FR2855276A1 - Grille anti-diffusante presentant une tenue mecanique amelioree - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une grille anti-diffusante pour appareil d'imagerie à rayons X comprenant une couche anti-diffusante (10) incluant une pluralité de cloisons métallisées, ces cloisons permettant le passage des rayons X émis à partir d'une source se trouvant au droit de la grille et absorbant les rayons X ne provenant pas directement de cette source, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une plaque (20, 22) en un matériau polymère expansé fixé sur une face de la couche anti-diffusante (10).

Description

I

L'invention concerne les grilles anti-diffusantes utilisées en imagerie par rayons X. Les appareils d'imagerie radiologique comprennent classiquement une source de rayons X et un récepteur d'image entre lesquels est positionné l'objet dont on souhaite réaliser une image. Le faisceau émis par la source traverse l'objet avant d'atteindre le récepteur. Il est en partie absorbé par la structure interne de l'objet de sorte que l'intensité du 10 faisceau reçu par le récepteur se trouve atténuée. L'atténuation globale du faisceau après traversée de l'objet est directement liée à la distribution d'absorption dans l'objet.

Le récepteur d'image comprend un détecteur opto-électronique ou un couple film/écran renforçateur sensible à l'intensité du rayonnement. Par 15 conséquent, I'image générée par le récepteur correspond en principe à la distribution des atténuations globales des rayons dues à la traversée des structures internes de l'objet.

Une partie du rayonnement émis par la source est absorbée par la structure interne de l'objet, I'autre partie est soit transmise (rayonnement 20 primaire ou direct), soit diffusée (rayonnement secondaire ou diffusé). La présence de rayonnement diffusé conduit à une dégradation du contraste de l'image obtenue et à une réduction du rapport signal/bruit. Ceci est particulièrement gênant, en particulier lorsqu'on souhaite visualiser des détails de l'objet.

Une solution à ce problème consiste à intercaler une grille " antidiffusante " entre l'objet à radiographier et le récepteur d'image. Ces grilles sont habituellement formées d'une série de lames parallèles ou de cloisons en matériau absorbant les rayons X. Dans les grilles dites " focalisées " (selon la terminologie définie par la norme CEI 60627 concernant les 30 " Equipement de diagnostique par imagerie à rayonnement X Caractéristiques des grilles anti-diffusantes d'usage général et de mammographie "), tous les plans des lames ou cloisons sont orientées suivant des plans passant par le point focal du rayonnement émis par la source. Ainsi, ces grilles permettent de laisser passer le rayonnement direct et d'absorber le rayonnement diffusé.

Les grilles anti-diffusantes focalisées ont permis d'améliorer considérablement le contraste des images obtenues.

Pour obtenir une image de bonne qualité, on cherche à obtenir des grilles présentant des structures les plus fines possibles afin de ne pas perturber le rayonnement direct.

On cherche également à contrôler avec précision l'orientation des lames ou cloisons absorbantes. La précision avec laquelle les lames ou 10 cloisons sont orientées dépend bien entendu de la technique de fabrication employée pour la réalisation de la grille.

Toutefois, on constate que durant l'utilisation de la grille, celle-ci peut subir des déformations qui vont sensiblement modifier l'orientation des lames. Il en résulte que la précision de l'orientation des lames ou cloisons 15 se trouve altérée. Cette altération est d'autant plus importante que la grille présente une épaisseur faible et est déformable.

Ce problème se pose particulièrement dans les dispositifs d'imagerie dans lesquels la grille est disposée en porte-à-faux, c'est-à-dire maintenue par un seul de ses bords. En effet, dans ce cas, elle peut subir 20 une contrainte de flexion importante.

Pour pallier ces inconvénients, on a proposé des grilles présentant un cadre en aluminium, le cadre permettant de rigidifier l'ensemble. En outre, ces grilles sont recouvertes sur chacune de leurs faces par des plaques en matériau composite à base de carbone et de résine d'épaisseur 25 comprise entre 0,2 et 0,4 mm.

L'invention propose quant à elle une grille anti-diffusante pour appareil d'imagerie à rayons X comprenant une couche anti-diffusante incluant une pluralité de cloisons métallisées, ces cloisons permettant le passage des rayons X émis à partir d'une source se trouvant au droit de la 30 grille et absorbant les rayons X ne provenant pas directement de cette source, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une plaque en un matériau polymère expansé fixé sur une face de la couche antidiffusante.

La plaque en matériau expansé permet de rigidifier la grille et maintient la couche anti-diffusante dans sa forme initiale. Les matériaux expansés présentent avantageusement un coefficient de flexion mécanique ramené à la masse de la plaque élevé. Ces matériaux présentent en outre 5 une masse surfacique faible, de sorte qu'ils ne contribuent pratiquement pas à la déformation de la grille.

Le matériau polymère formant la plaque doit présenter une rigidité suffisante pour empêcher la déformation de la grille ainsi qu'une homogénéité suffisante pour ne pas perturber l'image radiographique par 10 des artefacts.

Les matériaux polymère expansés présentent l'avantage de peu atténuer les rayons X du fait de leur faible masse surfacique.

Dans le cadre de l'invention, la plaque en matériau expansé a également un rôle de protection de la couche antidiffusante de la grille.

De manière avantageuse, la plaque est en polyméthacrylimide expansé (ce type de matériau est par exemple fourni par la société ROHM GmbH sous la marque ROHACELL ) ou en polyetherimide expansé (ce type de matériau est par exemple fourni par la société ALCAN AIREX AG sous la marque AIREX5 ).

La plaque est formée de préférence en un matériau de densité comprise entre 20 et 70 kg/m3. Le ROHACELL peut être fourni dans cette gamme de densité, il existe notamment avec une densité de l'ordre de 30 kg/m3.

Elle présente une épaisseur comprise entre 2 et 6 mm.

Dans une mise en oeuvre de l'invention, la grille anti-diffusante comprend deux plaques en matériau polymère expansé, disposées sur chacune des faces de la couche anti-diffusante.

De manière préférentielle, les deux plaques présentent la même épaisseur.

L'invention propose également un procédé de fabrication d'une grille antidiffusante pour appareil d'imagerie à rayons X comprenant les étapes consistant à: - former une couche anti-diffusante incluant une pluralité de cloisons métallisées, ces cloisons permettant le passage des rayons X émis à partir d'une source se trouvant au droit de la grille et absorbant les rayons X ne provenant pas directement de cette source, - fixer au moins une plaque en un matériau polymère expansé sur une face de la couche anti-diffusante.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente de manière schématique une couche antidiffusante d'une grille focalisée, - la figure 2 représente de manière schématique les couches constitutives d'une grille anti-diffusante conforme à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente de manière schématique un cadre destiné à maintenir les couches constitutives de la grille, - la figure 4 représente de manière schématique la mise en place de deux éléments latéraux du cadre, - la figure 5 représente de manière schématique la mise en place de 20 deux autres éléments permettant de finaliser le cadre, - la figure 6 représente de manière schématique une poutre destinée à maintenir les couches constitutives de la grille.

Sur la figure 1, la couche anti-diffusante 10 représentée est formée d'un substrat 12 plan en matériau polymère, d'environ 1 à 3 mm 25 d'épaisseur, comprenant des cloisons définissant des cellules 14. Les parois internes des cellules 14 sont recouvertes d'une couche métallique 16 absorbante. La couche anti-diffusante 10 est focalisée, ce qui signifie que les parois des cellules sont orientées suivant des plans passant par le point focal du rayonnement émis par une source.

Avec une telle couche anti-diffusante 10, une partie du rayonnement direct émis par une source de rayons X traverse la grille par le substrat 12 tandis qu'une autre partie traverse la couche par les cellules 14.

A cause de la faible densité du polymère constituant le substrat 12, le rayonnement qui le traverse se trouve peu atténué.

Les parois internes des cellules 14 recouvertes d'une couche de métal 16 absorbent le rayonnement diffusé arrivant sur la couche anti5 diffusante 10 avec un angle trop important par rapport à la direction de focalisation de l'une des cellules 14.

Sur la figure 2, deux plaques 20 et 22 en matériau polymère expansé sont disposées sur chaque face de la couche anti-diffusante 10.

Les deux plaques 20 et 22 sont formées d'une mousse dure de 10 polyméthacrylimide (PMI). Ce type de mousse est par exemple fabriquée par la société ROHM GmbH sous la marque ROHACELL .

Les plaques 20 et 22 positionnées respectivement sur la face de la couche anti-diffusante 10 destinée à être exposée aux rayons émis par la source de rayons X et sur la face de la couche anti-diffusante 10 du côté du 15 détecteur d'image sont identiques. Elles présentent une épaisseur de l'ordre de 3 mm et une densité d'environ 30 kg/m3.

L'assemblage des plaques 20 et 22 de polyméthacrylimide est réalisé par collage. La colle est déposée préférentiellement sur les plaques 20 et 22 et ces plaques sont ensuite superposées à la couche anti20 diffusante 10.

La colle peut être répartie de manière à venir en contact uniquement au niveau d'une zone périphérique de la couche anti-diffusante 10 qui ne constitue pas une partie active de la couche. Ainsi la colle ne perturbe pas la transmission des rayons X à travers la couche 10 et les 25 plaques 20 et 22.

Alternativement, la colle peut être disposée de manière à venir en contact avec toute la surface des faces de la couche anti-diffusante 10, ce qui améliore la résistance mécanique de l'assemblage. Dans ce cas, on utilisera de préférence une colle en aérosol permettant d'obtenir un dépôt 30 d'une couche de colle fine et homogène. Cette technique de collage permet d'éviter de remplir les cellules de la couche anti- diffusante.

On pourra également utiliser une colle en film à déposer. Ce type de colle se présente sous la forme d'un film avec ou sans support qui peut être déposé directement sur une face de chacune des plaques 20 ou 22 en vue de leur assemblage avec la couche anti-diffusante 10. Les films de colle présentent l'avantage de fournir une couche fine, homogène et d'épaisseur constante, ce qui permet d'obtenir une transmission constante des rayons sur toute la surface de l'assemblage.

Sur la figure 3, on a représenté un cadre 30 destiné à être positionné autour de l'assemblage. Le cadre 10 a pour fonction de rigidifier et également de protéger la tranche de l'assemblage.

Sur la figure 4, la mise en place du cadre comprend selon une 10 première étape, le positionnement d'une poutre 38 sur l'un des côtés longitudinaux 38 de l'assemblage formé par la superposition des plaques 20, 22 et de la couche anti-diffusante 10. La mise en place du cadre, comprend selon une deuxième étape, le positionnement de deux profilés en U 32 et 34, formé en matériau composite à base de carbone, sur deux côtés 15 transversaux opposés de l'assemblage. Les profilés en U viennent enserrer l'assemblage avec la poutre 38.

Sur la figure 5, une troisième étape consiste à disposer une couche fine 36 (épaisseur de l'ordre de 0,3 à 0,5 mm) en matériau composite à base de carbone sur le côté longitudinal restant de l'assemblage pour 20 finaliser le cadre 30.

La grille anti-diffusante obtenue (figure 5) est particulièrement adaptée à des applications de mammographie. Le côté longitudinal couvert de la couche fine 36 est le côté contre lequel se tient la patiente et le côté longitudinal le long duquel s'étend la poutre 38 est le côté par lequel est 25 maintenu le grille anti-diffusante. La couche fine 36 permet de ne pas gêner le passage des rayons X à proximité de la cage thoracique de la patiente et d'obtenir une image mammographie la plus étendue possible. La poutre 38 est destinée à fixer la grille anti-diffusante à un dispositif de Potter-Bucky.

La poutre 38 limite les vibrations de la grille anti-diffusante durant sa mise 30 en mouvement éventuelle.

Par ailleurs, la grille anti-diffusante peut comprendre, une ou plusieurs couche(s) de protection couvrant une ou éventuellement les deux plaque(s) 20 et 22 en polyméthacrylimide. Cette couche de protection est par exemple constituée d'un matériau polymère, d'un matériau composite comprenant des fibres de carbone, d'une laque ou d'un vernis.

Cette couche de protection est destinée à protéger la plaque de polyméthacrylimide expansé contre l'humidité et les chocs. Elle doit 5 atténuer le moins possible les rayons X. Elle est par exemple constituée d'un matériau polymère et présente une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm.

Ceci conduit à une atténuation acceptable des rayons X, de l'ordre de 1%.

La couche de protection en matériau polymère est de préférence en polyester (par exemple fourni par la société DUPONT DE NEMOURS sous 10 la marque MYLAR ), en polycarbonate (par exemple fourni par la société ROEHM GmbH sous la marque EUROPLEX ), ou encore en polyméthylméthacrylate PMM (par exemple fourni par la société ROEHM GmbH sous la marque PLEXIGLAS ).

La couche de protection est disposée préférentiellement sur une 15 face de la plaque 22 orientée dans une direction opposée à la source de rayons X (c'est à dire vers le détecteur). Cette couche permet de protéger la grille d'éventuels chocs pouvant survenir lors de sa manipulation. Toutefois, la plaque 20 orientée vers la source peut également recevoir une couche de protection.

Dans une variante de réalisation de l'invention, I'assemblage peut être maintenu par une poutre et non pas un cadre.

Sur la figure 6, on a représenté une poutre 38 destinée à être positionnée sur l'un des côtés longitudinaux de l'assemblage. La poutre 38 présente une section droite en forme générale de U. L'assemblage 25 composé des deux plaques 20 et 22 en matériau polymère expansé et de la couche anti-diffusante 10 est introduit entre les deux côtés latéraux du U. La poutre 38 a pour fonction de rigidifier et également de protéger la tranche de l'assemblage. Elle permet également de fixer l'assemblage à un PotterBucky. Des éléments de fixation peuvent être prévus à cet effet sur la 30 poutre 38.

La grille ainsi réalisée est plus légère que la grille de la figure 5.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Grille anti-diffusante pour appareil d'imagerie à rayons X comprenant une couche anti-diffusante (10) incluant une pluralité de 5 cloisons métallisées (16), ces cloisons (16) permettant le passage des rayons X émis à partir d'une source se trouvant au droit de la grille et absorbant les rayons X ne provenant pas directement de cette source, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une plaque (20, 22) en un matériau polymère expansé fixé sur une face de la couche anti10 diffusante (10).

2. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque (20, 22) est en polyméthacrylimide (PMI) ou en polyetherimide (PEI).

3. Grille selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la plaque (20, 22) est formée en un matériau de densité comprise entre 15 20et70 kg/m3.

4. Grille selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisée en ce que la plaque (20, 22) présente une épaisseur comprise entre 2 et 6 mm.

5. Grille selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisée 20 en ce que la plaque (20, 22) est collée sur la couche anti-diffusante (10) .

6. Grille selon la revendication 5, caractérisée en ce que la colle est disposée au niveau d'une zone périphérique de la couche anti-diffusante.

7. Grille selon la revendication 5, caractérisée en ce que la colle forme un film mince s'étendant sur toute la surface de la couche anti25 diffusante.

8. Grille selon la revendication 7, caractérisé en ce que la colle est une colle en aérosol pulvérisée pour former un film.

9. Grille selon la revendication 7, caractérisé en ce que la colle est une colle en film.

10. Grille selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plaques (20, 22) en matériau polymère expansé, disposées sur chacune des faces de la couche anti-diffusante (10).

11. Grille selon la revendication 10, caractérisée en ce que les deux plaques (20, 22) présentent la même épaisseur.

12. Grille selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une couche de protection de l'une des plaques (20, 22) en polymère expansé.

13. Grille selon la revendication 12, caractérisée en ce que la couche de protection est constituée d'un matériau polymère, d'un matériau composite comprenant des fibres de carbone, d'une laque ou d'un vernis.

14. Grille selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en 10 ce que la couche de protection présente une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm.

15. Grille selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que la couche de protection est disposée sur une face de la plaque en polymère expansé (20) orientée dans une direction opposée à la source de 15 rayonsX.

16. Procédé de fabrication d'une grille anti-diffusante pour appareil d'imagerie à rayons X comprenant les étapes consistant à: - former une couche anti-diffusante (10) incluant une pluralité de cloisons métallisées (16), ces cloisons (16) permettant le passage des 20 rayons X émis à partir d'une source se trouvant au droit de la grille et absorbant les rayons X ne provenant pas directement de cette source, - fixer au moins une plaque (20, 22) en un matériau polymère expansé sur une face de la couche anti-diffusante (10).