manière itérative sans recourir à des calculs, estimations et algorithmes complexes.
[0108] Cette méthode repose sur :
- Un renouvellement avec une cadence inférieure à la seconde de la mesure triaxiale des champs magnétiques émis dans trois directions orthogonales,
- Une méthode simplifiée de calcul de la position et de l'orientation d'autant plus précise que les axes sont proches de l'alignement, cette méthode permettant de résoudre le problème inverse magnétique par des calculs simplifiés ne nécessitant pas d'algorithme complexe ni de puissance de calcul élevée,
- La possibilité de combiner les informations d'origine magnétique avec les informations fournies par des capteurs inertiels pour améliorer la précision de la correction,
- La possibilité d'utiliser le résultat des calculs pour faciliter un alignement manuel ou pour envoyer des signaux de commande à un dispositif d'alignement automatique.
[0109] En privilégiant une stratégie d'alignement par rapport à un positionnement précis en tous points de l'espace, il est possible de réduire les temps ou la puissance de calculs nécessaires. Les temps de latence peuvent ainsi être minimisés et la mesure peut être renouvelée avec une fréquence élevée. En conséquence les déplacements seront plus précis et moins saccadés.

Claims

28 REVENDICATIONS
1. Ensemble de radiologie (10) comprenant :
- un tube générateur (11 ) d’un faisceau de rayons X (12) centré autour d’une direction principale (13) d’émission,
- un capteur plan (14) s’étendant selon un plan défini par une première direction (D1 ) et par une deuxième direction (D2), sensiblement perpendiculaires à la direction principale (13) d’émission rayon X, destiné à recevoir les rayons X (12), caractérisé en ce qu’il comprend :
- un premier émetteur interrompu (15) en deux parties d’émetteur (20, 21 ) de champ électromagnétique, disposé de façon à émettre un premier champ électromagnétique selon une direction principale (18) sensiblement perpendiculaire à la direction principale (13) d’émission, chacune des deux parties d’émetteur (20, 21 ) de l’émetteur interrompu (15) étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X (12),
- un deuxième émetteur interrompu (16) en deux parties d’émetteur (22, 23) de champ électromagnétique, disposé de façon à émettre un deuxième champ électromagnétique selon une direction principale (19) sensiblement perpendiculaire à la direction principale (13) d’émission et sécante à la direction principale (18) du premier champ électromagnétique, chacune des deux parties (22, 23) de l’émetteur interrompu (16) étant positionnée de part et d’autre du faisceau de rayons X (12),
- un émetteur dit plan (24) de champ électromagnétique, l’émetteur dit plan (24) étant une bobine composée de spires, l’émetteur dit plan (24) étant disposé de façon à émettre un troisième champ électromagnétique selon une direction principale (9) sensiblement parallèle à la direction principale (13) d’émission du faisceau de rayons X, les spires étant traversées par la direction principale (13) d’émission,
- des capteurs (29, 30, 31 , 32) de champ électromagnétique solidaires du capteur plan (14), aptes à détecter les premier, deuxième et troisième champs électromagnétiques émis alternativement selon leur direction principale par le premier émetteur (15), le deuxième émetteur (16) et l’émetteur dit plan (24) et générer un premier, deuxième, troisième signal électrique en fonction des champs électromagnétiques détectés,
- un moyen de traitement (17) des premier, deuxième et troisième signaux électriques destiné à déterminer un angle d’alignement entre la direction principale (13) d’émission et une normale (N1 ) du capteur plan (14), à déterminer une première erreur de centrage entre la direction principale (18) d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction (D1 ) du capteur plan (14), à déterminer une deuxième erreur de centrage entre la direction principale (19) d’émission du deuxième champ électromagnétique et la deuxième direction (D2) du capteur plan
(14),
- un moyen de correction (171 ) de l’angle d’alignement par application d’un premier mouvement correctif sur le tube générateur (1 1 ) et des première et deuxième erreurs de centrage par application du premier mouvement correctif et/ou d’un deuxième mouvement correctif sur le tube générateur (1 1 ).
2. Ensemble de radiologie (10) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de traitement (17) comprend des moyens pour distinguer les signaux électriques générés.
3. Ensemble de radiologie (10) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de traitement (17) des premier, deuxième et troisième signaux électriques comprend un estimateur d’un angle d’orientation entre la direction principale (18) du premier champ électromagnétique et la première direction (D1 ) du capteur plan (14).
4. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel chacune des deux parties d’émetteur (20, 21 ; 22, 23) du premier et deuxième émetteur interrompu (15, 16) comprend au moins une spire et en ce que la direction principale (13) d’émission du faisceau de rayons X (12) est positionnée entre les au moins une spire du premier et deuxième émetteur interrompu (15, 16).
5. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’émetteur dit plan (24) comprend au moins une spire traversée par la direction principale (13) d’émission du faisceau de rayons X (12).
6. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les deux parties d’émetteur (20, 21 ; 22, 23) du premier et deuxième émetteur interrompu (15, 16) et l’émetteur dit plan (24) sont des bobines plates.
7. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier mouvement correctif est une rotation du tube générateur (11) suivant l’une des directions principales (18, 19) et/ou une rotation du tube générateur (11 ) suivant la direction principale (13) d’émission et dans lequel le deuxième mouvement correctif est une translation du tube générateur (11 ) suivant l’une des directions principales (18, 19) .
8. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel le capteur plan (14) comprend au moins un inclinomètre.
9. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de traitement (17) et le moyen de correction (171 ) sont mécaniquement liés au capteur plan (14).
10. Ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de traitement (17) et le moyen de correction (171 ) sont mécaniquement liés au tube générateur (11).
11 . Procédé d’alignement d’un ensemble de radiologie (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- Emission par le premier émetteur interrompu (15) du premier champ électromagnétique (étape 100) selon la direction principale (18) sensiblement perpendiculaire à la direction principale (13) d’émission,
- Emission par le deuxième émetteur du deuxième champ électromagnétique selon la direction principale (19) sensiblement perpendiculaire à la direction principale (13) d’émission,
- Emission par l’émetteur dit plan un troisième champ électromagnétique selon une direction principale (9) sensiblement parallèle à la direction principale (13) d’émission,
- Détection par les capteurs des champs électromagnétiques émis alternativement selon leur direction principale par le premier émetteur (15, 16), le deuxième émetteur (15, 16) et l’émetteur dit plan (24) (étape 110),
- Génération des premier, deuxième, troisième signaux électriques par les capteurs (29, 30, 31 , 32) en fonction des premier, deuxième, troisième champs électromagnétiques détectés (étape 120), - Evaluation de l’angle d’alignement entre la direction principale (13) d’émission et une normale du capteur plan (14),
- Correction de l’angle d’alignement entre la direction principale (13) d’émission et une normale du capteur plan (14) par application du premier mouvement correctif,
- Evaluation de la première erreur de centrage entre la direction principale (18) d’émission du premier champ électromagnétique et la première direction (D1 ) du capteur plan (14) et de la deuxième erreur de centrage entre la direction principale (19) d’émission du deuxième champ électromagnétique en la deuxième direction (D2) du capteur plan (14),
- Correction de la première et de la deuxième erreur de centrage par application du deuxième mouvement correctif,
- Optionnellement, répétition des étapes précédentes jusqu’à ce que l’angle d’alignement soit inférieur à un angle d’alignement seuil prédéfini et/ jusqu’à ce que la première erreur de centrage et la deuxième erreur de centrage soient inférieure à une première erreur de centrage seuil et à une deuxième erreur de centrage seuils prédéfinies.
12. Procédé d’alignement selon la revendication 11 , comportant au préalable une étape (150) de calibration destinée à étalonner le signal électrique en fonction de positions prédéterminées du tube générateur (11 ) et du capteur plan (14).
13. Procédé d’alignement selon l’une des revendications 11 ou 12, dans lequel rémission par les émetteurs des champs électromagnétiques comporte une étape d’alimentation des émetteurs (15, 16, 24), et en ce que l’alimentation des émetteurs se fait à des instants différents ou simultanément à des fréquences différentes ou simultanément en décalage de phase de façon à différencier les champs électromagnétiques émis.
14. Procédé d’alignement selon l’une des revendications 11 à 13, comprenant une étape d’évaluation de l’angle d’orientation entre la direction principale (18) du premier champ électromagnétique et la première direction (D1) du capteur plan (14) à la suite de l’étape de correction de l’erreur de centrage et comprenant une étape de correction de l’angle d’orientation entre la direction principale (18) du premier champ 32 électromagnétique et la première direction (D1 ) du capteur plan (14) à la suite de l’étape d’évaluation de l’angle d’orientation.
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