FR2645007A1 - Appareil de radiologie avec statif a bras articules - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la radiologie. L'invention réside dans le fait que la source 23 de rayons X et le détecteur 25 de rayonnement X sont portés chacun par un système de bras articulés 16, 17, 20, 20', ledit système étant porté par un moyeu 13 qui peut tourner autour d'un axe horizontal 14 solidaire d'une colonne verticale 11 tournante sur son support. L'invention est applicable aux appareils pour examens radiologiques du corps entier, des membres inférieurs et supérieurs, du coeur, du cerveau.

Description

APPAREIL DE RADIOLOGIE AVEC
STATIF A BRAS ARTICULES
L'invention concerne les appareils de radiologie et, plus particulièrement, dans ces appareils la partie, appelée statif, qui permet de déplacer 1'émetteur de rayons X et le récepteur par rapport au patient de manière à obtenir des vues radiologiques sous différentes incidences.

Pour l'examen de certaines parties du corps humain, notamment les vaisseaux sanguins (examen vasculaire), on utilise un faisceau de rayons X dont la direction est variable de manière à pouvoir observer ces parties sous diverses incidences.

Ainsi, pour examiner une zone quasi ponctuelle du corps, le faisceau de rayons X doit tourner - de préférence selon toutes les directions possibles - autour d'un point géométrique, appelé "isocentre", qui est caractéristique de l'appareil d'observation et qui coïncide avec la zone à examiner.

Par ailleurs, il est nécessaire que l'isocentre soit aussi déplaçable dans l'espace selon une courbe de forme quelconque, par exemple pour examiner un vaisseau sanguin lors d'un examen vasculaire.

Un appareil qui assure ces fonctions est appelé statif d'exploration à isocentre mobile. Il comporte une source de rayons X et un détecteur de rayonnement X qui sont en général fixes l'un par rapport å l'autre. Pour la commodité de l'exposé, on se référera dans ce qui suit a un vecteur RX dont la direction est celle du faisceau de rayons X produit par la source vers le détecteur.

L'isocentre est aligné avec ce vecteur RX et est situé en un point déterminé entre la source et le détecteur qui dépend du réglage de la source de rayons X. Cet isocentre définit le centre de la partie du patient à examiner et doit de préférence être mobile dans l'espace pour permettre l'examen des différentes parties du corps.

En plus de la mobilité de l'isocentre, un tel appareil d'exploration doit satisfaire à d'autres exigences qui dépendent du type d'examen qui doit être pratique tel que l'examen dit "corps entier", des membres inférieurs ou des membres supérieurs, l'examen cardiologique ou neurologique.

A cet effet, il faut pouvoir passer d'une position à une autre en un temps relativement court sans avoir à arrêter l'exploration. Par ailleurs, les mouvements du praticien, chargé de l'examen, ne doivent pas être entravés par les différentes composantes de l'appareil et l'encombrement de l'appareil doit être modéré afin que la salle d'examen ne soit pas de dimensions trop importantes. En outre, il est souvent souhaitable de faire varier le grandissement, c'est-à-dire faire varier la position de la zone à observer sur le vecteur RX.

Pour répondre à ces différentes exigences, il a été souvent proposé des appareils du type à arceau, l'arceau servant de support å l'ensemble source-detecteur et pouvant tourner dans son plan autour de l'isocentre de manière à obtenir la rotation du vecteur RX dans ce plan. Cet arceau est solidaire d'un bras qui peut tourner autour d'un axe horizontal distinct de celui autour duquel peut tourner le vecteur RX. Ce bras est l meme solidaire d'une colonne verticale le long de laquelle il peut se déplacer. Par ailleurs, l'appareil comporte une table sur laquelle repose le patient à examiner et le plateau de cette table peut se déplacer suivant deux axes situes dans un plan hori#ontal ainsi que suivant un troisième axe qui est vertical. Un appareil de ce type est, par exemple, décrit dans le brevet US 4 481 656.

Un tel ~ appareil présente un certain nombre d'inconvénients qui sont les suivants. D'abord, il y a une relation géométrique fixe entre la source et le détecteur imposée par l'arceau, ce qui ne permet pas de réaliser certaines incidences particulières, notamment les incidences dites de HIRTZ et WORNS dans les examens neurologiques. Ensuite, le diamètre de l'arceau limite la longueur du patient qui peut être examinée pour une certaine position de ce dernier sur la table. Pour l'autre partie du patient, il faut inverser la position du patient sur la table. Pour remédier à cet inconvénient, il a été réalisé un arceau qui comporte un tunnel au niveau de son axe de rotation horizontal, tunnel qui permet le passage d'une extrémité du patient afin de permettre l'examen de l'autre extrémité.On comprend qu'une telle réalisation soit d'un cout élevé.

Enfin, le statif dans son ensemble est encombrant et entrave les mouvements du praticien car il ne peut être très éloigné de la table d'examen sauf a prévoir des salles de grandes dimensions.

De plus en plus, il est proposé des appareils de radiologie comportant des bras articulés, un premier pour porter la source, un deuxième pour le détecteur et un troisième pour la table, les mouvements des différents bras étant obtenus par des servomécanismes commandés par un calculateur du type microprocesseur. Un tel appareil est par exemple décrit dans le brevet européen 0 220 501. Dans cet appareil, la base du bras articulé qui porte la source est fixée au plafond de la salle d'examen, la base du bras articulé qui porte le détecteur ect fixée au sol et la base du bras articulé qui porte la table est fixée à un mur vertical.

Dans un tel appareil de radiologie, les mouvements de la source sont limites à l'espace au-dessus de la table et ceux du détecteur à celui au-dessus de ladite table.

Ensuite, il est malaisé d'effectuer une rotation synchrone de la source et du détecteur autour de la table sous une incidence quelconque. Enfin, l'accès au patient est entravé par le bras articulé au sol.

Un but de la présente invention est donc de réaliser un statif de radiologie du type à bras articulés qui ne présente pas les inconvénients précités.

L'invention se rapporte à un appareil de radiologie comportant une source de rayons X, un détecteur de rayonnement X, une table support-patient et un statif constitué d'une colonne verticale qui pivote autour d'un axe vertical et d'un moyeu, porté par la colonne verticale, qui pivote autour d'un axe horizontal, caractérisé en ce que la source de rayons X et le détecteur de rayonnement X sont chacun portes par un système de bras articulés les uns par rapport aux autres à l'aide d'articulations, chaque système étant porté pivotant a l'extrémité du moyeu, les axes de pivotement des bras étant parallèles entre eux et perpendiculaires a l'axe horizontal de rotation du moyeu.

Les articulations sont motorisées et équipées de servomécanismes qui sont commandés par un dispositif électronique du type microprocesseur de manière à obtenir des mouvements coordonnés de la source et du détecteur et donc du vecteur RX.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective du statif de
radiologie selon l'invention; - la figure 2 est une vue de côté de l'appareil de
radiologie comportant le statif selon l'invention en
position de repos ou de "garage" et le système
électronique de commande; - la figure 3 représente deux positions longitudinales
extrêmes des bras articulés lors d'un examen corps
entier, et - la figure 4 représente deux positions angulaires
extrêmes des bras articulés lors d'un examen
cardiologique, et - les figures 5 et 6 représentent chacune deux positions
des bras articulés pour les incidences dites de HIRTZ
et WORMS.

Le statif de radiologie selon l'invention comprend une plate-forme 10 qui est disposée sur un plan horizontal tel que le plancher d'une salle de radiologie ou le plafond. Cette plate-forme 10 supporte une colonne verticale 11 qui peut tourner autour d'un axe vertical 12. La partie supérieure de cette colonne Il sert de support à un moyeu 13 qui peut tourner autour d'un axe horizontal 14. Ce moyeu 13 se prolonge en porte-a-faux sur un côté de la colonne verticale et se termine par un étrier 15. Cet étrier est traversé par un arbre sur lequel est fixé de manière pivotante, a l'aide d'articulations 8 et 9, une extrémité d'un premier bras 16 et d'un deuxième bras 17. L'axe de rotation 18 de ces deux bras 16 et 17 est perpendiculaire a l'axe horizontal 14.

L'autre extrémité du premier bras 16 comporte une articulation 19 pour un troisième bras 20 qui peut donc également tourner autour d'un axe 21 parallèle à l'axe 18. L'extrémité du troisième bras 20, opposée à celle de l'articulation 19, comporte une articulation 22 pour un quatrième bras qui, dans l'exemple de la figure 1, est constitué par une source 23 de rayons X. Cette articulation 22 permet å la source 23 de tourner autour d'un axe 24 parallèle aux axes 18 et 21.

De manière similaire, l'extrémité du deuxième bras 17, opposée a celle de l'étrier 15, comporte une articulation 19' pour un cinquième bras 20' qui peut donc tourner autour d'un axe 21' parallèle a l'axe 18.

L'extrémité du cinquième bras 50', opposée a celle de l'articulation 19', comporte une articulation 22' pour un sixième bras qui, dans l'exemple de la figure 1, est constitué par un détecteur 25 de rayonnement X. Cette articulation 22' permet au détecteur 25 de tourner autour d'un axe 24' parallèle aux axes 18' et 21'.

Les rotations autour des différents axes sont obtenus å l'aide de servomécanismes associés a chaque articulation, lesdits servomécanismes étant commandés par un calculateur 35 (figure 2) réalisé å l'aide de microprocesseurs. Ce calculateur 35 est uniquement représenté sur la figure 2 à titre illustratif et l'on comprend qu'il fait partie de l'ensemble des dispositifs électroniques associé a l'appareil de radiologie.

La manière de réaliser les différentes articulations et les servomécanismes, associes est å la portée de l'homme de métier. Quant au calculateur de commande des servomécanismes il est constitué essentiellement de microprocesseurs et de mémoires convenablement programmés pour obtenir les différents mouvements requis et qui sont également à la portée de l'homme de métier.

Les figures qui vont maintenant être décrites ont pour but essentiellement d'illustrer, par des vues de côté, les possibilités de l'appareil de radiologie équipé d'un statif selon l'invention.

D'abord, la figure 2 représente de manière schématique une vue de côté d'un appareil de radiologie comportant une table 30 de support-patient et un statif 31 dont les bras articulés sont repliés en position dite de "garage" ou de repos. La table 30 comporte un piédestal 32 et un plateau 33 sur lequel est allongé le patient 34. Le piédestal 32 comporte des moyens électro-mécaniques classiques pour déplacer le plateau dans trois directions orthogonales OX, OY et 02. En cours d'examen, le plateau 33 est en porte-à-faux par rapport au piédestal de manière à permettre le passage de la source 23 ou du détecteur 25 représentés de part et d'autre du plateau.

Dans la position de repos, les bras articulés du statif sont repliés et leur encombrement longitudinal est celui de la longueur du moyeu. Dans cette position, la source et le détecteur, non représentés dans cette position ont une position de repli à proximité de l'étrier 15.

Sur cette figure 2, on a représenté par la référence 35 le dispositif électronique de commande du statif et de la table.

La figure 3 est similaire à la figure 2 et représente deux positions des bras articulés du statif par rapport au patient 34, ces deux positions correspondant aux positions extrêmes A et B pour un examen dit corps entier". Bien entendu, comme le moyeu peut tourner autour de l'axe horizontal 14, les positions de la source et du détecteur sont interchangeables par rapport au patient 34. Tel que représenté sur la figure 3, le corps du patient ne peut pas être examiné en entier.

Pour qu'il en soit ainsi, il faut inverser la position du patient de manière à amener les membres inférieurs du côté du moyeu.

La figure 4 représente deux positions des bras articulés du statif par rapport au patient, ces deux positions c et D correspondent à deux incidences extrêmes pour obtenir une tomographie cardiologique. Pour chacune de ces deux positions et les positions intermédiaires, le moyeu effectue un tour complet autour de l'axe 14 de manière à recueillir suffisamment d'informations pour réaliser une image d'une section du coeur relative à cette incidence. Dans toutes les positions, le vecteur
RX passe par l'isocentre 36 confondu avec le coeur du patient 34.

Les figures 5 et 6 permettent de comprendre aussi que le statif permet de réaliser une tomographie du cerveau du patient sans difficulté particulière. Notamment, le statif selon l'invention permet de réaliser pour des examens neurologiques des vues suivant des incidences particulières du vecteur RX appelées incidences de WORNS (positions E et H des figures 5 et 6) et de HIRTZ (positions F et G des figures 5 et 6). Pour ces incidences, la surface dentée du récepteur 25 est parallèle au plan du plateau de la table et prend les positions correspondantes aux incidences E,F au-dessous du patient (figure 5) G,H au-dessus du patient.

L'invention a été décrite avec un statif comportant, pour chaque bras, trois éléments ou bras élémentaires articulés autour d'une articulation chacun. Bien entendu, l'invention s'applique aussi à des bras articulés comportant chacun plus de trois éléments ou bras élémentaires.

Il a été indiqué que la colonne verticale 11 pouvait tourner autour de l'axe vertical 12; cette rotation permet de déplacer la source et le détecteur dans une direction perpendiculaire au plan des figures 2 à 6 et d'examiner une partie du corps qui n'est pas dans le plan de ces figures. Un tel déplacement est préférable à celui du plateau de la table car il est plus précis.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1. Appareil de radiologie comportant une source de rayons X (23), un détecteur de rayonnement X (25), une table support-patient (30) et un statif (31 > constitué d'une colonne verticale (11) qui pivote autour d'un axe vertical (12) et d'un moyeu (13), porté par la colonne verticale (11), qui pivote autour d'un axe horizontal (14), caractérisé en ce que la source de rayons X (23) et le détecteur de rayonnement X (25) sont chacun portés par un système de bras qui sont articulés (16,17,20,20') les uns par rapport aux autres, å l'aide d'articulations (8,9,19,19',22,22'), chaque système étant porté pivotant a l'extrémité du moyeu (13), les axes de pivotement (18,21,24,21',24') des bras étant parallèles entre eux et perpendiculaires a l'axe horizontal (14) de rotation du moyeu.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les articulations (8,9,19,19',22,22') sont motorisées et sont équipées de servomécanismes et en ce que les servomécanismes sont commandés par un dispositif électronique (35) du type microprocesseur de manière à obtenir des mouvements coordonnés de la source (23) et du détecteur (25) et effectuer ainsi tous examens radiologiques.