FR2565451A1 - Procede de controle de la position du foyer d'un tube radiogene et dispositif de controle mettant en oeuvre ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CONTROLE DE LA POSITION DU FOYER D'UN TUBE RADIOGENE, APPLICABLE A LA SURVEILLANCE D'EQUIPEMENTS RADIOLOGIQUES MUNIS DE TUBES RADIOGENES 2 ET, AU MONTAGE DE CES DERNIERS DANS DES GAINES 1. L'INVENTION CONCERNE EGALEMENT UN DISPOSITIF DE CONTROLE 15 PERMETTANT LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. SUIVANT LE PROCEDE DE L'INVENTION, L'IMAGE I DU FOYER F D'UN TUBE RADIOGENE 2 EST REALISEE SUR DEUX MOYENS DETECTEURS 20, 21, CONTIGUS, SENSIBLES AUX RAYONS X. LESDITS MOYENS DETECTEURS DELIVRENT CHACUN UN SIGNAL DE SORTIE S, S DONT L'AMPLITUDE EST FONCTION D'UNE REPARTITION DE LADITE IMAGE I SUR CES MOYENS DETECTEURS 20, 21. LESDITS SIGNAUX DE SORTIE S, S SONT APPLIQUES A UN MOYEN DE COMPARAISON 30 QUI DELIVRE UN SIGNAL DE DIFFERENCE SD LIE A LA POSITION DUDIT FOYER F SUIVANT UN PREMIER AXE 8 DONNE.

Description

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PROCEDE DE CONTROLE DE LA POSITION DU FOYER

D'UN TUBE RADIOGENE, ET DISPOSITIF DE CONTROLE

METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE

L'invention concerne un procédé de contrôle de la position du foyer d'un tube radiogène, applicable à la surveillance d'équipements radiologiques munis de tubes radiogènes et, au montage de ces

derniers dans des gaines. L'invention concerne également un dispo-

sitif de contr8le permettant la mise en oeuvre de ce procédé.

Un ensemble radiogène comporte de manière classique, un tube radiogène muni d'une cible appelée anode, et d'un émetteur d'électrons appelé cathode. La cathode émet des électrons de façon directive, pour former un faisceau d'électrons qui viennent frapper 0 très localement la cible en une très petite zone, appelée foyer du rayonnement X. Les électrodes anodes et cathodes sont contenues dans une enveloppe o règne un vide propre à favoriser l'émission thermoélectronique. L'enveloppe et les électrodes constituent dans

leur ensemble le tube radiogène.

Ce tube radiogène, pour être normalement utilisé, est contenu dans une gaine qui assure notamment les r8les suivants: - protéger l'utilisateur de la haute tension; - protéger l'utilisateur du rayonnement X;

- contenir l'huile d'isolement haute tension nécessaire au fonction-

nement;

- fixer le tube par rapport à une fenêtre de sortie du rayon-

nement X. Dans l'ensemble du rayonnement X émis à partir du foyer, seule une fraction est utilisée, ayant généralement la forme d'un c8ne dont le sommet est le foyer, et dont la section est définie par

l'ouverture de la fenêtre de sortie de la gaine.

Une condition essentielle pour obtenir les qualités géomé-

triques requises du faisceau de rayonnement X, réside dans le centrage du foyer par rapport à cette fenêtre. Généralement le foyer est centré par rapport à la fenêtre de sortie, de sorte que l'axe

géométrique de cette fenêtre passe par le foyer; cet axe géomé-

trique de la fenêtre de sortie, constituant ainsi l'axe du faisceau utile du rayonnement X. La gaine équipée du tube radiogène est couramment associée, pour former un ensemble radiogène, avec un dispositif tel qu'un localisateur ou un limiteur de faisceau. A cette fin, les formes géométriques de la fenêtre de sortie de la gaine, sont telles qu'elles servent de référence pour l'assemblage mécanique de la gaine équipée et, du limiteur de faisceau par exemple; l'alignement de l'axe de l'ouverture du limiteur de faisceau, sur l'axe prévu du faisceau de rayonnement X, étant ainsi très simplifié grâce au

centrage préalable du foyer.

Les constructeurs d'ensemble radiogène effectuent couram-

ment la mesure du centrage du foyer de rayons X par rapport aux références mécaniques dont est munie la fenêtre de sortie. Pour ce faire, il est utilisé un moyen récepteur ou détecteur sensible au ! rayonnement X, tel qu'une caméra par exemple qui se fixe sur la fenêtre de sortie, en appui sur les faces de référence de cette

dernière; cette caméra comportant également des éléments per-

mettant de réaliser l'image du foyer, sur un film ou sur un écran sur lequel est matérialisé, au moyen de fils ou de gravures, l'axe théorique de la fenêtre de sortie. Le décentrage de l'image du foyer permet de calculer le décentrage du foyer par rapport à l'axe de la fenêtre, en fonction des caractéristiques géométriques de la camera. Les inconvénients de cette méthode sont: - qu'elle conduit à obturer le champ utile d'irradiation pendant la mesure; - qu'elle oblige à un interprétation des résultats qui interdit des mesures en temps réel;

- qu'elle offre une faible sensibilité, d'o un manque de précision..

Ces inconvénients, outre le désavantage qu'ils présentent pour le contrôle de la position du foyer pour le centrage de ce dernier,

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interdisent l'utilisation de cette méthode pour le contrôle de la position de ce foyer, durant le fonctionnement de l'équipement

radiologique auquel appartient le tube radiogène.

Pourtant, il est d'une grande importance de connaître les variations éventuelles de la position spatiale du foyer, ces variations

de position du foyer pouvant avoir dans certains cas des consé-

quences graves sur la qualité d'une image radiologique.

La présente invention concerne un procédé de contrôle de la position du foyer d'un tube radiogène, permettant un contrôle instantané de la position du foyer avec une grande précision, ausi bien dans le cadre d'un contrôle en usine ou en laboratoire, que dans

le cadre d'un fonctionnement réel d'une installation radiologique.

Selon l'invention, un procédé de contrôle de la position du foyer d'un tube radiogène, dans lequel une image dudit foyer est réalisée à l'aide d'un sténopé et permet d'effectuer ledit contrôle de position suivant au moins un premier axe donné, ledit tube radiogène

étant contenu dans une gaine et produisant un faisceau de rayon-

nement X sortant de ladite gaine par une fenêtre de sortie, est caractérisé en ce qu'il consiste à centrer ledit sténopé sur un axe de référence coupant ledit premier axe en un point constituant une

position de référence par rapport à laquelle s'effectue ledit con-

trôle, puis à réaliser ladite image sur les plans d'entrée d'au moins

deux moyens détecteurs, contigus, sensibles au rayonnement X, les-

dits plans d'entrée constituant une longueur utile de mesure et étant séparés par une ligne médiane par laquelle passe ledit axe de référence et de part et d'autre de laquelle est répartie ladite image, puis à comparer des signaux de sortie générés par chacun desdits moyens détecteurs en fonction de la répartition de ladite image, de manière à obtenir un signal de différence ayant une valeur nulle

quand ledit foyer occupe ladite position de référence.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de

celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va

suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure I montre une gaine, contenant un tube radiogène,

associée à un dispositif de contrôle conforme à l'invention per-

mettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention; - la figure 2 montre une courbe de réponse de moyens détecteurs utilisés dans le dispositif de contrôle de l'invention; - la figure 3 est une construction géométrique servant à expliquer une version du procédé de l'invention; - la figure 4 montre une installation radiologique dans laquelle le procédé et le dispositif de contrôle selon l'invention réalisent un asservissement de la position du foyer - la figure 5 shématise une boucle d'asservissement selon laquelle le dispositif de contr8le met en oeuvre une dernière variante du

procédé de l'invention..

La figure I montre une première version d'un dispositif de contr8le 15 selon l'invention, permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour contr81er, dans une gaine I contenant un tube radiogène 2, la position d'un foyer f par rapport à une

fenêtre de sortie 10 dont est muni la gaine 1.

Le tube radiogène 2 comporte une anode 3, du type anode tournante dans l'exemple non limitatif décrit, cette anode 3 étant solidaire d'un rotor 4 par l'intermédiaire d'un arbre 5. Une cathode 6 est disposée d'une manière conventionnelle en face de l'anode 3 et

délivre en fonctionnement des électrons (non représentés) qui déter-

minent sur l'anode 3 le foyer f. Le foyer f constitue la source d'un faisceau de rayonnement X 9 qui sort de la gaine, 1 par la fenêtre de

sortie 10.

La fenêtre de sortie 10 comporte un axe géométrique Il qui, quand le foyer f est centré par rapport à la fenêtre de sortie 10 ainsi que dans l'exemple montré par la figure 1, constitue également l'axe du faisceau de rayonnement X 9. La fenêtre de sortie 10 comporte des faces de références 34, particulièrement destinées, lors de l'assemblage de la gaine I et d'un dispositif limiteur de faisceau (non

représenté), au centrage de ces éléments l'un par rapport à l'autre.

Selon l'invention, le contrôle de la position du foyer f s'ef-

fectue suivant au moins un premier axe 8, ce premier axe 8 étant dans l'exemple non limitatif décrit parallèle à l'arbre 5. Ce contr8le de position du foyer f s'effectue en outre par rapport à une position de référence Pr' déterminée sur le premier axe 8 par le dispositif de

contr8le 15, comme il est expliqué dans la suite de la description.

Le foyer f étant montré centré par rapport à la fenêtre de

sortie 10, il occupe une position théorique T, constituée par l'inter-

section entre J'axe géométrique 11 et le premier axe 8; la position de référence Pr étant confondue avec cette position théorique T

dans l'exemple non limitatif de la figure 1.

Le dispositif de contr8le 15 comporte une structure de sup-

port 16, contenant essentiellement un sténopé 18 et un premier et

un second moyen détecteur 20, 21, contigus, sensibles au rayon-

nement X, sur lesquels le sténopé 18 est destiné à réaliser une

image I du foyer f. Nous entendons par sténopé tout moyen com-

portant une ouverture permettant de réaliser l'image du foyer f,

cette ouverture pouvant également avoir la forme d'une fente.

Les premier et second moyens détecteurs 20,21 comportent chacun un plan d'entrée, respectivement 22,23 disposés de manière symétrique par rapport à une ligne médiane 12 de séparation. Cette ligne médiane 12 étant perpendiculaire au plan de la figure 1, elle est visible sur cette dernière sous la forme d'un point, qui symbolise le centre d'une zone sur laquelle est réalisée l'image I. La ligne médiane 12 ou centre de zone de formation d'image, détermine avec le sténopé 18 un axe de référence 24, dont la position par rapport à un axe de symétrie 14 de la structure 16 est définie de construction; l'axe de symétrie 14 et l'axe de référence

24 étant confondus dans l'exemple non limitatif décrit.

Le sténopé 18 est porté par l'intermédiaire d'un moyen de déplacement calibré, constitué dans l'exemple non limitatif décrit par une vis micrométrique 13 o "palmer" permettant de déplacer le sténopé 18 de part et d'autre de l'axe de référence 24, suivant un second axe 25 parallèle au premier axe 8. Le sténopé 18 est ainsi mobile dans l'un ou l'autre des sens montrés par la première et la seconde flèche 17, 19, la valeur de son déplacement étant connue au 1/100 de mm par exemple grâce à des graduations 7 que comporte d'une manière classique la vis micrométrique 13; un repère (non représenté) permettant de conserver le positionnement de l'axe de

référence 24, par rapport à l'axe de symétrie 14.

Une extrémité 15 de la structure de support 16 comporte des moyens de centrage, formés dans l'exemple non limitatif décrit par

une collerette 26 et de seconde face de référence 27; cette extré-

mité est fixée à la gaine I en appui sur les premières faces de référence 34 de la fenêtre de sortie 10 dans laquelle est engagée la collerette de centrage 26. Ceci permet d'assembler la gaine 1 et le dispositif de contr8le 15 selon des positions relatives parfaitement définies et reproductibles, et permet ainsi que dans l'exemple de la figure 1, d'amener de construction l'axe de référence 24 à passer par

la position théorique T du foyer f.

Le tube radiogène 2 étant mis en fonctionnement, le procédé selon l'invention consiste à réaliser, à l'aide du sténopé 18, une image I du foyer f sur les plans d'entrée 22,23 des deux moyens détecteurs 20,21, de manière à lier la position du foyer f le long du premier axe 8, à la répartition de l'image I sur chacun des plans

d'entrée 22, 23.

Cette répartition de l'image I est égale sur chacun des plans d'entrée 22, 23 de part et d'autre de la ligne médiane 12, quand l'axe de référence 24, passant par cette ligne médiane et le sténopé 18,

passe également par le foyer f.

L'intersection de l'axe de référence 24 avec le premier axe 8 détermine la position de référence Pr' par rapport à laquelle s'effectue le contr8le de la position du foyer f. Compte tenu de l'application, la position de référence Pr coîncide avec la postion

théorique T du foyer f.

Dans l'exemple non limitatif de la figure 1, l'axe géomé-

trique 1l et l'axe de référence 24 sont confondus, mais cette condition n'est pas nécessaire, ces deux axes pouvant former entre

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eux un angle (non représenté), l'essentiel étant, pour le contr8le de position envisagé, que l'axe de référence 24 coupe le premier axe 8 à la position théorique T, c'est-à-dire en un même point que l'axe géométrique Il; ceci étant obtenu avec le dispositif de contrôle 15 selon l'invention, de construction, pour un repère donné des gradua-

tions 7 que comporte la vis micrométrique 13.

Les plans d'entrée 22, 23 comportent respectivement, de part

et d'autre de la ligne médiane 12, une longueur Li, L2, qui cons-

tituent une longueur utile de mesure L, sensiblement parallèle au second axe 25 le long duquel est mobile le sténopé 18; cette longueur utile de mesure constituant une première dimension de la zone précédemment mentionnée sur laquelle est réalisée l'image et dont une autre dimension, perpendiculaire au plan de la figure 1, n'est pas visible sur cette dernière. L'image I comporte, le long de la longueur utile de mesure L, une dimension 1 inférieure à cette longueur utile L. Il est à noter que quand l'image I est également répartie sur les deux plans d'entrée 22, 23, ces plans d'entrée sont chacun éclairés par l'image I du foyer f sur une distance 11, 12

inférieure à leur longueur LI, L2.

Chaque moyen détecteur 20, 21 délivre un signal de sortie SI, S2, dont une caractéristique, l'amplitude par exemple, est fonction de l'éclairement de son plan d'entrée 22,23 par l'image I. Ainsi, en

utilisant par exemple des moyens détecteurs 20, 21 de même sensi-

bilité, ces derniers délivrent un signal de sortie Si, S2 de même amplitude quand l'image I est également répartie sur les deux plans

d'entrée 22, 23.

Cette configuration est celle montrée par la figure I o, le foyer f étant centré par rapport à la fenêtre de sortie 10, sa position coincide avec la position de référence Pr' l'image I étant alors formée de manière égale sur les deux plans d'entrée 22, 23. Une comparaison des signaux de sortie SI, S2 permet d'obtenir un signal de différence SD de valeur nulle, qui indique que le foyer f est bien positionné. En supposant que le foyer f occupe le long du premier axe 8, d'un c8té ou de l'autre de la position de référence Pr, une position Pl, représentée sur la figure I par une ligne en traits pointillés, son

image (non représentée) réalisée par le sténopé 18 est alors inéga-

lement répartie sur les plans d'entrée 22, 23; dans ce cas, la distance lI selon laquelle est éclairé par l'image le premier plan 22 est inférieure à la distance 12 selon laquelle est éclairé le second

plan d'entrée 23. Les signaux de sortie Si, S2 ont alors une ampli-

tude différente, et leur comparaison permet d'obtenir le signal de différence SD ayant une valeur non nulle, qui peut constituer un signal de consigne et dont la polarité indique le sens du décentrage

du foyer f.

La comparaison des signaux de sortie Si, S2 peut s'effectuer de différentes manières, connues de l'homme du métier, comme par exemple dans l'exemple décrit o les signaux de sortie Sl, S2 sont

respectivement appliqués à l'entrée + et à l'entrée - d'un ampli-

ficateur différentiel 30; une sortie s de ce dernier délivrant le signal de différence SD précédemment mentionné, qui peut être

affiché sur un moyen d'affichage 31 classique.

En supposant que le foyer f soit à la position Pl, il suffit de déplacer le tube radiogène 2 parallèlement au premier axe 8 et dans

le sens de la première flèche 17, jusqu'à obtenir une même ampli-

tude (non nulle) des signaux de sortie S1, S2 et de ce fait, une valeur nulle du signal de différence SD, pour obtenir la concidence de position entre le foyer f et la position de référence PR, c'est-à-dire pour obtenir dans l'exemple décrit le centrage dudit foyer f par

rapport à la fenêtre de sortie 10.

IL est à noter que le signal de différence SD constitue un signal de consigne utilisable pour asservir la position du foyer f, ce signal de différence SD ou signal de consigne pouvant être utilisé dans des configurations différentes de celles qui viennent d'être

décrites, comme.il sera expliqué dans une suite de la description.

Le contrôle de la position du foyer f peut également s'ef-

fectuer selon un axe (non représenté) différent du premier axe 8, perpendiculaire à ce dernier par exemple. Il suffit alors d'orienter la longueur utile de mesure L des plans d'entrée 22, 23 selon un axe (non représenté) correspondant au sens de déplacement attendu de

l'image I; il est également possible d'utiliser un nombre de détec-

teurs 20, 21 supérieur à deux, de manière à contrôler simultanément la position du foyer f le long du premier axe 8 et le long de cet axe différent. Nous entendons par contrôle de la position du foyer f, aussi bien la vérification ou l'asservissement de cette position, que la mesure d'une différence de position a f entre une position du foyer f telle que la position P1 par exemple, et la position de référence PR le long du premier axe 8; cette différence de position A f provenant soit d'un positionnement d'origine du foyer f soit d'un déplacement de ce dernier au cours du fonctionnement du tube

radiogène 2.

Aussi, le procédé et le dispositif de contrôle 15 selon l'inven-

tion, permettent d'exprimer la différence de position A f soit en fonction d'un déplacement du sténopé 18, soit par la valeur du signal

de différence SD selon une relation linéaire.

A cet effet, le procédé consiste en outre à disposer le sténopé 18 à une première distance Y connue de la position de référence Pr, et à disposer les moyens détecteurs 20,21 à une seconde distance Z

connue du sténopé 18.

Si l'on déplace le sténopé 18 le long du second axe 25, dans le sens de la seconde flèche 19 par exemple, depuis une position P2 montrée en traits pointillés jusqu'à une seconde position P3, le signal de différence SD généré par l'amplificateur différentiel 30 accuse des variations (non représentées sur la figure 1) qui correspondent à la différence d'éclairement entre chaque plan d'entrée 22, 23 ou différence de répartition de l'image I sur ces plans d'entrée. Les première et seconde positions P2, P3 entre lesquelles est déplacé le sténopé 18, correspondent à des positions o ce dernier réalise une image (non représentée) du foyer f en dehors des plans d'entrée 22, 23; des troisième et quatrième positions P4, P5 correspondant à des

positions entre lesquelles le sténopé 18 réalise l'image I simul-

tanément sur les deux plans d'entrée.

La figure 2 montre une courbe 32 représentant des variations d'amplitude en volt du signal de différence SD en fonction du déplacement A p du sténopé 18 le long du second axe 25, dans le sens 19, c'est-à-dire du premier moyen détecteur 20 vers le second moyen détecteur 21; ce déplacement a p du sténopé 18 étant effectué grâce à la vis micrométrique 13 (montrée à la figure 1) qui

permet de contrôler ce déplacement de manière très fine.

On observe dans une première zone Z1 que la valeur V du signal de différence SD est d'abord égale à 0 puis croit vers un maximum positif +m avant de s'inverser à nouveau à partir d'une seconde zone Z2; dans cette seconde zone Z2, la valeur positive du signal de différence diminue selon pratiquement une droite, pour atteindre un maximum négatif -m à proximité d'une troisième zone Z3 à partir de laquelle elle s'inverse à nouveau pour retourner à

une valeur voisine de 0.

La zone I correspond à une formation de l'image du foyer f sur

le pland d'entrée 22 du premier moyen détecteur 20, et sur lui seul.

La seconde zone Z2 correspond à un éclairement simultané du premier et du second moyen détecteur 20, 21. La troisième zone Z3 correspond à l'éclairement du' second moyen détecteur 21, et à lui seul. La seconde zone Z2 constitue la zone d'intérêt dans laquelle la variation du signal de différence SD est assimilable à une droite 33 passant par 0 en un point C, o l'éclairement du plan d'entrée 22 du

premier moyen détecteur 20 est égal à l'éclairement du plan d'en-

trée 23 du second moyen détecteur 21; cette partie droite 33 de la courbe provenant notamment du fait qu'une augmentation d'une quantité donnée de l'éclairement de l'un des moyens détecteurs 20

ou 21, lié au déplacement de l'image I, s'accompagne d'une dimu-

nition, d'une même quantité de l'éclairement de l'autre moyen détecteur, en considérant que la répartition d'éclairement sur l'axe

de déplacement 25 est une constante.

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Il La valeur en volt du signal de sortie différentiel SD dans la partie droite 33 de la courbe 32, en- fonction d'une position P telle que P4, PS (représentées sur la figure 1) du sténopé 18 est de la forme: SD = a P + b, ou a est une première constante correspondant à la pente de la droite 33, et qui dépend de l'éclairement des moyens détecteurs 20, 21 et de leur efficacité, ainsi que du coefficient

d'amplification de l'amplificateur différentiel 30; b étant une se-

conde constante qui dépend de considérations géométriques du

dispositif de contr8le 15 de l'invention.

Cette pente ou première constante a, correspond au rapport de la variation de tension a v1 sur la variation de position A p1 ayant engendré cette variation de tension: A v1 a = 1 (1) A Pl Cette détermination de la pente a constitue un étalonnage du

dispositif de contr8le 15.

Il est à noter qu'une variation de l'intensité de l'émission du foyer f entraînant une variation globale d'éclairement des moyens détecteurs 20, 21, peut modifier la pente de la droite, mais que cette dernière passe toujours à 0 au même point C qui correspond à

un égal éclairement de ces moyens détecteurs 20, 21.

Ainsi, à une position du sténopé 18 lue sur la vis micro-

métrique 13 graduée, correspond une réponse électrique en volt par une application linéaire, et par suite toute variation de position a p du sténopé 18 s'exprimera par une variation s v de la tension du

signal de différence SD telle que: à v = a. P (2).

La figure 3 est une construction géométrique qui permet d'illustrer la corrélation entre des déplacements A f du foyer f et à p du sténopé 18, qui engendrent un même déplacement A I de l'image I. Pour lier une variation de position 6 f du foyer f le long du premier axe 8 à un déplacement s p du sténopé 18 le long du second axe 25, provoquar: un déplacement a I de l'image I du foyer f, il faut, par rapport à ce déplacement a p du sténopé 18, exprimer le déplacement à f du foyer f qui provoquerait le même déplacement 2 I de l'image I. Sur la figure 3, l'axe de référence 24 passe par le foyer f confondu avec la position de référence Pr' le sténopé 18 et, par

l'image I de ce foyer f, laquelle image I est sur la figure 3 symbo-

lisée par un point constituant son centre. Le sténopé 18 est disposé à une première distance Y connue du foyer f, en un point D, et les plans d'entrée 22, 23 sur lesquels est formée l'image I, sont disposés a une seconde distance Z connue du sténopé 18; un déplacements P connu du sténopé 18 provoquant ainsi un déplacement h I connu de l'image. Un déplacement a I de l'image, amenant cette dernière à occuper une position G peut être engendré soit, par un déplacement e p du sténopé 18 amenant ce dernier à une position E, soit par un déplacementA f du foyer f amenant ce dernier à une position B. Les triangles formés d'une part par les points G, B, f et d'autre part par les points G, D, E sont semblables, d'ou un déplacement A f du foyer f est lié à un déplacement A P du sténopé 18 par la relation: Af _Z+Y Z+ ___ f - Z z Y soithif=ip.Z±Y (3) - z z Il est à noter que cette partie du procédé de l'invention est également applicable si le premier et le second axe 8, 25 ne sont pas parallèles, comme il est représenté sur la figure 3 ou une ligne en traits pointillés repéée 25a représente le second axe et forme avec le premier axe 8 un angle (; cet angle o{, généralement faible dans la pratique, est pris en compte dans la relation 3 précédente qui devient: __f Z+Y cos = P Z Z et Y étant des distances connues imposées par construction, elles sont constantes, la seule inconnue de l'équation ci- dessus étant le déplacement 1 P du sténopé 18 qui peut être déterminé à l'aide de

la vis micrométrique 13 précédemment citée. Dans cette confi-

guration, il suffit de déplacer le sténopé 18 le long du second axe 25, jusqu'à obtenir une égale répartition de l'image I sur les deux plans d'entrée 22, 23, puis de mesurer le déplacement. P du sténopé 18, pour obtenir une mesure de la différence de position l f par la

relation qui précède.

Ainsi qu'il a déjà été expliqué, les déplacements A f du foyer f peuvent s'exprimer par une relation linéaire en fonction de la tension de sortie V du signal de différence SD. Partant de la relation 2 précédemment mentionnée: L v = a A p, on obtient: f = A v. Z +Y (4) a Z

1 Z +Y

Le terme a - z est une constante qui peut être représentée par le symbole A:

A=1 Z + Y ()

a Z(5).

En reprenant la relation 4, cette dernière devient:

f = A. Av (6).

Cette dernière relation indique qu'un déplacement I f du foyer f provoque une variation de sortie I v du signal de différence SD suivant une loi linéaire, et si l'on suit les variations de tension A v du signal de différence SD, on obtient immédiatement le déplacement d f correspondant, par une règle de trois si l'on connaît A. Les première et seconde distances Y,Z étant connues par construction, l'expression A ne contient qu'une inconnue, la première constante ou pente a. Comme il a été précédemment mentionné, la pente a est déterminée selon la première relation: A v1 a - z pl,grâce à un étalonnage qui consiste à déplacer le sténopé 18 d'une valeur connue, à l'aide de la vis micrométrique 13, et de mesurer la variation A v1 correspondante du signal de dif-

férence SD.

Dans cet étalonnage, les valeurs des déplacements 4 pi du sténopé 18 sont de préférences grandes devant des déplacements

possibles du foyer f durant cet étalonnage.

Le dispositif de contrôle 15 selon l'invention, tel que venant d'être décrit, constitue un appareil de grande sensibilité, apte à être utilisé en laboratoire, les déplacements A f de foyer f qui peuvent

être discernés étant de l'ordre du micromètre.

Dans cette première version de l'invention, la structure de support 16 comporte des moyens de centrage 26,27 destinés à coopéer avec les faces de référence 34 de la fenêtre de sortie 10, de manière à référencer mécaniquement par rapport à cette dernière, le dispositif de contrôle 15; l'axe de référence 24 étant positionné de construction et passant par la position théorique T du foyer f.

Une autre version de l'invention consiste à référencer mécani-

queme'nt le dispositif de contrôle 15, par rapport à un élément d'une installation radiologique par rapport auquel doit s'effectuer le

contrôle de la position du foyer f.

Le procédé de l'invention permet de contrôler la position du foyer du tube radiogène, durant le fonctionnement normal d'une installation radiologique; c'est-à-dire sans obturer la fenêtre de sortie 10. Comme il a été expliqué dans le préambule, la position du foyer peut avoir une importance primordiale pour la qualité de l'image, notamment dans le domaine de la tomodensitomètrie et particulièrement de la scanographie; des variations de position d f de foyer f, pouvant provenir par exemple de jeux mécaniques ou de dilatations.

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La figure 4 montre schématiquement une installation radio-

logique 40, représentée partiellement par des éléments essentiels à

la compréhension de l'invention.

Dans cet exemple non limitatif, la gaine I est disposée d'une manière classique au-dessus d'un plan d'irradiation 41 constitué par

un panneau porte-patient (représenté par une ligne en traits poin-

tillés), sous lequel est disposé un moyen récepteur 42 de rayon-

nement X. La gaine I est assemblée avec un dispositif limiteur de

faisceau 43, et elle est supportée de manière classique par un -

rail 44, par l'intermédiaire d'un chariot motorisé 45. Le rail 44 est disposé parallèlement au premier axe 8 suivant lequel s'effectue le contrôle de la position du foyer f; la gaine I étant ainsi capable d'un déplacement le long du rail 44 dans l'un ou l'autre des sens montrés

par les troisième et quatrième flèches 46, 47.

Le tube radiogène 2 (non représenté sur la figure 4) est contenu dans la gaine 1, et produit à partir du foyer f le faisceau de rayonnement X 9. La projection du faisceau de rayonnement X 9 détermine sur le plan d'irradiation 41 un champ d'irradiation inscrit dans des premières limites 48, à l'intérieur duquel existe un champ utile appelé champ utile radiologique, inscrit dans de secondes

limites 49 et dans lequel les différences d'éclairement et de défi-

nition sont acceptables.

Aussi, il reste entre les première et secondes limites 48,49 de ces deux faisceaux, une zone utilisable pour la mise en oeuvre du

procédé de l'invention, sans perturber le fonctionnement de l'instal-

lation radiologique. C'est dans cette zone qu'est disposé le dispositif de contrôle 15, dont la structure de support 16 est solidarisée au moyen récepteur 42 par des moyens de fixation classiques, tels que des longerons 81 par exemple. Dans l'exemple non limitatif décrit, la structure 16 est du type monobloc ainsi qu'il a été précédemment

décrit, mais elle peut également être réalisée de manière à per-

mettre un montage séparé du sténopé 18 et des moyens détecteurs , 21; l'essenteil étant dans cette version de l'invention qu'elle soit

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mécaniquement indépendante de la gaine 1, mais dépendante du moyen de référence choisi, c'est à dire dans l'exemple décrit le

moyen récepteur 42.

- Le contr6le de la position du foyer f peut s'effectuer en liant un déplacement A f à un déplacement id p du sténopé 18 ainsi qu'il a déjà été expliqué, en appliquant la relation 3: Z+Y Af=/lp. z "f = P * z Il peut s'effettuer également en liant le déplacment A f du foyer f à une variation du signal de différence SD selon la relation 4: f =*v Z+Y a Z'

un étalonnage préalable ayant permis de déterminer la pente a.

Mais il est à remarquer que la pente a peut avoir des valeurs différentes en fonction de l'intensité du rayonnement X produit, c'est-à-dire l'intensité de l'Péclairement par l'image I du foyer f

auquel sont soumis le premier et le second moyen détecteur 20, 21.

En effet, en cours d'utilisation, un tube radiogène est soumis à

différents régimes (tension d'accélération, débit électronique), l'in-

tensité de l'éclairement des moyens détecteurs 20, 21 étant alors

différente pour chaque régime, amenant par conséquent une varia-

tion de la pente de la droite qui constitue la pente d'étalonnage;

cette pente étant d'autant plus forte que le régime de fonction-

nement du tube radiogène est fort.

Selon une caractéristique particulièrement importante de l'invention, précédemment précisée, toutes les droites engendrées par des régimes différents du fonctionnement du tube radiogène, passent par un même point C qui correspond à un éclairement égal de chaque moyen détecteur 20, 21 et, l'on constate que ce point est

indépendant du régime.

Cet aspect particulier est utilisé dans le procédé selon l'in-

vention pour réaliser un asservissement de la position dans l'espace

du foyer f.

Le procédé selon linvention consiste alors, à orienter l'axe de référence 24 pour le faire passer par le foyer f, de manière à faire coïncider ce dernier avec la position de référence Pr et, obtenir un éclairement égal sur chaque moyen détecteur 20, 21 et une valeur nulle du signal de différence SD généré par l'amplificateur dif-

férentiel 30.

Il suffit ensuite d'appliquer le signal de sortie différence SD à

des moyens électroniques d'adaptation 50 classiques pour com-

mander le déplacement du chariot motorisé 45 dès qu'une variation de position A f du foyer f entraîne une variation du signal de différence SD. Le signal de différence SD constitue ainsi un signal

d'erreur qui, selon qu'il est positif ou négatif commande le dépla-

cement du chariot 45 le long du rail 44 dans l'un ou l'autre des sens

montrés par les flèches 46,47.

Dans ce cas, c'est la position de la gaine I que l'on modifie pour rétablir la position du foyer f, c'est-à-dire la position dans

laquelle le foyer f coïncide avec la position de référence Pr.

L'aspect particulier constitué par le fait que pour un éclai-

rement égal sur chaque moyen détecteur 20, 21, correspond un

point C indépendant du régime du fonctionnement du tube radio-

gène, ou le signal de différence SD est nul, est également utilisé

dans le procédé selon l'invention pour réaliser une boucle d'asser-

vissement permettant de déterminer des valeurs du déplacement A f du foyer F. La figure 5 montre le schéma de principe d'une boucle

d'asservissement constituée dans le dispositif de contr8le 15 (repré-

senté dans un cadre en traits pointillés), permettant la mise en oeuvre de cette dernière partie du procédé selon l'invention. Cette

dernière partie du procédé est également applicable à une instal-

lation radiologique, non représentée sur la figure 5, o seul le

foyer f est montré pour plus de clarté de la figure.

Cette partie du procédé consiste, pour une position initiale du foyer F, à faire coïncider ce dernier avec la position de référence Pr

en agissant sur la vis micrométrique 13 par exemple, afin de pro-

voquer un déplacement du sténopé 18 et obtenir un éclairement égal sur chaque moyen détecteur 20, 21, de manière que le signal de sortie SD délivré par l'amplificateur différentiel 30 soit nul; ce

signal de différence SD étant appliqué à des moyens de com-

mande 50 d'un moteur 51. Ce moteur 51 est couplé mécaniquement en rotation d'une part à la vis micrométrique 13 qu'il entraîne en

rotation selon la sixième flèche 70 autour de l'axe de dépla-

cement 25 du sténopé 18, et d'autre part à un moyen de recopie constitué dans l'exemple non limitatif décrit par un potentiomètre de recopie 52; ces couplages mécaniques étant effectués par des moyens traditionnels, symbolisés sur la figure 5 par une première et une seconde liaison 53,54 en traits pointillés. Le potentiomètre de recopie 52 est alimenté sous une tension comprise entre -V et +V appliquée respectivement à ses première et seconde extrémités 56,57; le curseur 58 de ce potentiomètre de recopie 52 étant relié à un moyen d'affichage 31 tel qu'un voltomètre par exemple, auquel il

délivre une information V3.

Dans cette configuration, si le foyer f se déplace pour occuper une position PI par exemple, l'image du foyer F n'est plus répartie

de manière égale sur les premier et second moyens détec-

teurs 20, 21, et le signal de différence SD qui constitue un signal d'erreur passe d'une valeur nulle à une valeur négative ou positive

* suivant le sens, montré par la cinquième flèche 60, de ce dépla-

cement. f du foyer F. Cette valeur positive ou négative du signal de différence SD constitue un signal d'erreur servant à actionner le moteur 51, ce dernier entrainant le déplacement Z p du sténopé 18 dans le sens montré par la cinquième flèche 60. Cette commande du moteur 50 est poursuivie jusqu'au moment o le sténopé 18 atteind

une position P4 o il rétablit l'équilibre des éclairements des pre-

mier et second moyens détecteurs 20,21; cette position étant celle o l'axe de référence 24, déplacé par le mouvement du sténopé 18,

passe par la position PI occupée par le foyer f.

Le moteur 51 ayant entraîné simultanément le déplacement d p du sténopé 18 et, le déplacement du curseur 58 ainsi que montré par la huitième flèche 80, ce dernier détermine une variation.e V3 de l'information v3 qu'il délivre au voltmètre 31; cette variation / v3 étant positive ou négative selon le sens du déplacement du

sténopé 18, et proportionnelle à ce déplacement.

Aussi la variation A v3 de l'information v3 représente le déplacement A p du sténopé 18, après un étalonnage par exemple par rapport aux graduations (non représentées sur la figure 5) de la vis

micrométrique 13, et permet de déterminer la valeur du dépla-

cement a f du foyer f correspondant suivant la relation: 4 f =jv 3 z+ o Y est la première distance entre la position de référence Pr et le sténopé 18, et Z est la seconde distance entre le sténopé 18 et les

moyens détecteurs 20,21.

Claims (18)

REVENDICATION5

1. Procédé de contr8le de la position du foyer d'un tube radiogène, dans lequel une image (I) dudit foyer (f) est réalisée à l'aide d'un sténopé (18) et permet d'effectuer ledit contrôle de position suivant au moins un premier axe (8) donné, ledit tube radiogène (2) étant contenu dans une gaine (1) et produisant un faisceau de rayonnement x(9) sortant de ladite gaine (1) par une fenêtre de sortie (10), caractérisé en ce qu'il consiste à centrer ledit sténopé (18) sur un axe -de référence (24) coupant ledit premier axe (8) en un point constituant une position de référence (Pr) par rapport 0 à laquelle s'effectue ledit contrôle, puis à réaliser ladite image (I) _'-0 sur les-plans d'entrée (22, 23) d'au moins deux moyens détecteurs (20, 21), contigus, sensibles au rayonnement X; lesdits plans d'entrée (22, 23) constituant une longueur utile de mesure (L) et étant séparés par une ligne médiane (12) par laquelle passe ledit axe de référence (24) et de part et d'autre de laquelle est répartie ladite image (I), puis à comparer des signaux de sortie (Si, 52) générés par

chacun desdits moyens détecteur (20, 21) en fonction de la répar-

tition de ladite image (I), de manière à obtenir un signal de différence (SD) ayant une valeur nulle quand ledit foyer (f) occupe

ladite position de référence (P).

2.Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il consiste à monter ledit sténopé (18) et lesdits moyens détecteur (20, 21) dans une structure de support (16) de manière que ledit axe de référence (24), passant par ladite ligne médiane (12) et ledit sténopé (18), soit positionné de construction par rapport à un axe de symétrie (14) de ladite structure de support (16), puis à fixer ladite structure de support (16) contre la fenêtre de sortie (10) de ladite gaine (1) en utilisant des faces de références (34) dont est munie ladite fenêtre de sortie (10), afin que l'intersection entre ledit axe de référence (24) et ledit premier axe (8) réalise la position de référence (P) en

un point constituant une position théorique (T) dudit foyer (f).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer ledit tube radiogène (2) par rapport à ladite gaine (I) parallèlement audit premier axe (8), jusqu'à obtenir un signal de diférence (SD) de valeur nulle correspondant à une égale répartition de l'image (1) sur chacun des plans d'entrée (22, 23), et indiquant que la position dudit foyer (f) coincide avec ladite position

de référence (Pr) et ladite position théorique (T).

4. Procédé selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en

ce qu'il consiste à disposer ledit sténopé (18) à une première distance (Y) connue de ladite position de référence (Pr), en montant ledit sténopé (18) mobile le long d'un second axe (25) par rapport audit axe de référence (24), puis à disposer lesdits plans d'entrée (22, 23) à une seconde distance (Z) connue dudit sténopé (18), de manière qu'un déplacement (à p) connu dudit sténopé (18) provoque un déplacement (A I) connu de ladite image (I) sur lesdits plans d'entrée (22, 23) permettant de lier une différence de position (à F) du

foyer (f) au déplacment (C p) dudit sténopé (18).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste, ledit second axe (25) étant parallèle au premier axe (8), à provoquer le déplacement (6 p) dudit sténopé (18) jusqu'à obtenir un signal de différence (SD) de valeur nulle, correspondant à une répartition égale de l'image (I) sur lesdits plans d'entrée (22, 23) puis à mesurer la valeur du déplacemenr (à p) puis à déterminer la valeur de la différence de position (Af) du foyer (f) par la relation suivante: Af= pp. Z+Y z 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste, ledit second axe (25) formant avec ledit premier axe (8) un angle (o() relativement faible, à provoquer le déplacment (4 p) dudit sténopé (I 8) jusqu'à obtenir un signal de différence (SD) ayant une valeur nulle correspondant à une égale répartition de l'image (I) sur

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lesdits plans d'entrée (22, 23) puis à mesurer la valeur du dépla-

cement (i p) dudit sténopé (18), puis à déterminer la valeur d'une différence de position (U f) du foyer (f) selon la relation suivante 6 f P. Zy 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à déplacer ledit sténopé (18) afin de réaliser un étalonnage permettant de déterminer la pente (a) d'une droite (33) selon laquelle varie le signal de différence (SD), de manière à lier une variation (A v) du signal de différence (SD) à une différence de position (A f) du foyer (f) ayant engendré ladite variation (A v), par la relation suivante: A f = A v Z+Y, o y est la première distance entre a Z ledit sténopé (18) et la postion de référence (Pr), et Z est la seconde

distance entre ledit sténopé (18) et lesdits plans d'entrée (22, 23).

8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à orienter ledit axe de référence (24) pour faire coïncider ladite position de référence (Pr) avec la position du foyer (f) de manière à obtenir un signal de différence (SD) de valeur nulle, puis à appliquer ledit signal de différence (SD) a un moyen moteur (51) simultanément couplé à un moyen de déplacement (13) dudit sténopé (18) et, à un moyen de recopie (52) délivrant un signal d'information (V3), de manière qu'une différence de position ( f) entre ledit foyer (f) et ladite position de référence (Pr) entraîne une variation du signal de différence (SD) qui constitue un signal d'erreur de valeur non nulle appliqué au moyen moteur (51), lequel moyen moteur (51) provoque le déplacement (t p) dudit sténopé (18) jusqu'au moment o ce dernier rétabli l'égalité de la répartition de l'image (I) sur les deux plans d'entrée (22, 23) correspondant à une valeur nulle du signal de différence (SD), puis à lire une variation (bV 3) du signal d'information (Y3) correspondant à la valeur du déplacement (A p) du sténopé ( 18), puis enfin à déterminer la valeur de la différence de position (, f) du foyer (f) suivant la relation: M f=/V3 ZY

9. Procédé selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en

ce qu'il consiste à lier mécaniquement ledit sténopé (18) et lesdits

moyens détecteur (20, 21) à un moyen de référence (42) mécani-

quement indépendant de ladite gaine (1), puis à faire coincider ladite position de référence (Pr) avec la position du foyer (f) de manière à obtenir une répartition égale de ladite image (I) sur les plans d'entrée (22, 23) correspondant à une valeur nulle du signal de différence (SD), puis à appliquer ledit signal de différence (SD) à un chariot motorisé (45) supportant -ladite gaine (1) et déplaçable parallèlement audit premier axe (8), de manière qu'un déplacement (Af) du foyer (f) entraîne le déplacement de ladite gaine (1) et ramène le foyer (f) à sa position initiale o il coincide avec la

position de référence (Pr).

10. Dispositif de contr8le mettant en oeuvre le procédé selon

l'une des revendications I à 9, destiné à contr8ler, suivant au moins

un premier axe (8) donné, la position du foyer (f) d'un tube radio-

gène (2) contenu dans une gaine (1) et produisant un faisceau de

rayons X (9) sortant de ladite gaine (1) par une fenêtre de sor-

tie (10), comportant une structure de support (16), un sténopé (18) destiné à réaliser une image (I) dudit foyer (f), caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins deux moyens détecteurs (20,21), contigus, sensibles au rayonnement X et comportant chacun un plan

d'entrée (22,23), lesdits plans d'entrée (22,23) constituant une lon-

gueur utile de mesure (L) et étant séparés par une ligne médiane (12) de part et d'autre de laquelle est répartie ladite image (1), et en ce

qu'il comporte des moyens de comparaison (30) permettant de com-

parer des signaux de sortie (SI,S2) délivrés par lesdits moyens détecteurs (20,21) en fonction de la répartition de l'image (I) sur les plan d'entrée (22,23), de manière à lier la position dudit foyer (f) à la

valeur d'un signal de différence (SD) correspondant à ladite répar-

tition de l'image (I).

Il. Dispositif de contrile selon la revendication 10, carac- térisé en ce que les moyens de comparaison (30) sont constitués par

un amplificateur différentiel.

12. Dispositif de contrile selon l'une des revendications 10 ou

I l, caractérisé en ce qu'il comporte un axe de référence (24) passant par ledit sténopé(18)et par ladite ligne médiane (12), et intersectant ledit premier axe (8) en un point constituant une position de

référence (Pr).

13. Dispositif de contr8le selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit sténopé ( 18) et lesdits moyens détecteurs (20,21) sont montés dans ladite structure de support (16), ladite structure de support (16) comportant un axe de symétrie (14) par

rapport auquel ledit axe de référence (24) est positionné de cons-

truction. 14. Dispositif de contr8le selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite structure de support (16) comporte des

moyens de centrage (26,27), coopérant avec des faces de réfé-

rence (34) de ladite fenêtre de sortie (10) pour fixer ledit dispositif

de contr6le (15) à ladite gaine (1), de manière à réaliser de cons-

truction ladite position de référence (Pr) en un point constituant une

position théorique (T) dudit foyer (f).

15. Dispositif de contr8le selon l'une des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de déplacement calibré (13), permettant de déplacer ledit sténopé (1 8) selon un second axe (25) et engendrer en déplacement (A I) de l'image (I) le long de ladite longueur utile de mesure (L), en fonction

du déplacement ( P) dudit sténopé (18).

16. Dispositif de contrôle selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second axe (25) est parallèle au premier

axe (8).

17. Dispositif de contr8le selon la revendication 15 caractérisé en ce que ledit moyen de déplacement calibré (13) est une vis micrométrique.

18. Dispositif de contr8le selon les revendications 12 et 15,

caractérisé en ce que ledit sténopé (18) est disposé à une première distance (Y) connue de ladite position de référence (Pr) et que lesdits moyens détecteurs (20,21) sont disposés à une seconde distance (Z) connue dudit sténopé (18), de manière à déterminer une différence de position (Àf) entre le foyer (f) et ladite position de z+Y !0 référence (Pr) par la relation suivante:D f =L P. ZY

19. Dispositif de contr8le selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le signal de différence (SD) correspond à une

courbe (32), ayant une partie droite (33) correspondant à une répar-

tition égale de ladite image (I) sur lesdits plans d'entrée (22,23), et permettant de lier linéairement une différence de position (r f)

entre le foyer (f) et ladite position de référence (Pr) à une varia-

tion (A V) dudit signal de différence (SD) par la relation suivante: aLV Z+Y a Z o a représente la pente de ladite droite 33; Y représente une première distance entre ledit sténopé (18) et ladite position de référence (Pr); Z représente une seconde distance entre lesdits

moyens détecteurs (20,21) et ledit sténopé (18).

20. Dispositif de contr8le selon la revendication 10Ocaractérisé en ce que ladite structure de support (16) comporte en outre des moyens de fixations (81) permettant de la solidariser à un moyen de

référence (42) d'une installation radiologique (40).

21. Dispositif de contr8le selon la revendication 18, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un moyen moteur (51), mécani-

quement couplé audit moyen de déplacement (13) et à un moyen de

recopie (52) délivrant une information (V3), ledit signal de réf é-

rence (SD) étant appliqué audit moyen moteur (51), de manière

qu'une différence de position (h f) dudit foyer entraîne simul-

tanément un déplacement (A p) dudit sténopé (18) et, une variation (A v3) de ladite information (v3) proportionnelle audit déplacement (A p) du sténopé (18), afin de déterminer ladite différence de position (A f) du foyer (f) par la relation suivante: Af=v Z+Y

3 Z

22. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit moyen de recopie (52) est un potentiomètre de recopie.