FR2519772A1 - Dispositif de detection de reference pour tomodensitometre multidetecteur et tomodensitometre comportant un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
LE DISPOSITIF DE DETECTION DE REFERENCE DE L'INVENTION COMPORTE PLUSIEURS DETECTEURS R... R. IL COMPORTE, EN OUTRE, DES FILTRES REPRODUISANT LES OBJETS LES PLUS COURANTS DU POINT DE VUE ATTENUATION DES RAYONS X. CHAQUE DETECTEUR DE REFERENCE (R... R) EST ASSOCIE A UN DE CES FILTRES. UNE VALEUR DE REFERENCE, A UN INSTANT DONNE, EST OBTENUE PAR UNE COMBINAISON DES VALEURS TROUVEES AU MEME INSTANT SUR DES DIFFERENTS DETECTEURS DE REFERENCE. L'INVENTION S'APPLIQUE, NOTAMMENT, AUX TOMODENSITOMETRES MULTIDETECTEUR.
Description
19772
DISPOSITIF DE DETECTION DE REFERENCE POUR
TOMODENSITOMETRE MULTIDETECTEUR ET TOMODENSITOMETRE
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
La présente invention se rapporte à un dispositif de détection de
référence pour tomodensitomètre multidétecteur.
La demande de brevet allemand publiée sous le N O 2 426 343, décrit un appareil dont le tube radiogène à anode tournante fournit un faisceau large de faible épaisseur, de forme sectorielle ou en éventail, afin d'irradier simultanément, à travers la totalité d'une section du corps à examiner, plusieurs détecteurs de mesure alignés et posés côte à côte Dans cet appareil, plusieurs détecteurs de référence peu encombrants, tels que des diodes semiconductrices, sont disposés au niveau de l'entrée du collimateur permettant de définir le faisceau sectoriel Les signaux de ces détecteurs sont combinés dans un circuit de calcul afin de déterminer l'intensité du rayonnement fourni par le tube à chaque endroit du faisceau et de
compenser les variations globales et localisées au niveau de chaque détec-
teur de mesure.
Un deuxième dispositif de l'art connu qui est le brevet français publié sous le N O 2 235 854 décrit un appareil de tomographie axiale comprenant un détecteur de référence destiné à mesurer l'intensité du rayonnement fourni par un tube à rayons X, un faisceau qui irradie le corps à examiner et, à travers celui-ci, un détecteur de mesure destiné à mesurer l'intensité du rayonnement en aval du corps à examiner, le rapport entre les signaux fournis respectivement par les détecteurs de mesure et de référence correspondant à l'absorption du rayonnement par ce corps Ce détecteur de référence comporte un scintillateur peu absorbant pour les rayons X, dont l'absorption de rayons X qui le traversent est inférieure à 10 pour 100, dont l'absorption de'la lumière visible émise par lui-même est négligeable, et qui est disposé de façon à capter la totalité du faisceau Le faisceau atteignant le détecteur de référence englobe la totalité du faisceau utile atteignant le détecteur de mesure et est centré sur ce faisceau, la surface du détecteur de référence irradié par le faisceau de référence étant au moins égale à
19772
celle du détecteur de mesure éclairée par le faisceau utile On choisit l'ouverture du faisceau atteignant le détecteur de référence par exemple, de à 20 fois supérieure à celle du faisceau utile, pour obtenir à la sortie de ce détecteur de référence, un signal de référence de niveau comparable à celui du détecteur de mesure et dont les variations d'intensité dues au chauffage alternatif et à son instabilité, à la rotation et aux défauts de la
surface de l'anode ainsi qu'aux vibrations de cette dernière sont suffisam-
ment proches de celles du faisceau utile pour les compenser de façon très satisfaisante, ce qui n'est pas le cas pour des dispositifs utilisant comme référence un faisceau de rayons X n'englobant pas la totalité du faisceau utile comme dans l'art antérieur précité (détecteurs ponctuels), car le
diagramme de rayonnement peut varier également avec la rotation.
Le premier document cité permet de compenser une variation de l'intensité en fonction de la direction du faisceau sectoriel du détecteur de
mesure considéré.
Le deuxième document cité permet de prendre en considération la
totalité du faisceau utile.
Ces dispositifs permettent de compenser une variation de la qualité du faisceau liée par exemple à la haute tension appliquée au tube à rayons X mais ne tiennent pas compte du fait que les objets à analyser ne sont pas uniformes Le dispositif de détection de référence de l'invention permet de pallier ce défaut en associant aux détecteurs de référence des filtres compensateurs reproduisant les objets les plus courants du point de vue atténuation aux rayons X. L'invention a pour objet un dispositif de détection de référence pour tomodensitomètre multidétecteur, ce dispositif comprenant, pour obtenir en tout point d'une coupe d'un objet la mesure de la densité radiologique de cet objet, une source de rayons X et des détecteurs de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, plusieurs détecteurs de référence, des premiers moyens permettant d'obtenir sur chacun des détecteurs de référence une mesure de faisceau dans des conditions spectrales reproduisant l'atténuation de ces rayons X par des objets courants à analyser, chacun des détecteurs de
référence étant associé à un de ces premiers moyens mesurant le rayon-
nement X incident après atténuation par ledit premier moyen associé; des moyens de combinaison instantanée des valeurs trouvées sur les différents détecteurs de référence en tenant compte de la valeur des mesures au point de mesure considéré; et des moyens de génération d'un signal valeur de
référence issu de cette combinaison de valeurs.
Elle a en outre pour objet un tomodensitomètre comportant un tel dispositif.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et
des figures annexées parmi lesquelles: la figure l représente un tomodensitomètre comportant un dispositif de détection de référence selon l'invention; les figures 2 et 3 illustrent un aspect particulier du dispositif de l'invention.
Le but de la tomodensitométrie est d'utiliser les variations d'absor-
ption des rayons X par un corps pour chercher à identifier sa nature ou d'éventuelles modifications de sa nature Associée à un processus de reconstruction d'image, elle permet, par exemple en dressant une carte des
absorptions, de représenter des structures anatomiques.
Or tout processus de mesure physique nécessite une interaction de
l'appareil de mesure avec la grandeur mesurée.
Pour les lois d'interaction des rayons X avec la matière: seule l'absorption permet de prélever une énergie notable au faisceau Toute mesure de rayons X nécessite donc une absorption de ces rayons X.
Dans le cas de rayons X strictement monoénergétiques, la loi d'absor-
ption est bien connue; on peut donc se contenter d'une absorption partielle,
si l'on exclut les problèmes de précision liés au nombre de particules mesuré.
Par contre, dans le cas d'un rayonnement polyénergétique, et si l'on ne
connait pas exactement la composition spectrale du faisceau, il est indis-
pensable que l'absorption soit totale; on peut ainsi mesurer soit le nombre total de photons, quelle que soit leur énergie, soit l'énergie totale du
faisceau.
Cette contrainte sur l'absorption totale oblige à disposer d'un détec-
teur dont soit le numéro atomique et la masse volur Mique, soit la longueur dans la direction du faisceau soient suffisants pour l'énergie maximale possible du rayonnement à détecter Etant donné le caractère exponentiel de l'absorption, elle ne peut jamais être rigoureusement totale; par contre, on
peut l'approcher d'aussi près qu'il est nécessaire pour la précision recher-
chée. Dans certains cas, il peut être également nécessaire d'imposer des dimensions minimales à la section normale au faisceau, pour tenir compte
des photons X diffusés.
Le mécanisme de la détection proprement dite découle directement du
mécanisme d'absorption.
En principe, la grandeur mesurée est le coefficient d'atténuation linéaire global 1 i; cependant, étant donné les approximations réalisées, on préfère lui substituer la notion de densité radiologique, ces deux grandeurs
variant dans le même sens En particulier, pour un rayonnement mono-
chromatique, elles sont égales, ou au moins il existe une relation linéaire
entre elles En pratique, il est souvent possible d'assimiler l'une à l'autre.
Le premier élément d'un tomodensitomètre est le dispositif radiogène, comportant un générateur haute tension et un tube Le rayonnement émis par le foyer traverse l'objet à mesurer, et atteint le détecteur o il est totalement absorbé; soit I l'intensité de ce rayonnement La mesure de I n'est pas suffisante pour connaître les caractéristiques du corps absorbant; il est en effet nécessaire de connaitre en outre l'intensité I du rayonnement
émis par la source Dans l'hypothèse monochromatique, on a alors: -
L= e fp (x) dx Log I = Log (I O e 1 r (x) dx Log I = Log I O f 1 i(x) dx Log i O = Log I f p (x) dx Dans le cas d'une longueur L d'un corps homogène: Log I O -Log I = Ii L pl = 1 (Log-I -Log I)
10
ou p=-(Log 1) La valeur de 10 peut être mesurée dans les mêmes conditions que 1, en retirant simplement le corps absorbant Toutefois, cette méthode n'est pas applicable si l'on veut faire des mesures en continu, sauf si l'intensité X est
suffisamment stable pour être mesurée une fois pour toutes.
Par contre, même pour un faisceau issu d'un tube à rayons X, si la haute tension est constante, on peut se contenter de mesurer une partie du
faisceau au moyen d'un détecteur à absorption partielle situé avant l'objet.
On peut également mesurer un faisceau identique au faisceau utile, mais dans une autre direction, sous réserve qu'il n'y ait pas de variations de la
répartition spatiale de l'émission.
De cette manière, on peut connaître simultanéi ent I et 10: la grandeur permettant de calculer 1 P étant en fait I (ou I), on peut parler de mesure, en rapport Le détecteur assurant la mesure de 10 est appelé détecteur de référence. Dans le cas d'une répartition polyénergétique f (E), l'intensité mesurée est la somme des intensités relatives à chaque énergie: I=ff(E)d E=f f (E)e-fil(x E)dxd E
Il n'est plus possible de remonter à li en appliquant les mêmes calculs.
En pratique, on doit assimiler le faisceau à un faisceau monochromatique, l'utilisation d'un filtre adapté placé entre la source et l'objet permettant de minimiser l'erreur commise, il suffit d'effectuer la différence entre les logarithmes népériens des mesures pour connaître une grandeur égale à f li (x) dx (en supposant équilibrés les gains des deux voies de manière à ce
que I= Iosi 1 = 0).
Depuis les premières descriptions de tomodensitomètrie, il est connu
d'utiliser un tel détecteur de référence, dont, la fonction est de mesurer le flux de rayons X n'ayant pas subi d'atténuation, ou une grandeur qui lui est
proportionnelle.
En général, ce détecteur est placé auprès de la source de rayons X; ce peut être soit un détecteur à absorption totale placé en dehors du faisceau de mesure, soit un détecteur à absorption faible placé à l'intérieur du
faisceau de mesure, qui le traverse avant d'atteindre l'objet mesuré.
L'avantage principal de cette deuxième solution est que le détecteur de référence voit la source (foyer du tube) sous le même angle que les mesures, par contre l'atténuation du faisceau causée par le détecteur de référence doit rester faible, pour que le flux utilisé dans les mesures reste assez intense Etant donné qu'en rayons X il est impossible de réaliser un 2 f 519772 atténuateur neutre vis à vis de l'énergie, et que la source généralement utilisée émet un spectre étendu, on a deux inconvénients corollaires: un filtrage du rayonnement par le détecteur de référence, pouvant influer sur les mesures (durcissement du faisceau) et des mesures de référence portant sur un spectre différent de celui du flux de mesure. Ces deux filtrages sont complémentaires puisque la portion du spectre utilisée pour les mesures de référence est précisément celle qui n'est pas transmise.
En général, les rayonnements de plus faible énergie sont préférentiel-
lement retenus et mesurés par le détecteur de référence.
La première solution, c'est à dire l'utilisation d'un détecteur de référence à absorption totale est en générale meilleure, à condition que le flux ne soit pas différent dans la direction de référence de ce qu'il est dans la direction de mesure, et que le détecteur soit aussi absorbant que l'objet le plus absorbant Toutefois, un problème subsiste, toujours lié à la nature polyénergétique du flux émis par la source En effet, en pratique il n'existe pas de rayonnements monochromatiques, ce qui entraîne un autofiltrage des rayons X par l'objet, toutes les longueurs d'onde ne traversant pas dans la même proportion une ligne donnée de ce corps Si un objet très mince est pris en considération, il y a peu d'autofiltrage, mais si l'épaisseur du corps
augmente, les fortes longueurs d'ondes sont absorbées.
Si on considère le cas d'un objet circulaire homogène, l'atténuation le long d'un faisceau ne doit dépendre que de la longueur traversée, faible sur les bords, grande au centre; cependant, l'atténuation n'est pas la même pour toutes les énergies Les rayons mous sont fortement absorbés par une petite longueur; les rayons les plus durs subissent une atténuation faible, même pour une longueur plus importante; il y a donc un effet de filtrage du rayonnement par l'objet mesuré: plus la longueur traversée est importante, plus le rayonnement se durcit, et, doncs moins son atténuation linéaire est
importante.
Le coefficient d'atténuation parait donc plus faible au centre de l'objet que sur ses bords Après reconstruction, les valeurs de densité radiologique
calculées au centre sont donc plus faibles que sur les bords Une représen-
tation graphique de la densité dans l'objet a donc une forme creuse, avec des
251,9772
bords relevés; c'est pourquoi on appelle la manifestation de ce problème:
"effet de cuvette".
Etant donné le caractère exponentiel de l'atténuation, l'autofiltrage est surtout important près des bords Dans l'objet on observe donc une variation importante près des bords, et faible au centre. Dans le cas d'une forme plus complexe, l'effet est particulièrement sensible pour les points situés à la fois sur le rayon le plus absorbé et le rayon le moins absorbé, comme c'est le cas dans la région frontale de la tête; on peut alors remarquer des effets en croissant allant jusqu'à interdire toute utilisation de cette zone en y masquant une éventuelle pathologie Le problème se complique davantage encore, quand la présence de matières
différentes accroit ce phénomène (Cas de l'os de la boite cranienne).
On s'efforce d'éliminer ces défauts: par une combinaison haute tensionfiltrage diminuant l'amplitude du spectre, et par des moyens de
corrections spécifiques.
Au cours de la traversée de l'objet mesuré, le flux principal subit un
filtrage modifiant sa qualité Ce phénomène, connu sous le nom de "durcis-
sement de spectre", peut être corrigé de plusieurs manières, en général basées sur l'emploi de mesures de calibration Cependant, les mesures de calibration sont réalisées à un instant différent de l'instant de mesure; elles ne tiennent donc pas compte d'éventuelles variations de la qualité du faisceau, liées par exemple à des variations de la haute tension appliquée au tube à rayons X Ces variations -se traduisent par un phénomène de décalibration si elles sont lentes, et par un phénomène de bruit sur les
mesures si leur période de variation est comparable à la période d'échantil-
lonnage des mesures; par exemple si on a un rapport 2 ou 3 En effet, les conditions de mesure doivent évidemment rester strictement les mêmes d'un bout à l'autre, sinon, les variations de mesure entre le début et la fin de l'acquisition sont prises comme des variations de densité en fonction de l'angle de projection, et se traduisent par des fausses structures superposées à l'image, ou "artefacts" De même, nous ne devons pas oublier que le tomodensitomètre fournit des informations numériques Or la notion de mesure implique celle de fidélité, d'o la nécessité également d'une stabilité
à très long terme (plusieurs mois ou années).
Enfin, au cours de l'acquisition, chaque mesure correspond à une
période d'échantillonnage de quelques millisecondes Les conditions expéri-
mentales ne doivent donc pas fluctuer non plus à cette échelle.
Cette nécessité s'applique à la fois à la qualité du rayonnement utilisé, et à la position de l'émetteur; par contre, le fait de travailler en rapport permet d'éliminer les variations quantitatives du flux de rayonnement si
elles ne sont pas trop importantes.
Une variation de tension entraine: une modification du rendement d'émission, une modification du spectre de rayonnement de freinage, une
modification de l'excitation des raies caractéristiques de la matière consti-
tuant l'anode du tube.
Toutes ces variations sont non linéaires Les détecteurs mesurent, en général, l'énergie totale du spectre; la variation vue à travers un filtre (filtre de faisceau ou objet lui-même) dépend donc à la fois de la variation d'énergie totale émise, et de la nature du filtrage, sous la forme de la
dérivée de la distribution énergétique du faisceau.
Ainsi, au voisinage du maximum du spectre continu, la modulation est relativement faible, ne dépendant que de la variation globale de rendement;
au voisinage de l'énergie maximale, la modulation de l'émission est totale.
La modulation vue par les détecteurs de mesure est l'intégrale des modulations pour tout le spectre Si la modulation vue par le détecteur de référence est semblable à celle vue par les détecteurs de mesure, le calcul
du rapport mesure/référence suffit à éliminer la modulation.
Toutefois, l'objet n'étant pas uniforme, cette élimination ne peut en
général pas se faire dans tous les cas, et une modulation parasite subsiste.
Pour éliminer ce défaut, il est connu de rendre négligeable la modulation de la tension appliquée au tube, et de rendre uniforme l'objet par l'utilisation de filtres compensateurs En effet, toutes les longueurs de parcours des rayons à travers le corps ne sont pas égales, étant donné la section, par exemple, circulaire du corps et la section de la matière qui l'entoure Pour cette raison, les détecteurs situés aux positions extrêmes tendent à donner de grandes valeurs de sortie même pour un corps d'absorption uniforme Pour corriger le défaut, on prévoit donc des corps atténuateurs ou filtres de
forme appropriée pour égaliser les longueurs de parcours.
On propose dans le dispositif de l'invention une autre solution consis-
tant à utiliser non plus un seul, mais plusieurs détecteurs de référence, mesurant le flux incident après atténuation par des filtres reproduisant les
objets mesurés les plus courants du point de vue du filtrage du rayonnement.
On peut alors remplacer la valeur d'une mesure de référence unique en un instant donné par une combinaison des valeurs trouvées au même instant sur
les différents détecteurs de référence.
La combinaison de détecteurs de référence associés à des filtres peut être fixée en fonction du type d'objet que l'on mesure, connu a priori, être variable en fonction des mesures elles-mêmes, ou être variable en fonction du résultat d'une première reconstruction, pour permettre une deuxième
reconstructioni de meilleure qualité.
A tout filtre correspond une atténuation particulière des rayons X A un instant donné on tient compte de la composition de la valeur des mesures 1 _ au point de mesure considéré On connait alors les types d'atténuations subies par les rayons X et on fait alors appel à une combinaison des détecteurs de référence reproduisant ces types d'atténuations; en effet les
objets à analyser ne sont pas, généralement, homogènes.
Ainsi, on a différents filtres de simulation, et grâce à un processeur d'interpolation, on peut obtenir les valeurs équivalentes à des épaisseurs intermédiaires Ces filtres positionnés devant les détecteurs de référence
permettent de simuler le phénomène Par interpolations on peut se rap-
procher du cas réel Les filtres peuvent être de matériau identique ou
différent permettant de simuler l'objet.
Le cas des lames de plexiglass est utilisable pour étalonner une machine à rotation en dehors des périodes de mesure, en les placant dans le
faisceau à la place de l'objet.
Un tomodensitomètre est représenté à la figure 1.
Une source de rayons X 1 émet un faisceau de rayons X dont une partie traverse l'objet à analyser 2 avant d'atteindre une série de détecteurs
de mesure M 1 Mp Les détecteurs de référence R 1 Rq sont ici repré-
sentés en dehors du faisceau de rayons X, mais on suppose dans ce cas qu'ils
sont atteint par une partie du faisceau.
Les détecteurs, qu'ils soient de mesure ou de référence, sont suivis d'un circuit amplificateur 3, d'un circuit intégrateur 4 et d'un circuit de conversion 5 qui permet la conversion analogique-numérique mais qui peut
aussi réaliser la conversion en logarithme.
Le circuit intégrateur intègre le signal sur un temps représentant un degré prédéterminé de mouvement de la source de rayons X de manière à donner un signal analogique représentant l'intensité totale de rayons qui atteint le détecteur respectif à ce moment et qui est transmise à travers l'objet 2 à analyser suivant un parcours effectivement examiné par ce détecteur, compte tenu du mouvement de la source de rayons X. L'un des détecteurs de référence, par exemple le détecteur R 1 permet de générer en première approximation la valeur mesure/référence au sens habituel. Les signaux de référence R 1 et de mesure Mi une fois traités sont
respectivement appliquées aux deux entrées d'un circuit diviseur 6 fournis-
sant un signal compensé correspondant au rapport entre le signal de mesure et le signal de référence La division peut être effectuée par la soustraction
des logarithmes des deux signaux.
Les valeurs de détecteur de référence obtenues en un instant donné permettent de générer un ensemble de valeurs de référence, avec des valeurs intermédiaires obtenues par interpolation; ces valeurs placées dans une table servent de référence, et sont adressées en fonction de la valeur de
mesure trouvée, référencée par rapport à un détecteur moyen.
Les détecteurs de référence R 1 Rq fournissent des signaux de référence, qui après traitement sont stockés en mémoire 7 Ces valeurs sont
alors envoyées pour chaque instant d'échantillonnage à un processeur d'inter-
polation 8 qui génère dans une mémoire 9 la table des références en fonction
de l'atténuation ou, mieux, directement la table de correspondance entre -
mesures/référence (référence unique) et mesures/références (référence
polyénergétique).
La valeur mesure/référence obtenue à la sortie du circuit diviseur 6 sert à adresser la table par l'intermédiaire d'un processeur de lecture 10 On lit la valeur corrigée obtenue en Il; ces opérations peuvent être en partie ou en tout associées au calcul des logarithmes Cette valeur corrigée 1 l obtenue en 11, est alors utilisée pour un calcul de reconstruction effectué en
12 pour obtenir un résultat en 13.
Chaque détecteur de référence est associé à un filtre qui correspond à une atténuation particulière de rayons X Ainsi à chaque instant on peut remplir cette table en partant des valeurs obtenues par les différents
détecteurs de référence.
Ainsi pour tout point de mesure, à un instant donné, on connait quel type d'atténuation il faut considérer On peut donc faire appel à une combinaison de détecteurs de référence pour tenir compte du fait que l'objet
à analyser n'est pas, généralement, homogène.
Les détecteurs de référence peuvent être disposés dans le faisceau de rayons X mais dans une partie du faisceau qui n'a pas traversé le corps à
analyser, ce qui est toujours possible dans des machines de tomo-
densitométrie à translation, les faisceaux d'analyse atteignant les détec-
teurs, qui peuvent être considérés successivement dans le temps comme
détecteurs de mesure ou détecteur de référence, car ils sortent périodique-
ment du champ de l'objet Mais ceci n'est pas vrai pour les dispositifs à
rotation seule, et le procédé de l'invention est alors nécessaire.
Si un objet n'est pas connu, il n'y a pas de simulation ou de compensation correcte possible On prend en compte un ensemble de tous les cas possibles que l'on simule au niveau primaire En fonction de la mesure réalisée au secondaire, on peut effectuer des corrections qui peuvent être itératives, il peut y avoir rebouclage et ainsi obtenir, après stabilisation, un résultat correct Ainsi, si l'on prend comme exemple deux sections axiales du crâne respectivement passant par la masse cérébrale (figure 2) et par la base du cerveau et la fosse postérieure (figure 3), suivant l'axe A, il n'y a que de l'air Suivant l'axe B il y a environ 2,5 cm d'os de masse volumique 1,6
qui peut être simulé par une lame d'aluminium de masse volumique 2,7.
Suivant l'axe C il y a environ 1,5 cm d'os, et 16 cm de tissus qui peuvent être simulés par une lame en plastique comportant des composés C, H, O tel qu'une résine Epoxy par exemple Suivant le grand axe D, il y a environ 5 cm
d'os et 10 cm de tissus.
Ainsi ces filtres peuvent être réalisés par exemple, avec des feuilles de plexiglass, des épaisseurs d'eau, des lames de résine polyester L'un au moins des filtres peut contenir, par exemple, un matériau ayant un numéro atomique moyen voisin de celui des structures osseuses tel que l'aluminium,
une résine chargée ou un matériau comprenant du platre ou du verre.
Les détecteurs de référence utilisés peuvent être de type usuel c'est à dire de type scintillateur associé à un tube photomultiplicateur ou du type détecteur à ionisation gazeuse Le détecteur affecté à la mesure de référence du rayonnement non atténué doit avoir un comportement aussi équivalent que possible à celui du détecteur de mesure, c'est à dire en général à grande efficacité Les détecteurs correspondant aux divers degrés d'atténuation du faisceau doivent mesurer la partie la plus énergétique du faisceau et peuvent être réalisés soit par la combinaison d'un détecteur à absorption totale et d'un filtre, soit par d'autres méthodes, telles que, par
exemple, l'emploi d'un diffuseur recevant le rayonnement direct et réémet-
tant par diffusion ou fluorescence un rayonnement d'énergie plus faible
proportionnellement à la partie la plus énergétique du spectre.
En effet aux énergie usuelles, l'atténuation résulte de trois méca-
nismes: l'absorption par effet photoélectrique, la diffusion élastique (effet
Thomson-Rayleigh), la diffusion inélastique (effet Compton).
L'effet de diffusion inélastique (effet Compton), peut être assimilé à un choc inélastique Le photon X incident arrivant au voisinage du nuage électronique d'un atome de la matière traversée est dévié, et il perd de l'énergie qu'il communique à des électrons qu'il libère L'énergie perdue par le photon X est relativement faible; elle varie avec son angle de diffusion, étant nulle pour une déviation nulle, et d'autant plus grande que l'angle de déviation est important Cependant, la probabilité de diffusion est maximale
pour des angles faibles, et décroit avec l'énergie.
Toutefois, étant donné la forte décroissance de l'effet photoélectrique
avec l'énergie, l'effet Compton est prédominant pour les énergies élevées. On peut montrer que le coefficient de l'effet Compton ne dépend que de la
densité électronique du corps absorbant Ce paramètre variant peu avec la nature des éléments chimiques, on pourra considérer que le coefficient linéaire massique de l'effet Compton est sensiblement le même pour tous les corps, et donc que le coefficient d'atténuation linéaire par effet Compton
est pratiquement proportionnel à la masse volumique de l'absorbant.
_ 5 19772
Le diffuseur considéré peut être disposé en dehors de la partie utile du faisceau de rayons X. Si on dispose un diffuseur à l'intérieur du faisceau, les détecteurs de références peuvent être disposés, ainsi que leurs filtres associés, en dehors du faisceau utile tout en étant atteint par les rayons X diffusés. Ce dispositif de l'invention permet de corriger instantanément des variations de la haute tension qui commande la source de rayons X On peut
aussi corriger des phénomènes d'atténuation en translation ou en rotation.
a 251917 i
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