FR2514908A1 - Procede d'enregistrement d'une image produite par des rayons x - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'ENREGISTREMENT D'UNE IMAGE PRODUITE PAR DES RAYONS X. UNE PILE DE NOMBREUSES FEUILLES LUMINESCENTES STIMULABLES 12A A 12N ET UN TUBE A RAYONS X 11 SONT DISPOSES AVEC UN OBJET 14 ENTRE EUX ET SONT DEPLACES AUTOUR D'UN PLAN TOMOGRAPHIQUE 18A A 18N DANS L'OBJET DE MANIERE A RESPECTER LA REGLE LINEAIRE ET LA REGLE GEOMETRIQUE DURANT L'EXPOSITION, EMMAGASINANT AINSI DES IMAGES DE NOMBREUX PLANS TOMOGRAPHIQUES DANS LES FEUILLES EN UNE SEULE ETAPE D'ENREGISTREMENT. ON EXPOSE ENSUITE LES FEUILLES A UNE RADIATION STIMULANTE DE MANIERE A LEUR FAIRE EMETTRE DE LA LUMIERE, QUI EST DETECTEE PHOTOELECTRIQUEMENT, ET LES SIGNAUX ELECTRIQUES OBTENUS SONT REPRODUITS SOUS LA FORME D'IMAGES TOMOGRAPHIQUES VISIBLES. UTILISATION POUR DIAGNOSTIC MEDICAL.
Description
La présente invention concerne un procédé pour enre-
gistrer une image produite par des rayonx X, et plus parti-
culièrement un procédé pour enregistrer une image produite par des rayons X en utilisant une feuille à substance luminescente (en anglais: phosphor) stimulable. Pour le diagnostic médical, on utilise d'une manière générale la radiographie dans laquelle une image par irradiation d'un objet est obtenue en exposant l'objet à des rayons X et en enregistrant les rayons X passant à travers l'objet sur un film photographique pour rayonx X. Dans la radiographie classique, comme on enregistre une image par irradiation de l'objet entier, la radiographie obtenue est quelquefois défavorablement influencée par une ombre gênante se superposant à l'image d'une partie de l'objet examiné Par exemple, quand on radiographie les poumons, une ombre des côtes se superpose à l'image des poumons enregistrée, rendant difficile de faire un
diagnostic correct de la zone de maladie dans les poumons.
Quand on radiographie des organes abdominaux, le gaz contenu dans les intestins forme une ombre se superposant à l'image des organes abdominaux et ayant une influence
défavorable sur le diagnostic concernant les organes.
Pour éliminer les ombres gênantes rencontrées dans la radiographie classique, il a été proposé d'utiliser la tomographie dans laquelle une image de seulement un plan tomographique désiré dans un objet est formée nettement sur un film photographique pour rayons X tandis que les images des autres plans dans l'objet sont rendues floues En tomographie, un tube à rayons X et un film photographique sont en face l'un de l'autre avec un objet entre eux, et ils sont déplacés l'un par rapport à l'autre autour de l'objet pendant la durée de l'exposition de l'objet aux rayons X de manière à satisfaire à la règle linéaire et à la règle géométrique La règle linéaire spécifie que le foyer du tube à rayons X, un point sur le plan tomographique -2- dans l'objet et un point sur le film radiographique
doivent être sur la même ligne droite La règle géomé-
trique spécifie que le rapport de la distance entre le foyer du tube à rayons X et le plan tomographique dans l'objet à la distance entre le plan tomographique et le
film radiographique doit être maintenu constant.
Récemment, il a été proposé d'effectuer une tomo-
graphie à couches multiples simultanée dans laquelle l'enregistrement est effectué de la même manière que décrit ci-dessus en empilant une multiplicité de combinaisons d'un
film photographique pour rayons X et deux écrans renfor-
çateurs pour rayons X de manière qu'on obtienne simulta-
némant des images d'une multiplicité de plans tomogra-
phiques dans un objet sur les films photographiques pour
rayons X respectifs de ces combinaisons.
En tomographie, le tube à rayons X et les combinaisons peuvent être déplacés sur des trajectoires rectiltgnes, circulaires, elliptiques ou en spirale du moment que la règle linéaire-et la règle géométrique décrite ci-dessus sont satisfaites Les techniques tomographiques sont décrites en détail, par exemple, dans "Hoshasen Gijutsu No Tebiki" (Guide concernant la technologie des radiations) publié par l'Association des Ingénieurs en Radiations
de Tokyo.
La figure 1 représente schématiquement une tomographie à couches multiples simultanée classique dans laquelle un
tube à rayons X et des-combinaisons d'un film photogra-
phique pour rayons X et d'écrans renforçateurs pour rayons
X sont déplacés sur des trajectoires rectilignes horizon-
tales Un tube à rayons X 1 et une cassette 3 contenant une pile de films photographiques pour rayons X 2 a, 2 b et 2 c
sont en face l'un de l'autre de chaque côté d'un objet 4.
Les films photographiques pour rayons X 2 a, 2 b et 2 c sont
pourvus d'écrans renforçateurs pour rayons X (non repré-
sentés) de sorte qu'un film inférieur présente une plus
haute sensibilité aux rayons X qu'un film supérieur.
-3 - Dans l'étape d'enregistrement, l'objet 4 est exposé aux rayons X émis par le tube à rayons X 1 tandis que le tube à rayons X i et la cassette 3 sont déplacés dans les
directions indiquées par les flèches 5 et 6, respecti-
vement De cette manière, une image d'un-plan tomographique 8 a qui est défini par les intersections des rayons X 7 a et 7 a', respectivement, formées quand le tube à rayons X 1 est déplacé dans la direction indiquée par la flèche 5,
est formée sur le film photographique pour rayons X 2 a.
D'une manière similaire, une image d'un plan tomographique 8 c qui est défini par les intersections des rayonx X 7 c et 7 c', respectivement, formées quand le tube à rayons X est déplacé, est formée sur le film photographique à
rayons X 2 c.
Dans la tomographie à couches multiples simultanée, des images d'une multiplicité de plans tomographiques dans un objet peuvent être enregistrées sur des films
photographiques pour rayons X par une seule étape d'enre-
gistrement En conséquence, pour des organes en mouvement comme le coeur et les poumons, il est possible d'obtenir des images tomographiques dans exactement la même phase de mouvement Pour des organes immobiles, il est possible
d'obtenir des images d'une multiplicité de plans tomogra-
phiques, qui sont exemptes d'effets défavorables dus à un mouvement de l'objet dans le cours de la tomographie De plus, la tomographie à couches multiples simultanée réduit la dose de rayons X pour l'objet (le patient) et réduit le
fardeau physique et mental pour le patient.
Toutefois, dans la tomographie à couches multiples simultanée classique, les rayons X passant à travers l'objet sont atténués tandis qu'ils passent successivement à travers une multiplicité de combinaisons d'un film radiographique pour rayons X et d'écrans renforçateurs pour rayons X, de sorte qu'un film photographique pour rayons X situé en haut présente une forte densité d'image et un -4- film situé plus bas présente-une plus faible densité d'image En conséquence, il est nécessaire de compenser les fluctuations de la densité d'image entre les films photographiques pour rayons X en réglant les sensibilités des combinaisons du film photographique pour rayons X et des écrans renforçateurs En général, toutefois, il est très difficile d'ajuster leurs sensibilités selon les
objets respectifs De plus, la sensibilité de la combi-
naison située le plus-bas peut être accrue seulement dans une mesure limitée, c'est-à-dire peut être portée seulement à un niveau insuffisant En outre, les rayons X d'assez faible énergie sont absorbés dans une combinaison située assez haut et n'atteignent pas une combinaison située plus bas, et les rayons X d'assez forte énergie parcourent une distance plus longue jusqu'à une combinaison située plus bas En conséquence, un film photographique pour rayons X situé assez haut présente un plus fort contraste et un film situé plus bas un plus faible contraste, ce qui nécessite un réglage des gammas des films photographiques pour rayons X Toutefois, l est très difficile de préparer des films photographiques pour rayons X avec des-valeurs de gamma
réglées selon les objets respectifs Pour les raisons men-
tionnées ci-dessus, il est généralement extrêmement diffi-
cile d'obtenir des images aux rayons X utilisables pour un diagnostic avec une haute efficacité et une grande précision au moyen de la tomographie à couches multiples simultanée classique De plus, dans la tomographie à couches multiples simultanée classique, au maximum seulement quatre ou cinq couches des combinaisons du film photographique pour rayons X et des écrans renforçateurs peuvent être empilées et utilisées pour la tomographie En conséquence, pour obtenir un plus grand nombre d'images tomographiques, il est nécessaire d'effectuer de nombreuses
fois l'étape d'enregistrement.
-5- Comme procédé pour obtenir une image aux rayons X d'une épaisseur de tranche arbitraire d'un objet, il a été proposé de modifier les distances des mouvements du
tube à rayons X et des combinaisons effectués mutuel-
lement autour d'un plan tomographique de l'objet de manière à satisfaire à la règle linéaire et à la règle géométrique décrites ci-dessus Dans ce procédé, des images d'une petite épaisseur de tranche de l'objet sont obtenues quand les distances des mouvements mutuels du tube à rayons X et des combinaisons sont accrues, et des images d'une grande épaisseur de tranche de l'objet sont
obtenues quand les distances de ces mouvements sont petites.
Toutefois, quand on déplace mutuellement le tube à rayons X et les combinaisons d'une courte distance pour obtenir des images aux rayons X d'une grande épaisseur de tranche, par exemple 5 mm ou plus, les ombres nuisibles pour le diagnostic ne sont pas éliminées complètement des images aux rayons X et'les effets de tomographie ne peuvent pas être obtenus Ainsi, avec ce procédé, il est extrêmement difficile d'obtenir des images aux rayons X d'une épaisseur de tranche arbitraire, en particulier de 5 mm ou plus,
qui soient exemptes des ombres gênantes pour le diagnostic.
Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé pour l'enregistrement d'une image aux rayons X dans lequel des images tomographiques utilisables pour des diagnostics d'une haute efficacité et d'une grande
précision peuvent être obtenues facilement.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé pour l'enregistrement d'une image aux rayons X dans lequel de très nombreuses images tomographiques peuvent
être obtenues en une seule étape d'enregistrement.
Un but supplémentaire de la présente invention est de fournir un procédé pour l'enregistrement d'une image aux rayons X dans lequel des images aux rayons X d'une épaisseur de tranche arbitraire d'un objet peuvent être
enregistrées sans ombres gênantes.
-6- Le but particulier de la présente invention est de
fournir un procédé pour l'enregistrement d'une image pro-
duite par des rayons X, dans lequel des images aux rayons X d'une épaisseur de tranche de 5 mm ou plus peuvent être enregistrées sans aucune ombre gênante. Le procédé selon la présente invention comprend les étapes consistant en ce qu'on dispose une pile d'une multiplicité de feuilles luminescentes stimulables et un tube à rayons X avec un objet interposé entre eux, on déplace mutuellement la pile et le tube à rayons X autour
d'un plan tomographique dans l'objet de manière à res-
pecter la règle linéaire et la règle géométrique au cours de l'exposition de l'objet à des rayons X, on expose les feuilles luminescentes stimulables respectives à une radiation stimulante de manière à leur faire émettre de la lumière, on détecte photoélectriquement la lumière émise par les feuilles luminescentes stimulables lors de leur stimulation et on enregistre une image produite par
les rayons X en utilisant le signal électrique obtenu.
La présente invention comprend aussi un procédé comprenant les étapes selon lesquelles on dispose une pile d'une multiplicité de feuilles luminescentes stimulables et un tube à rayons X avec un objet interposé entre eux, on déplace cette pile et ce tube à rayons X l'un par rapport à l'autre autour d'un plan tomographique dans l'objet de manière à satisfaire à la règle linéaire et à la règle géométrique au cours de l'exposition de l'objet aux rayons X, on expose les feuilles luminescentes stimulables respectives à une radiation stimulante de manière à leur faire émettre de la lumière, on détecte photoélectriquement la lumière émise par les feuilles luminescentes stimulables lors de leur stimulation et on traite en superposition les signaux électriques obtenus
et on enregistre une image produite par rayons X en uti-
lisant le signal électrique traité en superposition obtenu.
-7- Dans la présente invention, la feuille luminescente stimulable comporte une couche d'une substance luminescente stimulable La substance luminescente stimulable a des
propriétés telles que quand elle est exposée à des ra-
diations telles que des rayons X, des rayons alpha, des rayons bêta, des rayons gamma ou des rayons ultraviolets, la substance luminescente stimulable emmagasine une partie de l'énergie de rayonnement Ainsi, quand la substance luminescente qui a été exposée à la radiation est exposée à une radiation stimulante telle qu'bne radiation visible, de la lumière est émise par la substance luminescente
selon le modèle de l'énergie emmagasinée du rayonnement.
La demanderesse a proposé dans son brevet des E U A.
N O 4 258 264 et la publication de brevet japonais non-
examiné N O 56 ( 1981)-11395 un système de formation d'images par des radiations dans lequel la feuille luminescente stimulable est d'abord exposée à une radiation passant à travers un objet de façon qu'elle emmagasine une image formée par la radiation, et elle est ensuite balayée par une radiation stimulante telle qu'un faisceau de laser qui lui fait émettre de la lumière selon le modèle de l'image emmagasinée La lumière émise par la feuille luminescente
stimulable lors de sa stimulation est détectée photo-
électriquement et transformée en un signal d'image élec-
trique, que l'on traite comme désiré de manière à repro-
duire une image visible sur un milieu d'enregistrement tel
qu'une matière sensible photographique ou sur un dispo-
sitif d'affichage tel qu'un tube à rayons cathodiques (CRT).
Ce système d'image produite par des radiations en utilisant la feuille luminescente stimulable est avantageux par rapport à la radiographie classique utilisant une combinaison d'une matière photographique pour rayons X aux halogénures d'argent et d'écrans renforçateurs en ce que l'image peut être enregistrée sur une très large plage d'exposition aux radiations et en outre en ce que le signal électrique utilisé pour reproduire l'image -8- visible peut être traité librement pour amélioration de la qualité de l'image à des fins d'observation et de diagnostic D'une manière plus détaillée, corire la quantité de lumière émise lors de la stimulation après que l'énergie du rayonnement a été emmagasinée dans la substance lumines- cente varie dans un très large intervalle en proportion de la quantité d'énergie qui s'y trouve emmagasinée, il est possible d'obtenir une image ayant une densité avantageuse quelle que soit la mesure d'exposition de la substance luminescente à la radiation en détectant la lumière émise avec un gain de détection approprié et en la transformant en un signal électrique de façon à reproduire une image visible sur un milieu d'enregistrement ou un dispositif d'affichage Le signal électrique peut être traité encore comme désiré de façon qu'on obtienne une image produite par des radiations utilisable à des fins d'observation et de diagnostic Cela est très avantageux dans l'utilisation pratique. Comme mentionné ci-dessus, dans le système d'image
produite par des radiations utilisant une substance lumi-
nescente stimulable, l'écart entre le niveau de l'énergie de rayonnement emmagasinée dans la substance luminescente stimulable et un niveau désiré peut être compensé facilement en détectant photoélectriquement la lumière émise par la substance luminescente stimulable lors de sa stimulation en réglant le gain-à la détection à une valeur appropriée En
conséquence, dans le procédé utilisant la substance lumi-
nescente stimulable selon la présente invention, il n'est
pas nécessaire d'ajuster les sensibilités des couches res-
pectives des films photographiques pour rayons X et des
écrans renforçateurs, ce qui est nécessaire dans la tomo-
graphie à couches multiples simultanée classique C'est-à-
dire que dans la présente invention, les feuilles lumines-
centes stimulables respectives de la pile peuvent avoir la même sensibilité, et il n'est pas toujours nécessaire d'ajuster strictement les sensibilités des feuilles luminescentes stimulables les unes par rapport aux autres même quand on les change De plus, dans la présente invention, comme l'épaisseur totale de la pile de feuilles luminescentes stimulables est inférieure à celle de la pile classique des combinaisons du film radiographique et des écrans renforçateurs et que la compensation pour les sensibilités des feuilles luminescentes stimulables peut être effectuée en réglant de manière appropriée le gain à la détection, il est possible d'augmenter le nombre de feuilles luminescentes stimulables de la pile, c'est-à-dire d'obtenir un plus grand nombre d'images tomographiques
avec un seul enregistrement que dans le procédé classique.
De plus, comme il est possible de compenser facilement le contraste de l'image produite par des radiations obtenue en
traitant la gradation du signal d'image détecté photo-
électriquement, la présente invention peut produire de nombreuses images tomographiques du même contraste sans qu'il soit nécessaire de régler strictement les valeurs de gamma des films photographiques pour rayons X comme cela est nécessaire dans le cas de la tomographie à couches
multiples simultanée classique.
Selon un autre mode de mise en oeuvre de la présente
invention, en utilisant une multiplicité de feuilles lumi-
nescentes stimulables empilées de façon qu'une feuille
luminescente présentant une plus haute efficacité d'uti-
lisation des rayons X soit placée plus loin de l'objet, on
peut obtenir les images tomographiques ayant une plus haute.
efficacité de diagnostic, une plus grande précision et une qualité uniforme, et augmenter beaucoup le nombre d'images tomographiques pouvant être obtenues dans une seule étape d'enregistrement On appelle ici efficacité d'utilisation des rayons X l'efficacité de la transformation de l'énergie donnée des rayons X en lumière émise lors de la stimulation de la substance luminescente stimulable On peut modifier les efficacités d'utilisation des rayons X des feuilles -10- lum-nescentes respectives dans une pile en iodifiant il'épaisseur de la
couche de substance luminescente de chaque feuille lumi-
nescente (puisque, en général, l'efficacité d'utilisation des rayons X augmente augmente proportionnellement à l'épaisseur de la couche de substance luminescente) et/ou
en changeant le type de la substance luminescente stimu-
lable présente sur chaque feuille luminescente.
De plus, comme il est facile de conduire un traitement
en superposition des signaux d'image des images tomogra-
phiques respectives, la présente invention peut produire une image aux rayons X d'une épaisseur de tranche de par
exemple 50 mm exempte de toutes ombres gênantes en enre-
gistrant des images de plans tomographiques à des inter-
valles de 5 mm et en superposant les signaux d'image obtenus De cette manière, il est possible d'obtenir une image des poumons exempte d'ombres provenant des côtes ou une image des organes de l'abdomen exempte d'ombres du gaz contenu dans les intestins Cela est extrêmement efficace à des fins de diagnostic Dans la présente invention, le traitement en superposition peut être du type décrit, par exemple, dans la demande de brevet E U A No
168 800 et dans la publication de brevet japonais non-
examiné N O 56 ( 1981)-11400.
Dans la présente invention, afin d'améliorer le rapport
signal/bruit, il est préférable que la substance lumines-
cente stimulable émette une lumière ayant une plage de longueurs d'onde qui-ne recouvre pas la plage de longueurs d'onde de la radiation stimulante utilisée pour stimuler la substance luminescente stimulable De préférence, la substance luminescente stimulable émettra une lumière ayant une longueur d'onde comprise entre 300 nm et 500 nm, et la longueur d'onde de la radiation stimulante sera comprise
entre 450 nm et 700 nm.
Comme substance luminescente capable d'émettre une lumière ayant une longueur d'onde comprise entre 300 nm et -11-
- 1 4 9
500 nm, par exemple, on préfère une substance luminescente fluorohalogénure de métal alcalino-terreux activée par
des terres rares Un exemple de telle substance luïỉnes-
cente est, comme indiqué dans la publication de brevet japonais nonexaminé N 55 ( 1980)-12143, une substance luminescente représentée par la formule (Bal x y,Mgx,Cay)FX:a Eu 2 + dans laquelle X est au moins un x y des halogènes Cl et Br, x et y sont des nombres tels que 0 <x+y'0,6 et xy/0, et a est un nombre tel que
10-650-2 Un autre exemple d'une telle substance lumi-
nescente est, comme indiqué dans le brevet des E U A N 4 239 968, une substance luminescente représentée par la formule (Bal x,MI Ix)FX:y A, dans laquelle MII est au moins un des métaux Mg, Ca, Sr, Zn et Cd, X est au moins un des halogènes Cl, Br et I, A est au moins une des terres rares Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb et Er, x est un nombre tel que O Ox< 0,6 et y est un nombre tel que O Oy< 0,2 De
plus, comme substance luminescente utilisable dans la pré-
sente invention, on peut utiliser Zns:Cu,Pb; Ba O'x A 1203:Eu o 0,8 =x< 10; et Mi Ox Si O 2:A o MII est Mg, Ca, Sr, Zn, Cd ou Ba, A est Ce, Tb, Eu, Tm, Pb, Tl, Bi ou Mn et x est un nombre tel que 0,5 <x< 2,5 et Ln OX:x A o Ln est au moins un
des éléments La, Y, Gd et Lu, X est au moins un des halo-
gènes Cl et Br, A est au moins un des éléments Ce et Tb, x est un nombre tel que O <x< 0,l, comme indiqué dans le
brevet des E U A N 4 236 078 Parmi les substances lumi-
nescentes énumérées ci-dessus, on préfère celles du type fluorohalogénure de métal alcalino-terreux activé par terre rare parmi lesquelles les fluorohalogénures de baryum sont particulièrement préférables en raison de
leur haute intensité d'émission de lumière.
De plus, des substances luminescentes fluorohalogénure de baryum additionnées d'un fluorure de métal comme décrit dans les publications de brevetsjaponais non-examinés N
56 ( 1981)-2385 et 56 ( 1981 > 2385, ou des substances lumines-
centes fluorohalogénure de baryum contenant au moins un -12- chlorure de métal, un bromure de métal ou un iodure de métal, comme décrit dans la demande de brevet japonais N O 54 ( 1979)-150873, sont préférables aussi en raison de
leurs caractéristiques améliorées d'émission de lumière.
Comme l'efficacité d'utilisation des rayons X d'une
substance luminescente stimulable change suivant sa compo-
sition, quand une multiplicité de feuilles luminescentes
stimulables sont empilées de manière qu'une feuille lumi-
nescente présentant une plus haute efficacité d'utilisation des rayons X soit placée plus loin de l'objet, il est possible de constituer la pile de feuilles luminescentes utilisée dans la présente invention en utilisant deux substances luminescentes stimulables ou plus Par exemple,
les feuilles luminescentes formées des substances lumines-
centes stimulables suivantes peuvent être empilées dans l'ordre suivant, à partir du haut: ( 1) Zn S:Cu, Pb, ( 2) MII Ox Si O 2:A, ( 3) (Ba _xy Mg Cay
(Bal x,M x-FX:y A et Ba O x Al 203:Eu (l'ordre de ces subs-
tances luminescentes change suivant un changement de compo-
sition), et ( 4) Ln OX:x A.
Il est avantageux aussi de colorer la couche de subs-
tance luminescente de la feuille luminescente stimulable
formée de la substance luminescente ci-dessus par utili-
sation de pigments ou de colorants afin d'améliorer la netteté de l'image ainsi obtenue, comme décrit dans la
demande de brevet E U A No 156 520.
Dans la présente invention, le traitement avec gra-
dation peut être du type décrit dans les brevets des E U A. N O 4 302 672, 4 276 473 et 4 310 886 Afin d'améliorer la qualité de l'image produite par les radiations ainsi que
l'efficacité et la précision du diagnostic, il est pos-
sible aussi d'utiliser le traitement des fréquences-comme décrit dans la demande de brevet E U A N O 105 240, le brevet des E U A N O 4 315 318, les publications de brevets japonais non-examinés N O 56 ( 1981)-75137 et 56 ( 1981)-75139, en combinaison avec le traitement avec gradation mentionné -13- ci-dessus. Dans la présente invention, quand le gain à la détection doit être ajusté et le signal d'image transformé photoélectriquement doit être traité avec gradation en fonction de l'énergie de rayonnement emmagasinée dans les feuilles luminescentes stimulables de la pile, il est nécessaire d'examiner à l'avance l'énergie de rayonnement
emmagasinée dans les feuilles luminescentes stimulables.
A cet effet, il est préférable de lire l'information de l'énergie de rayonnement emmagasinée au moyen d'une radiation stimulante de faible énergie en utilisant le procédé et le système décrits dans les demandes de brevet
japonais N O 56 ( 1981)-165111, 56 ( 1981)-165112, 56 ( 1981)-
165113, 56 ( 1981)-165114 et 56 ( 1981)-165115, de régler le gain à la détection et les conditions du traitement avec gradation d'après l'information ainsi lue, et finalement d'explorer les feuilles luminescentes stimulables avec une autre radiation stimulante afin de reproduire une image visible produite par les radiations basée sur la lumière émise par les feuilles luminescentes stimulables Toutefois,
l'information concernant l'énergie de rayonnement emmaga-
sinée dans les feuilles luminescentes stimulables peut être détectée à l'avance par d'autres méthodes quelconques, par exemple par la méthode d'émission instantanée de lumière
comme décrit dans le brevet des E U A N O 4 284 889.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: La figure 1 est une vue schématique montrant une tomographie à couches multiples simultanée classique, La figure 2 est une vue schématique montrant un mode de mise en oeuvre du procédé d'enregistrement d'images produites par des rayons X selon l'invention, La figure 3 est un diagramme schématique montrant un système de détection pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et -14- La figure 4 est un graphique montrant la relation entre le nomêre desfeuilles luminescentes stimulables empilées pour emmagasiner des images tomographiques dans le procédé selon la présente invention et la quantité de lumière émise par les feuilles luminescentes lors de
leur stimulation par une radiation stimulante.
La présente invention va être décrite plus en détail
ci-après avec référence aux dessins annexes.
Sur la figure 2 représentant un mode de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, un tube à rayons X 11 et une cassette 13 contenant une pile de feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c sont
placés de part et d'autre d'un objet 14.
Dans l'étape d'enregistrement, l'objet 14 est exposé à des rayons X émis par le tube à rayons X 11 tandis que le tube à rayons X 11 et la cassette 13 sont déplacés dans
les directions indiquées par les flèches 15 et 16, respec-
tivement Comme résultat, une image tomographique d'un plan tomographique 18 a de l'objet 14 est emmagasinée sous
la forme de l'énergie de rayons X dans la feuille lumines-
cente stimulable 12 a, et une image tomographique d'un plan tomographique 18 N de l'objet 14 est-emmagasinée dans-l-a feuille luminescentestimulable 12 n, d'une manière similaire à ce qui a été décrit à propos de la figure 1 A ce stade, les images tomographiques des plans tomographiques 18 a, 18 b, 18 c,, 18 N de l'objet 14 sont emmagasinées dans les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c, 12 N d'une manière telle que l'image tomographique emmagasinée dans une feuille luminescente stimulable située plus haut serait reproduite sous la forme d'une image visible d'une densité et d'un contraste supérieurs à ceux de l'image provenant d'une feuille luminescente stimulable située plus bas Les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 N portant les images tomographiques sont
ensuite envoyées à un système de restitution.
-15- Un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, utilisant une multiplicité de feuilles luminescentes stimulables empilées de manière qu'une feuille luminescente présentant une plus haute efficacité d'utilisation des rayons X soit placée plus loin de l'objet, va maintenant être décrit avec référence à la figure 2 Sur la figure 2, un tube à rayons X 11 et une cassette 13 contenant des feuilles luminescentes stimu lables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 N empilées de manière qu'une feuille luminescente présentant une plus haute efficacité d'utilisation des rayons X soit placée plus loin d'un
objet 14 sont disposés de part et d'autre de l'objet 14.
Dans l'étape d'enregistrement, l'objet 14 est exposé à des rayons X émis par le tube à rayons X 11 tandis que le tube à rayons X 11 et la cassette 13 sont déplacés dans les
directions indiquées par les flèches 15 et 16, respecti-
vement Comme résultat, des images tomographiques de plans tomographiques 18 a, 18 b, 18 c,, 18 N de l'objet 14 sont emmagasinées successivement sous la forme de l'énergie des rayons X dans les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 n, respectivement A ce stade, comme les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 n
sont empilées de manière qu'une feuille luminescente pré-
sentant une plus haute efficacité d'utilisation des rayons X soit placée plus loin de l'objet 14, l'énergie des rayons X passant à travers l'objet 14 est absorbée par les feuilles luminescentes en une quantité distribuée de manière approximativement uniforme entre les feuilles luminescentes En conséquence, les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 N emmagasinent des images tomographiques des plans tomographiques 18 a, 18 b, 18 C,, 18 N approximativement du même niveau et donnent des images tomographiques visibles d'une qualité uniforme du niveau approprié à des fins d'observation et de diagnostic Les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, -16- 12 c,, 12 N portant les images tomographiques sont ensuite envoyées à un système de restitution, et les images produites par les radiations sont restituées par les feuilles luminescentes et reproduites sous la forme d'images visibles de la même manière que décrit ci-dessus. La figure 3 représente un système de restitution pour mise en oeuvre du procédé selon la présente invention Le
système de restitution comprend une section 21 de resti-
tution préliminaire pour extraire une information con-
cernant l'énergie de rayons X emmagasinée dans les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c,, 12 N qui
est utilisée pour régler le gain de restitution et les con-
ditions de traitement avec gradation, et une section 32
de restitution finale pour extraire l'information con-
cernant les images produites par les radiations emmagasinée dans les feuilles luminescentes stimulables 12 a, 12 b, 12 c, , 12 N afin de fournir une image produite par radiations
à utiliser dans un diagnostic.
Dans la section de restitution préliminaire 21, un faisceau de laser 23 émis par une source de laser 22 est passé d'abord à travers un filtre 24 afin d'éliminer le faisceau ayant une longueur d'onde comprise dans un intervalle identique à la plage de longueur d'onde de la lumière émise par une feuille luminescente stimulable 20 lors de la stimulation par le faisceau de laser 23 Ensuite, le faisceau de laser est dévié dans une dimension par un déflecteur optique 25 tel qu'un miroir de galvanomètre et dirigé vers la feuille luminescente stimulable 20 par un miroir plan réfléchissant 26 Comme source de laser 22, on choisit une source de laser émettant un faisceau de laser 23 ayant une distribution des longueurs d'onde différente et éloignée de la distribution des longueurs d'onde de la
lumière émise par la feuille luminescente stimulable 20.
Tandis que le faisceau de laser 23 atteint la feuille lumi-
nescente stimulable 20, la feuille luminescente 20 est 251490 a -17déplacée dans la direction indiquée par la flèche 27 et,
en conséquence, la surface entière de la feuille lumines-
cente 20 est exposée au faisceau de laser 23 et balayée par lui La puissance de la source de laser 22, le diamètre du faisceau de laser 23, la vitesse de balayage du faisceau de laser 23 et la vitesse de déplacement de la feuille luminescente 20 sont choisis de manière que l'énergie du faisceau de laser 23 pour la restitution préliminaire soit inférieure à l'énergie du faisceau de laser pour la restitution finale Quand elle est exposée au faisceau de laser 23, la feuille luminescente stimulable émet de la lumière selon le modèle de l'énergie de rayons X qui y est emmagasinée, et la lumière émise entre dans une feuille de guidage de lumière 28 La feuille de guidage de lumière 28 a une face linéaire d'entrée de lumière placée près de la ligne de balayage sur la feuille luminescente stimulable 20 et une face de sortie de lumière en forme d'anneau en contact étroit avec la face de réception de lumière d'un photodétecteur 29, qui peut être un photomultiplicateur La feuille de guidage de
lumière 28 est formée d'une feuille de résine thermoplas-
tique transparente telle qu'une feuille de résine acrylique de façon que la lumière entrant par la face d'entrée de lumière puisse être transmise à la face de sortie de lumière par réflexion totale à l'intérieur de la feuille de guidage de lumière 28 La lumière émise par la feuille luminescente stimulable 20 lors de sa stimulation est guidée à l'intérieur de la feuille de guidage de lumière 28, sort par la face de sortie de lumière de la feuille de
guidage de lumière 28 et est reçue par le photodétecteur 29.
La feuille de guidage de lumière 28 peut être d'une forme et d'une matière telles que décrites dans la demande de
brevet E U A No 105 240.
La face de réception de lumière du photodétecteur 29 est pourvue d'un filtre de manière à transmettre seulement -18- la lumière ayant la distribution de longueurs d'onde de la lumière émise par la feuille luminescente stimulable et à éliminer la lumière ayant la distribution de -longueurs d'onde de la radiation stimulante, de sorte que le photodétecteur peut détecter seulement la lumière émise
par la feuille luminescente stimulable 20 lors de sa sti-
mulation La lumière détectée par le photodétecteur 29 est transformée en un signal électrique et ensuite amplifiée par un amplificateur 30 L'information d'énergie de
rayons X ainsi extraite de la feuille luminescente stimu-
lable 20 est alors envoyée par l'amplificateur 30 à un circuit de commande 31 de la section de restitution
finale 32.
Sur la base de l'information concernant l'énergie de rayons X, le circuit de commande 31 produit une valeur (a) de réglage du degré d'amplification, une valeur (b) de réglage du facteur d'échelle et une valeur (c)-de réglage des conditions de traitement de l'image de façon qu'on obtienne une image tomographique ayant une densité et un contraste uniformes et convenable à des fins d'observation et de diagnostic Quand la restitution préliminaire est terminée comme décrit ci-dessus, la feuille luminescente stimulable 20 est envoyée à la section de restitution
finale 32.
Dans la section de restitution finale 32, un faisceau de laser 32 émis par une source de laser 33 est passé d'abord à travers un filtre 35 pour élimination du faisceau lumineux ayant une longueur d'onde comprise dans une plage identique à la plage de longueur d'onde de la lumière émise
par la feuille luminescente stimulable 20 lors de la stimu-
lation par le faisceau de laser 34 Ensuite, le diamètre du faisceau de laser 34 est réglé strictement par un expanseur de faisceau 36 Le faisceau de-laser 34 est ensuite dévié par un déflecteur optique 37 formé d'un miroir de galvanomètre ou l'équivalent, et dirigé versla feuille -19luminescente stimulable 20 par un miroir plan réfléchissant 38 Entre le déflecteur optique 37 et le miroir plan réfléchissant 38, est placée une lentille f G 39 destinée à maintenir uniforme le diamètre du faisceau de laser 34 durant le balayage par le faisceau de laser 34 de la feuille luminescente stimulable 20 Tandis que le faisceau de laser 34 atteint la feuille luminescente stimulable 20, la feuille luminescente 20 est déplacée dans la direction indiquée par la flèche 40 et, en conséquence, la surface entière de la feuille luminescente 20 est-exposée au faisceau de laser 34 et balayée par lui Lors de son exposition au faisceau de laser 34, la feuille luminescente stimulable 20 émet de la lumière selon le modèle de l'énergie de rayons X qui y est emmagasinée, et la lumière émise entre dans une feuille de guidage de lumière 41 qui est formée de la même matière et a la même construction que la feuille de guidage de lumière 28 utilisée pour la restitution préliminaire La lumière émise par la feuille luminescente stimulable 20 est guidée à l'intérieur de la feuille de guidage de lumière 41 par réflexion totale, sort de la face de sortie de lumière de la feuille de guidage de lumière 41 et est reçue par un photodétecteur 42 La fbce X
de réception de lumière du photodétecteur 42 est en-
contact étroit avec un filtre qui transmet sélectivement seulement la lumière ayant la distribution de
longueurs d'onde de la lumière émise par la feuille lumi-
nescente stimulable 20, de sorte que le photodétecteur peut détecter seulement la lumière émise par cette feuille La lumière détectée par le photodétecteur 42 est transformée en un signal électrique, amplifiée à un niveau approprié par un amplificateur 43 dont la sensibilité a été réglée par la valeur (a) de réglage du degré d'amplification et
introduite ensuite dans un convertisseur analogique-
numérique 44 Dans le convertisseur analogique-numérique, le signal électrique est transformé en un signal numérique -20- avec un facteur d'échelle qui a été réglé par la valeur (b) de réglage du facteur d'échelle de façon à convenir pour la largeur de fluctuation des signaux Le signal numérique ainsi obtenu est introduit dans un circuit 45 de traitement de signaux, dans lequel il est traité d'après la valeur (c) de réglage des conditions de traitement de façon qu'on obtienne une image tomographique uniforme ayant une densité et un contraste uniformes et convenables à des fins
d'observation et de diagnostic.
Dans un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, le signal obtenu à partir du circuit de traitement de signaux de la même manière que décrit ci-dessus est de nouveau emmagasiné dans une mémoire 46,
au lieu d'être envoyé directement à la section d'enregis-
trement 48 C'est-à-dire que les feuilles luminescentes
stimulables 12 a, 12 b, 12 b,, 12 N sont soumises succes-
sivement à une lecture comme décrit ci-dessus, et les informations obtenues concernant les images topographiques
des plans topographiques respectifs de l'objet sont emma-
gasinées dans la mémoire 46 Les éléments d'information concernant les images topographiques ainsi emmagasinés dans la mémoire 45 sont ensuite superposés les uns aux autres dans un circuit de superposition 47 et envoyés à la section d'enregistrement 48 pour reproduire l'information superposée
en une image visible.
La figure 4 montre la relation entre le numéro des
feuilles luminescentes stimulables empilées pour emmaga-
siner des images tomographiques et la quantité de lumière
émise par les feuilles luminescentes lors de leur stimu-
lation par une radiation stimulante Sur la figure 4, la courbe indiquée par la ligne formée de tirets a été obtenue en empilant dix feuilles luminescentes comportant chacune une couche de substance luminescente formée de la même espèce de substance luminescente stimulable et ayant la même épaisseur (c'est-à-dire que les feuilles luminescentes -21- ont les mêmes spécifications), en utilisant la pile pour
tomographie, en exposant les feuilles luminescentes respec-
tives à une radiation stimulante de manière à leurfaire émettre de la lumière et en reportant les quantités de la lumière émise en fonction des numéros des feuilles lumines- centes respectives, à partir du haut Comme représenté sur la figure 4, la quantité de lumière émise par la dixième
feuille luminescente est environ le vingtième de la quan-
tité de lumière émise par la première feuille luminescente.
Quand on utilise les feuilles luminescentes ayant les mêmes spécifications, les feuilles luminescentes allant de la première à la septième peuvent présenter une qualité d'image suffisante pour diagnostic et ainsi il est possible d'obtenir plus d'images tomographiques avec une étape
d'enregistrement que dans le procédé classique.
Les courbes représentées en trait plein sur la figure 4 ont été obtenues en utilisant trois groupes de trois feuilles luminescentes ayant respectivement une couche de substance luminescente formée de la même espèce de substance luminescente stimulable et ayant des épaisseurs égales entre elles dans le même groupe, mais différentes des épaisseurs dans les autres groupes Ces neuf feuilles luminescentes
ont été empilées de manière qu'un groupe de trois feuilles-
* luminescentes ayant une couche plus mince de substance luminescente soit placé au-dessus des feuilles ayant une couche plus épaisse de substance luminescente et elles ont été exposées à des rayons X émis à une tension du tube de k Vp Ensuite, on a exposé les feuilles luminescentes respectives à une radiation stimulante de façon à leur faire émettre de la lumière et les quantités de lumière émise ont été reportées en fonction des numéros des feuilles luminescentes respectives, à partir du haut, Les courbes en trait plein indiquent que, bien que la quantité
de lumière émise varie un peu entre les feuilles luminesc-
centes ayant une couche de substance luminescente de la -22- même épaisseur, les neuf feuilles luminescentes donnent des images tomographiques ayant une qualité suffisante à des fins d'observation et de diagnostic De plus, les
niveaux des images produites par les radiations et emma-
gasinées sur les neuf feuilles luminescentes sont approxi- mativement égaux entre eux et, en conséquence, toutes les images tomographiques reproduites à partir des feuilles luminescentes ont un rapport signal/bruit élevé et une
haute efficacité et précision de diagnostic.
Dans la méthode d'empilage mentionnée ci-dessus à propos des courbes en trait plein de la figure 4, il est possible aussi de modifier l'épaisseur des couches de substance luminescente de toutes les feuilles luminescentes et d'empiler les feuilles luminescentes de manière que l'épaisseur de la couche de substance luminescente augmente progressivement de haut en bas Dans ce cas, l'uniformité de la qualité des images tomographiques peut être encore
améliorée On a trouvé aussi que l'on peut obtenir approxi-
mativement le même effet quand on change l'espèce de la
substance luminescente stimulable et qu'on maintient cons-
tante l'épaisseur de la couche de substance luminescente, et quand on change à la fois l'espèce de la substance luminescente stimulable et l'épaisseur de la couche de substance luminescente Dans la section d'enregistrement 48, l'information peut être reproduite de diverses façons; par exemple, elle peut être enregistrée optiquement sur une matière sensible à la lumière par balayage avec un faisceau de laser ou l'équivalent, visualisée sur un tube cathodique ou l'équivalent, enregistrée par un enregistreur à bande vidéo ou une imprimante ou enregistrée sur une matière d'enregistrement thermosensible en utilisant
une onde de chaleur.
Il y a lieu de comprendre que la présente invention peut être modifiée de diverses manières Par exemple, quand on utilise un photomultiplicateur comme photodétecteur 42, -23- on peut rendre uniformes le contraste et la densité des images tomographiques respectives en modifiant la tension appliquée en fonction de la valeur (a) de réglage du degré d'amplification, au lieu d'amplifier le signal de sortie du photodétecteur 42 à un niveau approprié par l'amplificateur 43 De plus, au lieu de transformer le signal électrique en un signal numérique avec un facteur d'échelle convenable pour la largeur de fluctuation du signal dans le convertisseur analogique-numérique 44, la largeur de fluctuation du signal peut être optimisée conformément à la valeur (b) de réglage du facteur d'échelle dans un amplificateur analogique, cela étant suivi de la transformation en un signal numérique dans le convertisseur analogiquenumérique 44 De plus, le tube à rayons X et les feuilles luminescentes stimulables peuvent être déplacés mutuellement sur une trajectoire circulaire, elliptique ou en spirale, au lieu de la trajectoire rectiligne, du moment que la règle linéaire et la règle
géométrique décrites ci-dessus sont respectées.
-24-
Claims (13)
1 Procédé d'enregistrement d'une image produite par des rayons X, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes selon lesquelles on dispose une pile d'une multiplicité de feuilles luminescentes stimulables et un tube à rayons X avec un objet interposé entre eux, on déplace mutuellement la pile et le tube à rayons X autour d'un plan tomographique dans l'objet de manière à respecter la règle linéaire et la règle géométrique au cours de l'exposition
de l'objet à des rayons X, on expose les feuilles lumines-
centes stimulables respectives à une radiation stimulante de manière à leur faire émettre de la lumière, on détecte photoélectriquement la lumière émise par les feuilles luminescentes stimulables lors de leur stimulation et on enregistre une image produite par les rayonx X en
utilisant le signal électrique obtenu.
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce
que la pile comprend une multiplicité de feuilles lumines-
centes stimulables empilées de manière que la feuille lumi-
nescente stimulable présentant une plus haute efficacité d'utilisation des rayons X soit placée plus loin de l'objet. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce
que la pile comprend une multiplicité de feuilles lumi-
nescentes stimulables empilées de manière qu'une feuille luminescente stimulable ayant une couche plus épaisse de
substance luminescente soit placée plus loin de l'objet.
4 Procédé selon la revendication 2,,caractérisé en ce
que la pile comprend une multiplicité de feuilles lumi-
nescentes stimulables empilées de manière qu'une feuille
luminescente stimulable ayant une couche-de substance lumi-
nescente formée d'une substance luminescente stimulable présentant une plus haute efficacité d'utilisation des
rayons X soit placée plus loin de l'objet.
-25- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille luminescente stimulable comporte une couche de substance luminescente stimulable capable d'émettre de la lumière ayant une longueur d'onde comprise entre 300 nm et 500 nm lors de sa stimulation. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la substance luminescente stimulable est une
substance luminescente fluorohalogénure de métal alcalino-
terreux activée par terre rare.
7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la substance luminescente stimulable est une
substance luminescente fluorohalogénure de baryum.
8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes selon lesquelles on expose les feuilles luminescentes stimulables respectives contenant des images tomographiques emmagasinées à une radiation stimulante de manière à leur faire émettre de la lumière et on détecte photoélectriquement la lumière émise par les feuilles luminescentes stimulables lors de leur
stimulation.
9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la radiation stimulante a une longueur d'onde comprise
entre 450 nm et 700 nm.
Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les feuilles luminescentes stimulables respectives sont exposées d'abord à une radiation stimulante pour
restitution préliminaire de façon qu'on recueille photo-
électriquement les informations concernant l'énergie de rayonnement nécessaires pour le réglage des conditions de reproduction de l'image, et elles sont exposées ensuite à une radiation stimulante pour restitution finale de façon à reproduire une image produite par les radiations dans
lesdites conditions de reproduction de l'image.
11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la radiation stimulante pour la restitution -26- préliminaire a une énergie inférieure à l'énergie de la
radiation stimulante pour la restitution finale.
12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les conditions de reproduction de l'image sont le gain à la restitution et/ou des conditions de traitement
avec gradation.
13 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en
ce que les signaux électriques obtenus en détectant photo-
électriquement la lumière émise par les feuilles lumines-
centes stimulables sont envoyés ensuite à un appareil enregistreur. 14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les signaux électriques sont amplifiés, transformés en signaux numériques, traités électriquement et envoyés
-15 ensuite à l'appareil enregistreur.
Procédé selon la revendication 8, caractérisé en
ce que les signaux électriques obtenus en détectant photo-
électriquement la lumière émise par les feuilles lumi-
nescentes stimulables sont ensuite superposés les uns aux
autres.
16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en
ce que lesdits signaux électriques sont amplifiés, trans-
formés en signaux numériques, traités électriquement, emmagasinés dans une mémoire et ensuite superposés les uns
aux autres.
17 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les signaux électriques superposés sont envoyés à
un appareil enregistreur.
18 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape d'exposition des feuilles luminescentes stimulables respectives comprend un balayage à deux dimensions des feuilles luminescentes stimulables par une
radiation stimulante.
19 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en
ce que la radiation stimulante est un faisceau de laser.
-27- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pile comprend une multiplicité de feuilles luminescentes stimulables ayant la même efficacité d'utilisation des rayons X.
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