FR2929068A1 - Systeme d'imagerie medicale a pompe de circulation de fluide de refroidissement deportee par rapport a son tube d'emission de rayons x - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système d'imagerie médicale comportant un support, un tube d'émission de rayons X et, en regard de celui-ci, un détecteur, le tube d'émission de rayons X étant destiné à admettre des déplacements par rapport à au moins une partie du support, le système comportant également d'une part un équipement déporté assurant la circulation d'une huile destinée à assurer le refroidissement et l'isolation électrique du tube d'émission de rayons X, des tuyaux dans lesquels circule ladite huile reliant l'équipement déporté et le tube d'émission de rayons X, et d'autre part un dispositif de déshydratation de l'huile, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation comporte des moyens disposés dans le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale dudit système d'imagerie et qui assurent ou maintiennent la déshydratation de ladite huile pendant cette utilisation.

Description

SYSTEME D'IMAGERIE MEDICALE A POMPE DE CIRCULATION DE FLUIDE DE REFROIDISSEMENT DEPORTEE PAR RAPPORT A SON TUBE D'EMISSION DE RAYONS X DOMAINE GENERAL ET ART ANTERIEUR La présente invention est relative au système d'imagerie médicale du type à tube d'émission de rayons X. Les tubes à rayons X utilisés dans le domaine médical sont d'une structure classiquement connue. Ils comportent généralement, ainsi qu'illustré sur la figure 1, une cathode émissive 1 et une anode tournante 2, qui constitue la cible io des électrons émis par la cathode 1 et qui est le lieu de production des rayons X. Cette anode tournante 2 est montée sur le rotor d'un moteur 3. La cathode 1, l'anode 2 et le moteur 3 sont disposés dans une enveloppe de verre ou de métal 4 dans laquelle est réalisé un vide poussé. On notera que de tels tubes de rayons X û auxquels sont appliquées de très 15 hautes tensions (100 à 150 kV) û sont d'un très faible rendement et sont le siège de dégagements calorifiques importants. C'est la raison pour laquelle il est généralement prévu de faire circuler, entre l'enveloppe 4 et une gaine externe 5, une huile diélectrique de refroidissement. A cet effet, une pompe P est habituellement associée au tube à rayons X. Cette pompe P fait circuler l'huile 20 entre l'enveloppe 4 et la gaine 5 et la renvoie dans un échangeur thermique E, par exemple à plaques et refroidissement par circulation d'eau ou à ailettes et refroidissement à air. On souhaite de façon générale pouvoir fortement alléger le poids de la source de rayonnement et en réduire le volume, de façon à permettre des 25 déplacements de celle-ci plus rapides avec le cas échéant des débattements plus importants. C'est pourquoi il a déjà été proposé de déporter la partie du circuit de refroidissement constituée par la pompe et l'échangeur thermique, par exemple dans un local technique au voisinage du local dans lequel est installé le reste du 30 système d'imagerie.

Comme on le comprendra aisément, ceci suppose la mise en place d'une tuyauterie relativement longue pour permettre la circulation du fluide entre ce local technique et le tube de rayons X. Des longueurs pouvant aller jusqu'à 70 m ou plus sont notamment envisagées.

Les matières des tuyaux envisagées à ce jour pour ces applications sont relativement perméables à l'humidité et chargées en eau. D'autres sources d'humidité existent comme le volume d'expansion, les joints d'étanchéité, les matières plastiques, etc. Or, pour permettre l'isolation électrique recherchée pour les sources à io rayons X utilisées dans le domaine de l'imagerie médicale, l'huile de refroidissement se doit d'être très peu chargée en humidité. On connait déjà par US 6,286,998 des systèmes d'imagerie médicale qui comportent des systèmes de déshydratation utilisés pour déshydrater l'huile diélectrique lors de séquence de maintenance en dehors du fonctionnement 15 normal du système d'imagerie. De tels systèmes restent complexes. On souhaite par ailleurs encore améliorer la qualité de la déshydratation de l'huile diélectrique pour permettre d'atteindre de meilleure performance.

PRESENTATION DE L'INVENTION 20 Un but de l'invention est de proposer une structure de système d'imagerie qui soit simple et permette un fonctionnement avec une pompe de refroidissement déportée, tout en permettant des taux d'humidité, nécessaires à l'efficacité diélectrique de l'huile de refroidissement que l'on fait circuler au niveau du tube. Plus précisément, l'invention propose un système d'imagerie médicale 25 comportant un support, un tube d'émission de rayons X et, en regard de celui-ci, un détecteur, le tube d'émission de rayons X étant destiné à admettre des déplacements par rapport à au moins une partie du support, le système comportant également d'une part un équipement déporté assurant la circulation d'une huile destinée à assurer le refroidissement et l'isolation électrique du tube 30 d'émission de rayons X, des tuyaux dans lesquels circule ladite huile reliant l'équipement déporté et le tube d'émission de rayons X, et d'autre part un dispositif de déshydratation de l'huile, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation comporte des moyens disposés dans le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale dudit système d'imagerie et qui assurent ou maintiennent la déshydratation de ladite huile pendant cette utilisation.

L'invention propose également un procédé de déshydratation dans lequel la déshydratation de l'huile est mise en oeuvre dans le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale du système d'imagerie et on assure ou maintient ladite déshydratation de l'huile pendant cette utilisation. On notera qu'une telle technique de déshydratation û dans le circuit de l'huile de refroidissement û que la déshydratation soit continue ou par intermittence, par exemple déclenchée par des seuils d'humidité dans l'huile, permet des taux de déshydratation de l'huile exceptionnels sans aucune intervention humaine ni ajout d'équipement de maintenance.

DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique illustrant un mode de 20 réalisation possible pour un tube à rayons X du type de ceux utilisés en imagerie médicale ; - la figure 2 est une représentation schématique illustrant la structure générale d'un système d'imagerie du type à bras en C à pompe et refroidisseur déportés par rapport au tube à rayons X ; 25 - la figure 3 représente schématiquement l'équipement déporté dans le local technique ; - les figures 4A à 4E illustrent plusieurs techniques de déshydratation susceptibles d'être utilisées pour mettre en oeuvre l'invention.

DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODE DE REALISATION 30 Le système d'imagerie illustré sur la figure 2 est en l'occurrence un système du type à bras en C utilisé notamment pour les applications d'imagerie vasculaire interventionnelle. Il comporte un support 6 qui porte un bras 7 de type en C qui porte lui-même, d'une part à une de ses extrémités un tube 8 d'émission de rayons X et d'autre part, à son autre extrémité, un détecteur 9. Ainsi que l'illustrent les différentes double-flèches sur la figure 2, le bras 7 en C - en lui-même déjà connu û admet différents mouvements lui permettant des prises de vue selon différents angles autour d'un lit 10 destiné à recevoir le patient. Notamment, il peut tourner par rapport au support 6 autour d'un axe horizontal ; il peut basculer par translation sur lui-même ; le déplacement de son support lui permet également des mouvements de déplacements horizontaux. io Le détecteur 9 est par exemple un détecteur matriciel ou une cassette de film sensible aux rayons X. Le tube 8 est quant à lui d'une structure générale du type de celle illustrée sur la figure 1 et décrit dans le préambule de la description, dont la pompe de refroidissement P et l'échangeur thermique E ont été déportés, par exemple dans 15 un local technique à proximité de la salle dans laquelle se trouve le système d'imagerie, de façon à réduire le poids porté par le bras 7 en C et le volume occupé par la source de rayons X au niveau de celui-ci, mais aussi de façon à y réduire le bruit. Sur la figure 2, la pompe P et l'échangeur E sont disposés dans un caisson 20 C, relié par une tuyauterie 11 passant par le support 6 au tube de rayons X. Cette tuyauterie 11 présente par exemple une certaine flexibilité qui lui permet d'accompagner les différents mouvements que l'on souhaite donner à la source autour du lit. Ces tuyaux 7 sont par exemple des tuyaux en nitrile ou en polyuréthane, 25 d'un diamètre de l'ordre de 16 à 25 mm. Ils s'étendent avec une longueur adaptée à la configuration des locaux dans lesquels le système et l'équipement complémentaire sont installés. Cette longueur est par exemple de 20 à 40 m aller et la même chose au retour, le total pouvant par conséquent être de 70 m ou supérieur. 30 Le caisson déporté C est par exemple installé dans un boitier métallique qui, en plus d'un échangeur E à eau ou à air et d'une pompe P, inclut également, ainsi qu'illustré sur la figure 3, un volume d'expansion 12 de l'huile en circulation associé à des moyens de déshydratation D décrits de façon plus détaillée en référence aux figures 4A à 4D, ainsi que des moyens de filtration 13. Une électronique 14 permet de transmettre à une unité de commande déportée des informations sur le fonctionnement de ces différents composants et de les commander à distance. Les moyens de déshydratation D peuvent se trouver en série dans le circuit parcouru par l'huile de refroidissement en fonctionnement du système d'imagerie. Dans un autre mode de réalisation non représenté, les moyens de déshydratation D peuvent se trouver sur une branche de piquage/injection d'huile faisant partie du circuit parcouru par l'huile de refroidissement en fonctionnement du système d'imagerie. io Dans ce mode de réalisation, la branche de piquage/injection d'huile comprend une bifurcation amont permettant de piquer une partie de l'huile circulant dans le circuit général et une bifurcation aval permettant de réinjecter la partie d'huile piquée dans le circuit générale. Les moyens de déshydratation D sont positionnés sur la branche de piquage/injection d'huile. Le flux d'huile piquée et les 15 moyens de déshydratation D sont dimensionnés pour garantir que l'huile piquée déshydratée réinjectée et mélangée avec l'huile du circuit principal permet d'avoir un taux d'humidité de l'huile au niveau du tube 8 conforme aux caractéristiques demandées. Pour des raisons de sécurité (parties chaudes potentiellement accessibles 20 par le personnel), et de tenue dans le temps des matériaux constitutifs de la gaine du tube, la température de la gaine à l'issue d'une séquence d'imagerie doit être limitée. En général, cette température maximale est de l'ordre de 70°C. L'équipement dans ledit caisson C û et notamment l'échangeur E - doit permettre de refroidir l'huile jusqu'à une température qui permet de maintenir la gaine du 25 tube dans la zone de température maximale évoquée ci-dessus. Dans un exemple de réalisation, la température de l'huile en entrée du caisson C peut être très variable : de la température ambiante au démarrage de la machine jusqu'à 80 degrés Celsius. Le débit d'huile assuré par la pompe est par exemple de 5 à 30 litres par 30 minute, le volume d'expansion 12 étant par exemple d'un volume de l'ordre de 10 à 75 litres. Les moyens de déshydratation D et les moyens de filtration 13 doivent permettre de maintenir l'huile déshydratée et filtrée en particules à un niveau tel qu'elle puisse parcourir les tuyaux de l'aller jusqu'au tube de rayons X tout en restant au-dessous des seuils d'hydratation et de chargement en particules nécessaires au fonctionnement attendu pour le tube 8, notamment en termes d'efficacité diélectrique de l'huile.

A titre d'exemple, on peut souhaiter que le taux d'humidité de l'huile au niveau du tube 8 soit en permanence inférieur à 20 ppm. A cet effet, les moyens de déshydratation D se trouvent dans le circuit parcouru par l'huile de refroidissement en fonctionnement du système d'imagerie. Ils utilisent généralement un réservoir R, qui est confondu avec le volume io d'expansion 12 ou en variante en être différent. Ils assurent une déshydratation de l'huile en continu ou encore de façon intermittente, selon des cycles déclenchés par les teneurs en humidité mesurée sur l'huile. La figure 4A illustre un mode de réalisation possible. Dans ce mode de réalisation, l'huile du réservoir R est en équilibre avec de 15 l'air sec que l'on fait circuler de façon continue ou par intermittence au-dessus de ce réservoir. Il en résulte que l'humidité relative de l'huile se met en équilibre avec celle de l'air de ce réservoir. L'air étant asséché en permanence, l'humidité de l'huile descend très rapidement à des valeurs correspondant à celles recherchées pour la déshydratation, voire à des valeurs inférieures. 20 Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4B, l'air sec est injecté à l'intérieur de l'huile et non au-dessus. Le phénomène d'assèchement est similaire à celui de la figure 4A. En variante, il peut être prévu d'assécher l'huile en la faisant circuler à travers des filtres 14 absorbants/dessicants montés en parallèle ou en série par 25 rapport au circuit principal de circulation d'huile (figure 4C). En variante encore, comme l'illustre la figure 4D, il peut être prévu de mettre le réservoir R sous vide (pompe 15), de façon à assécher l'huile grâce à son maintien en dessous de la pression de vapeur saturante de l'eau. En variante encore, et ainsi que l'illustre la figure 4E, il peut être prévu à 30 l'intérieur de la chambre d'expansion, au-dessus de l'huile, une cellule 16 à effet Peltier autour de laquelle circule de l'air. L'humidité contenue dans l'air se condense, puis est aspirée dans un évaporateur 17, ce qui contribue à assécher l'air dans le réservoir R et ainsi à assécher l'huile elle-même.

Dans les figures 4A à 4E, le réservoir R de déshydratation et le volume d'expansion 12 sont confondus, cependant dans des modes de réalisations non représentés, le réservoir R de déshydratation et le volume d'expansion 12 peuvent être indépendants l'un de l'autre tout en communiquant l'un avec l'autre.

En outre, les moyens de déshydratation D peuvent ne pas être dans le caisson C et en être indépendants. Par ailleurs, dans un mode de réalisation représenté Figure 5, le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale du système d'imagerie peut comprendre un circuit principal dans lequel circule un flux principal d'huile, et un io circuit secondaire parallèle au circuit principal et dans lequel circule un flux secondaire d'huile, les moyens de déshydratation D étant localisés sur le circuit secondaire parallèle. Toute autre technique de déshydratation susceptible d'être utilisée pendant le fonctionnement du système d'imagerie peut bien entendu également être 15 utilisée. L'invention a été ici décrite dans le cadre d'un système d'imagerie à bras en C. Elle s'applique bien entendu pour tout type de système d'imagerie à tube d'émission de rayons X, et notamment par exemple également pour les appareils de mammographie, de radiographie/fluoroscopie, notamment vasculaire, ou encore 20 les scanners.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système d'imagerie médicale comportant un support, un tube d'émission de rayons X et, en regard de celui-ci, un détecteur, le tube d'émission de rayons X étant destiné à admettre des déplacements par rapport à au moins une partie du support, le système comportant également d'une part un équipement déporté assurant la circulation d'une huile destinée à assurer le refroidissement et l'isolation électrique du tube d'émission de rayons X, des tuyaux dans lesquels circule ladite huile reliant l'équipement déporté et le tube d'émission de rayons X, et d'autre part un dispositif de déshydratation de l'huile, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation comporte des moyens disposés dans le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale dudit système d'imagerie et qui assurent ou maintiennent la déshydratation de ladite huile pendant cette utilisation.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déshydratation comprennent un réservoir recevant l'huile et une circulation d'air sec au-dessus de l'huile contenue dans ledit réservoir.

3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déshydratation comprennent un réservoir recevant l'huile et une injection d'air sec dans l'huile contenue dans ledit réservoir.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déshydratation comprennent un réservoir recevant l'huile et des moyens pour mettre sous vide ledit réservoir.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déshydratation comprennent au moins un dispositif asséchant/dessicant.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déshydratation comprennent un réservoir recevant l'huile et une cellule à effet Peltier pour assécher l'air au-dessus dudit réservoir.

7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de déshydratation est intégré dans l'équipement déporté.

8. Procédé de déshydratation d'un système d'imagerie médicale comportant un support, un tube d'émission de rayons X et, en regard de celui-ci, un détecteur, le tube d'émission de rayons X étant destiné à admettre des déplacements par rapport à au moins une partie du support, io le système comportant également d'une part un équipement déporté assurant la circulation d'une huile destinée à assurer le refroidissement et l'isolation électrique du tube d'émission de rayons X, des tuyaux dans lesquels circule ladite huile reliant l'équipement déporté et le tube d'émission de rayons X, ledit procédé mettant en oeuvre une 15 déshydratation de l'huile, caractérisé en ce que ladite déshydratation est mise en oeuvre dans le circuit parcouru par l'huile lors de l'utilisation normale dudit système d'imagerie et en ce qu'on assure ou maintient ladite déshydratation de l'huile pendant cette utilisation.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la déshydratation 20 est continue.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la déshydratation est intermittente. 25