FR2494539A1 - Generateur de rayons x pour un tube a rayons x comportant une electrode mediane connectee a la masse et tube a rayons x alimente par un tel generateur - Google Patents

Abstract

GENERATEUR DE RAYONS X DANS LEQUEL L'ELECTRODE MEDIANE 4 DU TUBE A RAYONS X 1 EST CONNECTEE A LA MASSE ET L'ANODE 2 ET LA CATHODE 3 SONT CONNECTEES CHACUNE A UN GENERATEUR DE HAUTE TENSION, CES GENERATEURS DE HAUTE TENSION POUVANT ETRE PILOTES ELECTRONIQUEMENT ET INDEPENDAMMENT L'UN DE L'AUTRE. LA TENSION DU TUBE EST REGLABLE PAR MODIFICATION DE LA TENSION DU GENERATEUR DE HAUTE TENSION DU COTE DE L'ANODE. LE COURANT DU TUBE PEUT ETRE REGLE TRES RAPIDEMENT PAR MODIFICATION DE LA HAUTE TENSION DU GENERATEUR DE HAUTE TENSION SE TROUVANT DU COTE DE LA CATHODE 3 (LE COURANT EST D'AUTANT PLUS FORT QUE LA TENSION DE CATHODE NEGATIVE EST PLUS ELEVEE PAR RAPPORT A L'ELECTRODE MEDIANE). LES GENERATEURS DE HAUTE TENSION COMPRENNENT, DE PREFERENCE, DES CONVERTISSEURS. APPLICATION: GENERATEURS DE RAYONS X.

Description

"Générateur de rayons X pour un tube à rayons X comportant

une électrode médiane connectée à la masse".

La présente invention concerne un généra-

teur de rayons X destiné à alimenter un tube à rayons X comportant une électrode médiane présente entre son

anode et sa cathode et connectée à la masse, un pre-

mier générateur de haute tension réglé électronique- ment et fournissant une haute tension négative pour

la cathode du tube à rayons X et un deuxième généra-

teur de haute tension fournissant une haute tension

positive pour l'anode.

Un tel générateur de rayons X est décrit dans la demande de brevet allemand publiée avant examen sous

le n 29 17 636. Le premier générateur de haute ten-

sion comporte un circuit à haute tension normal et

un tube électronique connecté en série avec ce cir-

cuit, piloté par la grille et ayant la forme d'une tétrode de commutation et de réglage. Le deuxième

générateur de haute tension comporte un autre cir-

cuit à haute tension qui présente une construction semblable à celle du circuit à haute tension présent

dans le premier générateur de haute tension (trans-

formateur de haute tension avec un pont redresseur qui y est connecté). Un avantage du générateur de rayons X connu est que le taux d'irradiation peut être très rapidement réglé sur une valeur souhaitée et qu'à cet effet, non seulement la tension du tube, mais aussi son courant peuvent être très rapidement modifiés. Un inconvénient de ce circuit est que la modification rapide du courant du tube ne peut pas s'effectuer indépendamment de la tension du tube: le courant du tube ne peut être modifié que dans le même sens que la tension du tube (c'est-à-dire qu'il ne peut être augmenté ou diminué que lorsque la

tension est aussi simultanément augmentée ou dimi-

nuée). Il n'est pas possible de modifier rapidement le courant du tube lorsque la tension du tube reste

constante ou lorsqu'elle varie dans le sens opposé.

La revue "Electro Medica", n0 4 à 5, 1973

pages 177 à 181 incluse, décrit, en outre, un géné-

rateur de rayons X comportant un premier générateur

de haute tension pouvant être commandé électronique-

ment dans le circuit de cathode du tube à rayons X et un deuxième générateur de haute tension pouvant également être commandé électroniquement, dans le circuit d'anode de ce tube à rayons X. Les deux générateurs de haute tension ou les deux triodes de réglage comportant ces générateurs sont commandés par unlm circuit de réglage de haute tension, les hautes tensions des deux générateurs étant mesurées séparément puis comparées chacune à une valeur de réglage commune pour commander les grilles des deux triodes de réglage en fonction de la déviation de réglage. La tension du tube peut certes ainsi

être réglée très rapidement sur une valeur quelcon-

que prédéterminée, mais le courant du tube ne peut être réglé que relativement lentement à la

suite de l'inertie thermique du filament incandes-

cent du tube à rayons X. De plus, la demande de brevet allemandpubiée avant examen sous le n 29 08 767 décrit ungénérateurdehaute tension comportant un convertisseur à la sortie

duquel est connecté un transformateur de haute ten-

sion pour l'alimentation du tube à rayons X. Pour

modifier la tension du tube, la fréquence de fonc-

tionnement du convertisseur peut être pilotée élec-

troniquement. Le convertisseur est connecté à une source de tension continue pourvue de thyristors

dont la tension de sortie peut également être pilo-

tée électroniquement.

L'invention a pour but de procurer un générateur dé rayons X au moyen duquel le courant

et la tension du tube puissent être réglés rapide-

ment et indépendamment l'un de l'autre.

Un générateur de rayons X du type men-

tionné plus haut est caractérisé, suivant l'inven-

tion, en ce qu'un circuit de réglage du courant du tube est prévu pour le pilotage de la grandeur de la haute tension fournie par le premier générateur de haute tension et un circuit de réglage de la tension du tube pour le pilotage de la grandeur

de la haute tension produite par le deuxième généra-

teur de haute tension réglé électroniquement, ces

circuitsde réglage du courant et de la ten-

sion du tube étant pourvus cha-

cun d'un élément de mesure correspondant servant à mesurer le courant du tube et la tension du tube et d'un régulateur qui compare la valeur mesurée (réelle) du courant du tube ou de la tension du tube à une valeur de consigne et pilote le premier ou le deuxième générateur de haute tension. A la suite du pilotage des deux générateurs de haute tension, la différence entre la valeur mesurée du courant du

tube ou de la tension du tube et leur valeur de con-

signe associée diminue rapidement et le réglage souhaité du courant du tube et de la tension du

tube est rapidement réalisé.

Le réglage rapide du courant est donc obte-

nu suivant l'invention par le fait que la haute ten-

sion est modifiée du cOté de la cathode 'par pilo-

tage du premier générateur de haute tension). Cela étant, la tension entre la cathode et la partie médiane du tube à rayons X varie et détermine dans une mesure importante le courant du tube,pour une tension prédéterminée du tube. Le réglage rapide du courant et de la tension du tube exige que la haute tension puisse d'une manière correspondante être rapidement modifiée. Ceci est possible sans plus

avec des générateurs de haute tension réglables élec-

troniquement. Des valeurs de 20 kV/ms ou des valeurs

plus élevées peuvent être atteintes sans difficulté.

La limitation ne résulte plus, en substance, que de la constante de temps de décharge du circuit à

haute tension.

Un exemple de tubes à rayons X à l'alimenta-

tion desquels est destiné le générateur de rayons X con-

forme à l'invention est décrit dans la revue "Medicamundi" volume 25, n 1, 1980 aux pages 29 et 30, et dans la - demande de brevet allemand publiée avant examen sous le n2850 583 et est commercialisé par la Société Philips sous le nom "Super Rotalix Ceramic". Cette

réalisation se distingue des tubes qualifiés de ma-

nière générale de tubes à rayons X pilotés par la

grille par le fait que la tension sur la partie mé-

diane est, en général, positive par rapport à la cathode et peut prendre des valeurs très élevées qui correspondent à la moitié de la tension maximale du tube ou à une tension supérieure. Pour un tel tube à rayons X, le couirant qui passe de la cathode vers l'anode est déterminé,dans un large domaine de la haute tension entre la cathode et la partie médiane qui est compris entre environ 25 kV et 60 kV, principalement par cette haute tension et dans une faible mesure seulement par la tension du tube (c'est-à-dire par la tension entre l'anode et la cathode). En tout cas, une variation de tension entre la cathode et la partie médiane influence beaucoup plus le courant du tube qu'une variation de tension d'égale grandeur entre la partie médiane

et l'anode.

Lorsque, pour un réglage déterminé du courant de chauffage et du courant du tube,pour lequel la tension du tube est, par exemple, de 80 kV, de sorte que la tension sur la cathode pourrait être de -50 kV et la tension sur l'anode de +50 kV, le

courant du tube doit être, par exemple, très rapide-

ment augmenté, seules les hautes tensions pré-

sentes sur la cathode et sur l'anode doivent être abaissées dans le même sens et avec la même amplitude., de telle sorte que par la suite la tension de cathode soit, par exemple, de -40 kV et la tension d'anodede

+40 kV.

Un avantage du générateur de rayons X con-

forme à l'invention réside dans le fait que le pré-

réglage du courant de chauffage du tube à rayons X n'est plus aussi important, c'est-à-dire ne doit plus être choisi d'une manière aussi précise parce que, pendant l'enregistrement, c'est-à-dire directement

après l'enclenchement de la tension du tube, le cou-

rant souhaité du tube apparaît réellement; des

déviations possibles peuvent en effet être très rapi-

dement éliminées par réglage.

Un avantage particulier du générateur de rayons X conforme à l'invention réside dans la posibilité

de réglage rapide et indépendamment l'un de l'autrede la ten-

sion du tube et du courant du tube, ce qui est particu-

lièrement intéressant pour le réglage du taux d'ir-

radiation. Une autre forme d'exécution d'un géné-

rateur de rayons X conforme à l'invention est, par conséquent, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure servant à mesurer le taux d'irradiation est prévu, un signal de sortie de ce dispositif étant amené- à un dispositif comparateur pour comparer le signal de sortie à une valeur de consigne du taux d'irradiation et pour produire un signal de commande dépendant de la différence entre le signal de sortie et la valeur de consigne, ce signal de commande

étant amené à un circuit de commande pour la sélec-

tion d'au moins une des valeurs de consigne pour le circuit de réglage du courant du tube et de la

tension du tube.

La manière selon laquelle les valeurs de

consigne pour le courant du tube et/ou pour la ten-

sion du tube doivent varier en fonction de la valeur de consigne du taux d'irradiation dépend toujours

de la méthode d'examen et des souhaits de l'utilisa-

teur. Lorsque,par exemple, le caractère d'enregis-

trement ne doit pas être modifié, la tension du tube doit être maintenue constante et seul le courant du tube doit varier en fonction du taux d'irradiation mesuré.On n'obtient ainsi cependant qu'un domaine de réglage relativement petit. Une autre possi- bilité consiste à faire varier le courant du tube et la tension du tube dans le même sens (le courant du tube augmente ou diminue, respectivement, lorsque la tension du tube augmente ou diminue). On obtient ainsi un domaine de réglage plus grand. Selon une autre combinaison souhaitable, la valeur de consigne du courant du tube est modifiée en fonction de la valeur de consigne de la tension du tube d'une manière telle que le produit des deux valeurs de

consigne reste toujours constant (fonctionnement à puis-

sance constante). La valeur de consigne de la valeur du tube doit alors augmenter (ou diminuer) lorsque le taux d'irradiation mesuré est trop petit (trop grand). Dans ce cas, pour une puissance du tube et un taux d'irradiation prédéterminés, on obtient

la tension du tube la plus basse possible, c'est-à-

dire le contraste le plus fort possible. Pour satisfaire à toutes ces exigences, selon une autre forme de réalisation du générateur de rayons X, il

est prévu de sélectionner divers processus de fonc-

tion dans le circuit de commande par l'intermédiaire d'un dispositif d'entréeselon lequel les valeurs de consigne de la tension du tube et du courant du tube varient en fonction de la différence entre le taux d'irradiation mesuré et la valeur de consigne

de ce taux d'irradiation.

Lors du réglage rapide du courant du tube dans une forme d'exécution d'un générateur de rayons X conforme à l'invention, il peut arriver que

des points de travail très défavorables se présen-

tent pour le tube à rayons X. Par exemple, la valeur de la tension entre la cathode et l'électrode médiane peut être notablement supérieure ou inférieure à celle de la tension entre l'anode et l'électrode médiane, cequi provoque une asymétrie importante; il est également

possible que la tension entre la cathode et l'élec-

trode médiane parvienne, sous l'effet du réglage,

dans un domaine dans lequel la variation de la ten-

sion de cathode n'ait qu'une influence faible surle courant du tube. Pour un tel cas, une autre forme d'exécution d'un générateur de rayons X conforme à l'invention prévoit, dans un circuit comparateur dont la première entrée est couplée à un élément de mesure servant à mesurer la tension entre la cathode du tube à rayons X et la masse et dont la deuxième entrée porte une valeur de consigne de la tension de cathode, que les signaux de sortie pilotent le courant de chauffage passant par la cathode du tube à rayons X d'une manière telle que la différence entre la tension de cathode mesurée et la valeur de consigne de cette tension de cathode diminue. On obtient ainsi un circuit de réglage (grandeur de réglage:'tension de cathode; grandeur de consigne: courant de chauffage passant par la cathode) qui assure que la tension de cathode correspond au moins approximativement à la valeur de consigne de cette tension de cathode. Lorsque la valeur de consigne de la tension de cathode est dérivée de la valeur réelle de la tension d'anode ou de la valeur de consigne de la tension du tube, il est possible que la tension d'anode et la tension de cathode

acquièrent des valeurs égales. La valeur de con-

signe de la tension de cathode peut cependant aussi être choisie telle qu'on obtienne, après le réglage, le plus grand domaine de réglage du courant de cathode

par la tension de cathode.

Ce processus de réglage se déroule rela-

tivement lentement parce que le courant du tube ne peut suivre une variation du courant de chauffage de la cathode qu'avec un retard déterminé par l'inertie thermique du montage de cathode. Etant donné que le

courant du tube ne varie que lentement sous l'ef-

fet de la variation du courant de chauffage, la ten-

sion de cathode est simultanément toujours modi- fiée d'une manière telle que la valeur de consigne

prédéterminée du courant du tube est conservée.

Ceci provoque à nouveau une variation de la tension du tube qui doit être compensée par une variation correspondante de la tension d'anode pour conserver la valeur de consigne de la tension du tube. Dans l'état stationnaire, la tension du tube, le courant du tube et la tension de cathode correspondent alors

finalement aux valeurs de consigne.

Pour la mesuire du courant du tube, il est prévu que le premier générateur de haute tension soit connecté à la masse par l'intermédiaire d'une résistance de mesure prévue dans le circuit de

réglage du courant du tube. En principe, la résis-

tance de mesure pourrait aussi être connectée dans le côté anode, mais ceci introduirait alors une erreur de mesure plus importante,parce qu'une fraction des électrons produisant du rayonnement est réfléchie

par l'anode et évacuée par l'intermédiaire de l'élec-

trode médiane. Cette fraction du flux d'électrons

ne serait donc pas mesurée du côté de l'anode..

Mais des erreurs apparaissent également lors d'une

mesure effectuée du côté de la cathode. Par exem-

ple, le courant de la résistance de mesure de haute tension est également mesuré du cOté de la cathode. Pour

cette raison, il faut soustraire une valeur correspon-

dante proportionnelle à la tension de cathode de la valeur obtenue à l'aide de l'impédance de mesure

pour former la valeur réelle du courant du tube.

Une autre erreur de mesure, bien que faible, est

produite par les électrons qui sont captés et éva-

cués par l'électrode médiane avant de pouvoir atteindre l'anode. La fraction mesurée en excès peut être déterminée à partir de la tension de cathode et de la tension d'anode et peut être considérée comme

facteur de correction.

L'invention sera décrite ci-après dans une forme d'exécution représentée au dessin annexé qui est un schéma synoptique d'un générateur de rayons X

conforme à l'invention.

Sur la Fig. 1, 1 désigne un tube à rayons X

comportant une anode 2, une cathode 3 et une élec-

trode médiane 4 traversée par les électrons qui vont de la cathode 3 vers l'anode 2. La haute tension

positive pour l'anode 2 est produite par un généra-

teur de haute tension qui comporte un circuit de haute tension 5 comprenant un transformateur de haute tension, non représenté, et un redresseur quilui est connecté, ainsi qu'un convertisseur résonnant série 6 qui est connecté au réseau de courant triphasé R, S, T. Un tel convertisseur 6 est décrit dans la demande de brevet allemand publiée nô 29 08 767. La tension ainsi fournie à l'enroulement primaire du transformateur de haute tension dans le circuit de haute tension 5 dépend de la fréquence de travail du convertisseur 6. La haute tension négative pour la cathode 3 du tube à rayons X 1 est fournie par un générateur de haute tension qui comporte un circuit

de haute tension 7 et un convertisseur 8. La pre-

mière connexion du circuit de haute tension 5 est reliée directement à la masse et la connexion du circuit de haute tension 7 opposée à la cathode 3

est connectée à la masse ou à la terre par l'inter-

médiaire d'une résistance de mesure 9 de laquelle

une tension relativement faible, au maximum de quel-

ques voltspeut être prélevée.

Le générateur de rayons X représenté au dessin comporte un circuit de réglage du courant de

tube et un circuit de réglage de la haute tension.

Le circuit de réglage du courant du tube (9, 10, 13, 14) comporte un dispositif de réglage 10 qui compare une valeur de consigne à fixer au préalable sur son entrée 11 à une valeur réelle sur son entrée 12 et fournit au convertisseur

8 un signal de réglage de courant, la tension alter-

native de sortie de ce-convertisseur étant ainsi

réglée en compagnie de cette façon de la haute ten-

sion sur la cathode 3. Dans un convertisseur du type mentionné dans le préambule, la fréquence du signal de réglage de courant fourni par le dispositif de réglage 10 dépend, par conséquent, de la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle. Le dispositif de réglage 10 comprendra dans ce cas un

amplificateur de différence et un oscillateur com-

mandé par variation de tension.

A la suite de la variation de la haute tension produite par le générateur de haute tension 7, 8 du côté de la cathode 3, le courant du tube varie sous l'effet des dites influences et ce à la même vitesse que celle à laquelle varie la haute tension. Le courant du tube est mesuré à l'aide d'un élément de mesure ayant la forme de la résistance 9. La chute de tension au passage de la résistance 9 est proportionnelle au courant du tube

et est amplifiée dans l'amplificateur 13 et corri-

gée dans le dispositif de calcul 14. Cette correc-

tion est nécessaire parce que le courant qui passe par la résistance 9 est toujours supérieur à celui qui atteint l'anode. Une fraction du courant passant par la résistance 9 s'échappe, en particulier par l'intermédiaire d'un diviseur de tension 15 qui est connecté entre la cathode et la masse ou la terre, qui sert à mesurer la haute tension sur la cathode

et qui fait partie du circuit de réglage de haute ten-

sion (15, 16, 17, 18, 19, 21). Cette fraction du courant doit être soustraite de la valeur mesurée à l'aide de la résistance de mesure 9. A cet effet, la tension mesrée à l'aide d'un élément de mesure ayant la forme du diviseur de tension à résistance 15 est amenée par l'intermédiaire d'un amplificateur 16 à une autre entrée du dispositif de calcul 14 qui soustrait cette valeur qui est amplifiée selon un facteur adapté, de la valeur déterminée au moyen des éléments 9 et 13. Une partie du courant de cathode (le courant passant par la résistance 9 moins le courant passant par la résistance 15) n'atteint cependant pas l'anode, mais passe par l'intermédiaire de l'électrode médiane 4 vers la terre. Ce courant de fuite vers la terre est indépendant du courant du tube (courant passant' par l'anode), mais dépend du potentiel de cathode et de la tension présente entre l'anode et la cathode

(tension du tube). On peut tenir compte de ce cou-

rant de fuite lors de la correction dans le disposi-

tif de calcul par le fait que la valeur du courant

passant par la résistance 9 diminué du courant pas-

sant par la résistance 15 est multipliée par un facteur de correction. qui est inférieur à 1. Etant donné qu'un signal correspondant à la tension de cathode est déjà amené au dispositif de calcul 14

par l'intermédiaire de l'amplificateur 16, il suf-

fit, pour la détermination du facteur de correction du dispositif de calcul 14 de fournir encore un

signal proportionnel à la tension du tube.

Ce signal est fourni par un dispositif soustracteur 17 dont la fonction sera expliquée plus en détail

dans la description suivante. Lorsque les exigences

de précision du signal de réglage à fournir à l'en-

trée 12 sont moins rigoureuses, on peut négliger la correction. Le dispositif de calcul comporte un amplificateur de différence dont la sortie est

connectée à un amplificateur dont le facteur d'am-

plification peut être réglé électriquement. -

Le circuit de réglage de la tension du tube (15, 16, 17, 18, 19, 21) comporte, en plus du

diviseur de tension 15 dont une tension correspon-

dante à la tension de cathode est retirée, et de l'am-

plificateur 16 qui amplifie cette tension, un autre élément de mesure ayant la forme d'un diviseur de tension à résistance 18 et d'un amplificateur 19. Le diviseur de tension à résistance 18 est connecté entre l'anode 2 du tube à rayons X 1 et la terre et une tension qui en est soustraite est amplifiée par l'amplificateur 19. Le circuit soustracteur 17 forme la tension de différence entre les tensions

de sortie des amplificateurs 19 et 16 qui est pro-

portionnelle à la tension du tube lorsque le produit du facteur de division du diviseur de tension 18 par

l'amplification de l'amplificateur 19 correspond au pro-

duit du facteur de division du diviseur de tension 18 par l'amplification des unités 15 et 16. Si l'un des deux amplificateurs faisait tourner l'amplification de 1800, l'unité 17 devrait être un circuit additionneur

pour rendre son signal de sortie proportiomnel à la tension du tube.

Le signal de sortie du circuit soustrac-

teur 17, qui est proportionnel à la valeur réelle de la tension du tube, est amené par l'intermédiaire

d'une ligne 20 à une entrée d'un dispositif de ré-

glage 21 sur l'autre entrée duquel est amené, par

l'intermédiaire d'une ligne 22, un signal qui cor-

respond à la valeur de consigne de la tension du tube. Le dispositif de réglage 21 forme un signal de réglage de tension correspondant à la déviation entre la valeur réelle et la valeur de consigne

(ou un signal dont la fréquence d'impulsions corres-

pond à la déviation) et pilote ainsi la tension de

sortie du convertisseur 6 et dès lors la haute ten-

sion sur l'anode 2 du tube à rayons X. Le disposi-

tif de réglage 21 est de préférence identique au dispositif de réglage 10 du circuit de réglage du

courant du tube (7, 8, 9, 10, 13, 14).

Chaque circuit limiteur 23 ou 24 compare la valeur de tension de cathode ou de tension d'anode réelle à une valeur limite prédéterminée qui vaut de 50 à 100% de la tension maximale admissible et assure, lorsque cette valeur limite est atteinte, que le signal de sortie du dispositif de réglage 20

ou 21 ne change plus, même lorsque la différence en-

tre les valeurs de consigne et les valeurs réelles augmente. A côté de l'amplificateur de différence

et de l'oscillateur contrôlé par tension les dis-

positifs de réglage 10, 21 comportent en outre un inverseur qui est desservi par les limiteurs 23, 24 et pose l'entrée de l'oscillateur à un

potentiel fixe choisi au préalable lorsque les ten-

sions d'anode ou de cathode dépassent la limite fixée. On admet ci-après que le tube à rayons X

est mis en oeuvre à une tension de 80 kV et à un cou-

rant de 1 A que la tension d'anode pourrait être de +40 kV et la tension de cathode de -40 kV et que les valeurs de consigne alors présentes pour la tension du tube et pour le courant du tube sont brusquement modifiées de telle sorte qu'une valeur de consigne de la tension du tube correspondant à 90 kV (sur la ligne 12) et une valeur de consigne du courant du tube correspondant à 0,5 A (sur la ligne 11) se

présentent.Il s'ensuit alors les opérations de ré-

glage suivantes.

Etant donné que la valeur de consigne du courant du tube est initialement inférieure à la valeur réelle du courant du tube, le convertisseur 8 est piloté par l'intermédiaire du dispositif de réglage 10 d'une manière telle que la haute tension du générateur de haute tension 7, 8 tombe, ce qui entraîne une diminution du courant du tube. Cette opération de réglage se termine pour une tension de cathode pour laquelle la valeur réelle sur la ligne 12 correspond à la valeur de consigne sur la ligne 11, la valeur de la tension de cathode étant, par exemple, de -25 kV. Simultanément, la haute tension du générateur de haute tension 5, 6 est augmentée du côté de l'anode au point que la différence entre la tension d'anode et la tension de cathode corresponde à la nouvelle valeur de consigne de la tension du

tube. Au terme de l'opération de réglage, la ten-

sion de cathode serait alors de -25 kV et la tension

d'anode de +65 kV.

Cet exemple montre que, pour le réglage rapide, la tension d'anode et la tension de cathode sont asymétriques par rapport au potentiel présent

sur l'électrode médiane 4. Dans certaines circon-

stances, ceci peut avoir pour résultat que la ten-

sion maximale du tube n'est pas atteinte,parce que

la limitation du signal de sortie du disposi-

tif de réglage 10 ou 21 par l'unité 23 ou 2+ agit d'un côté. Il est aussi possible que la tension de cathode parvienne dans un domaine dans lequel

son influence sur le courant du tube est relative-

ment faible.

Pour éviter ces inconvénients, le généra-

teur de rayons I comporte en supplément un montage qui, en combinaison avec le circuit de réglage du courant du tube, fonctionne comme circuit de réglage

de la tension du tube.

Ce circuit de réglage de la tension de cathode comporte un dispositif de réglage 25 à la sortie duquel est connecté un transformateur de courant de chauffage 26 servant à chauffer la cathode 3 du tube à rayons X 1 (d'autres éléments de réglage présents dans le circuit du courant de chauffage et au moyen desquels avant le début d'un enregistrement, le courant de chauffage peut être

réglé, sont omis pour plus de simplicité). Le dis-

positif de réglage 25 compare le signal de sortie de l'amplificateur 16, qui est proportionnel à la tension de cathode, à une valeur de consigne de la tension de cathode. La valeur de consigne peut

correspondre à la tension d'anode, mais doit cepen-

dant avoir la polarité opposée. La valeur de consi- gne peut être dérivée de la tension de sortie de l'amplificateur 19. Lorsque la tension de sortie de l'amplificateur 19 a, en ce qui concerne la tension d'anode, la même phase que la tension de sortie de l'amplificateur 16, en ce qui concerne la tension de cathode, il faut que les deux tensions soient

additionnées dans le dispositif de réglage 25. Cepen- dant, lorsque la valeur de consigne de la tension de cathode est dérivée

d'une entrée inverseuse de l'amplificateur 19, il faut que le dispositif de réglage 25 produise une valeur de consigne dépendant

de la différence des deux tensions de sortie.

Le circuit fonctionne de la manière sui-

vante. Dans le dispositif de-réglage 25, pendant les opérations de réglage décrites plus haut et au terme de celles-ci, les valeurs momentanées de la tension de cathode et du courant de cathode sont comparées. Si une différence apparaît, le courant

de chauffage passant par la cathode 3 est modifié.

Cette modification aurait pour conséquence une modi-

fication du courant du tube si la tension de cathode restait non modifiée. La variation du courant du

tube est toutefois immédiatement éliminée par le cir-

cuit de réglage du courant du tube. Le dispositif de réglage 25 intervient jusqu'à ce que la tension de cathode et la tension d'anode soient égales en valeur absolue. Ce processus de réglage du courant

de chauffage s'effectue en raison de l'inertie ther-

mique beaucoup plus lentement que les deux processus de réglage décrits plus haut; au terme de ce processus, on obtient une répartition de tension symétrique si la limite du courant de chauffage

l'admet pour la tension en question.

A titre de valeur de consigne de tension de cathode, on peut toutefois également choisir en lieu et place de la valeur dérivée de la tension d'anode, une valeur telle que l'on obtienne toujours la tension de cathode, ce qui donne le domaine de réglage le plus grand possible. Cette valeur de consigne pourrait, comme indiqué par une ligne en traits interrompus, être fournie par un circuit de commande 27. Etant donné que cette valeur dépend tant de la tension du tube que du courant du tube, à chaque combinaison de courant et de tension du

* tube correspondrait une autre valeur de consigne.

Cette valeur de consigne est, par exemple, extraite d'une mémoire présente dans le circuit de commande 27 en fonction des valeurs de consigne du courant du

tube et de la tension du tube.

Le circuit de commande 27 modifie les va-

leurs de consigne de la tension du tube et/ou du courant du tube en fonction du taux d'irradiation mesuré derrière le patient. A cet effet, l'intensité du rayonnement, qui a traversé le patient 28, est mesurée par un détecteur de rayonnement 29 adéquat, par exemple une chambre d'ionisation, auquel un élément intégrateur est connecté. Pour un taux d'irradiation constant, le signal de sortie augmente de ce fait de manière linéaire sur la ligne 30. Dans le dispositif de réglage 31, ce signal est comparé à un signal présent sur la ligne 32 et augmentant également de manière linéaire, qui correspond à un taux d'irradiation de consigne souhaité. Le signal correspondant à la différence entre les signaux sur les lignes 31 et 32 est envoyé,par l'intermédiaire

de la ligne 35,au circuit de commande 27 qui modi-

fie les valeurs de consigne produites par ce circuit

en fonction du signal présent sur la ligne 33.

Diverses fonctions sont ainsi possibles.

Le taux d'irradiation peut n'être réglé que par une modification de la tension du tube et/ou du courant du tube. Une première possibilité pour le réglage du taux d'irradiation implique que les valeurs de consigne du courant du tube et de la tension du tube soJitmodifiées de manière linéaire ou selon une autre fonction préétablie avec la tension du tube, dans le même sens, c'est-à-dire que la valeur de consigne pour le courant du tube augmente (diminue) lorsque la valeur de consigne pour la tension du

tube augmente (diminue).

Il est cependant aussi possible de faire varier les valeurs de consigne pour la tension du tube et pour le courant du tube en sens opposé l'une par rapport à l'autre, de telle façon que le courant du tube augmente lorsque la tension du tube diminue

et inversement. Cette possibilité est sur-

tout avantageuse lorsque les deux valeurs de consi-

gne sont modifiées d'une manière telle que leur

produit (qui est lacharge du tube) soit constant.

Etant donné que la tension du tube a une plus grande influence sur le taux d'irradiation que le courant du tube, il faut augmenter (diminuer) la tension du tube lorsque le taux d'irradiation mesuré est trop

faible (trop élevé). La combinaison la plus adé-

quate parmi toutes celles-ci est toujours choisie en fonction de la méthode d'examen et des conceptions de l'utilisateur. A l'aide d'un dispositif d'entrée 34, l'utilisateur peut chaque fois sélectionner une des

dites combinaisons.

Le circuit de commande 27 peut comprendre un micro-ordinateur qui est connecté à la sortie 33 du dispositif de réglage 31 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique et qui calcule selon divers programmes, dont l'un peut chaque fois

être sélectionné par l'utilisateur (par l'intermé-

diairedu dispositif d'entrée 34), les valeurs de consigne Dour la tension du tube et pour le courant du tube et les fournit par l'intermédiaire

des convertisseurs numériques-analogiques sur-les li-

gnes 11 et 22 sous la forme de signaux analogiques. Le circuit de commande 27 peut cependant aussi comporter des groupes d'éléments fonctionnant de manière analogique. Le signal sur la ligne 33

peut être amplifié,par exemple au moyen d'un ampli-

ficateur de réglage,et peut être additionné dans un circuit additionneur à une valeur qui correspond à

la valeur de la tension du tube réglée par l'utili-

sateur. La tension de sortie du circuit additionneur donne alors la valeur de consigne pour la tension du tube. On peut en déterminer la valeur de consigne pour le courant du tube au moyen d'un circuit de traitement à fonction de traitement commutable, par

exemple en divisant une valeur constante (qui cor-

respond à la puissance admissible du tube) par la valeur de consigne de la tension du tube, ou en

multipliant la tension du tube par un facteur cons-

tant, de telle sorte que le courant du tube augmente proportionnellement à la tension du tube. Un exemple d'un tel circuit de traitement, qui peut effectuer au choix une division et une multiplication ainsi que d'autres fonctions, est le circuit intégré

AD 534 de la firme Analog Devices. Pour la commu-

tation vers les diverses fonctions (multiplication, division, etc.), on peut prévoir des commutateurs

pouvant être commandés tels que ceux qui sont pré-

sents dans le circuit-porte intégré DG 201 et qui

sont commandés par le dispositif d'entrée 34.

Claims (10)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Générateur de rayons X destiné à alimenter un tube à rayons X comportant une électrode médiane présente entre son anode et sa cathode et connectée à la masse, un premier générateur de haute tension réglé électroniquement et fournissant une haute tension négative pour la cathode du tube à rayons X et un deuxième générateur de haute tension fournissant une haute tension positive pour l'anode, caractérisé en ce qu'un circuit de réglage du courant du tube (7, ', 9, 10, 13, 14) est prévu pour le pilotage de la grandeur de la haute tension fournie par le premier générateur de haute tension (7, 8)etence qu'un circuit de réglage de la tension du tube (5, 6, 15, 16, 17, 18, 19, 21) est prévu pour le pilotage de la grandeur de la haute tension produite par le deuxième générateur de haute tension (5, 6) réglé électroniquement, le circuit de réglage du courant du tube et le circuit de réglage de la tension du tube étant pourvus chacun d'un dispositif de mesure (9, 13, 15, 16, 17, 18, 19) servant à mesurer le

courant du tube et la tension du tube et d'un dis-

positif de réglage (10, 22) qui compare la valeur mesurée du courant du tube ou de la tension du tube à une valeur de consigne et pilote le premier

ou le deuxième générateur de haute tension.

2.- Générateur de rayons X suivant la

revendication 1, caractérisé en'ce que le généra-

teur de haute tension pilotable est constitué d'un circuit de haute tension (5, 7) combiné avec un tube électronique piloté par la grille et connecté

en série avec ce circuit.

3.- Générateur de rayons X suivant la

revendication 1, caractérisé en ce que chaque géné-

rateur de haute tension (5, 6, 7, 8) comporte un convertisseur (6, 8) dont la tension de sortie peut

être réglée par pilotage de sa fréquence de tra-

vail.

4.- Générateur de rayons X suivant la

revendication 1,-caractérisé en ce que chaque géné-

rateur de haute tension (5, 6, 7, 8) comporte un convertisseur (6, 8) à fréquence de travail cons-

tante qui est connecté à une source de tension con-

tinue donnant une tension continue pouvant être

pilotée électroniquement.

5.- Générateur de rayons X suivant l'une

quelconque des revendications précédentes, caracté-

risé en ce qu'un dispositif de mesure (29) servant à mesurer le taux d'irradiation est prévu, un signal

de sortie de ce dispositif étant amené à un dispo-

sitif comparateur (31) pour comparer le signal de

sortie à une valeur de consigne du taux d'irradia-

tion et pour produire un signal de commande dépen-

dant de la différence entre le signal de sortie et la valeur de consigne, ce signal de commande étant amené à un circuit de commande(27) pour la sélection

d'au moins une des valeurs de consigne pour le cir-

cuit de réglage du courant du tube et de la tension

du tube.

6.- Générateur de rayons X suivant l'une

quelconque des revendications précédentes, caracté-

risé en ce qu'un circuit comparateur (25) est prévu, sa première entrée étant couplée à un élément de mesure (15, 16) servant à mesurer la tension entre la cathode du tube à rayons X et la masse et sa seconde entrée portant une valeur de consigne de la tension de cathode, les signaux de sortie de ce circuit pilotant le courant de chauffage de la

cathode du tube à rayons X en vue de diminuer la dif-

férence entre la tension de cathode mesurée et la

valeur de consigne de cette tension de cathode.

7.- Générateur de rayons X suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur de consigne de la tension de cathode est fournie par un dispositif de mesure (18, 19) servant à mesurer la tension entre l'anode (2) du tube à rayons X (1) et

la masse.

8.- Générateur de rayons X suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier - générateur de haute tension (7, 8) est connecté à la masse par l'intermédiaire d'une résistance de mesure (9) présente dans le circuit de réglage du courant

du tube.

9.- Générateur de rayons X suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un diviseur de tension (15) est connecté entre la cathode (3) du tube à rayons X(1) et la masse, et en ce que la tension dérivée du diviseur de tension (15), ou une valeur qui lui est proportionnelle} ainsi que la valeur obtenue au moyen de la résistance de mesure (9) sont-amenées à un dispositif de calcul (14) pour la formation de la

valeur représentant leur différence.

10.- Tube à rayons X suivant la revendica-

tion 9, caractérisé en ce que la tension dérivée du diviseur de tension(15) est amenée au circuit de

réglage de la tension du tube.