FR2951580A1 - Dispositif d'imagerie radiographique et detecteur pour un dispositif d'imagerie radiographique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un détecteur gazeux à avalanche pour la détection et la localisation du rayonnement ionisant X ou gamma, en imagerie radiographique, le détecteur comprenant : une enceinte à gaz (10) munie d'une fenêtre d'admission (FE) d'un faisceau des photons X incidents (FX) ; une électrode plane intermédiaire (12) placée dans ladite enceinte à gaz (10) entre deux électrodes planes d'extrémité (11,13) et maintenue parallèle aux deux électrodes planes d'extrémité (11,13) ; la configuration des électrodes planes d'extrémité (11,13) et l'électrode plane intermédiaire (12) formant un espace d'amplification (20), l'espace d'amplification (20) constituant également un espace de conversion dans lequel les photons X incidents (FX) sont susceptibles d'être convertis en charges électriques, les charges électriques étant composées des électrons primaires et des ions correspondants ; l'électrode intermédiaire (12) étant destiné à être portée à un potentiel électrique relative aux potentiels électriques des électrodes d'extrémité (11, 13) permettant d'engendrer un champ électrique qui provoque la multiplication des électrons primaires par phénomène d'avalanche dans l'espace d'amplification (20), au voisinage de l'électrode intermédiaire (12) ; une des électrodes d'extrémité (13) étant configurée comme une électrode de collection pour capter les signaux électriques induits par les ions ; et ladite fenêtre d'admission (FE) étant placée au niveau de l'espace d'amplification (20) entre l'électrode plane intermédiaire (12) et ladite électrode de collection (13) pour assurer l'admission dudit faisceau des photons entre l'électrode plane intermédiaire (12) et ladite électrode de collection (13). L'invention concerne en autre un dispositif d'imagerie radiographique comportant un tel détecteur gazeux.

Description

DISPOSITIF D'IMAGERIE RADIOGRAPHIQUE ET DETECTEUR POUR UN DISPOSITIF D'IMAGERIE RADIOGRAPHIQUE La présente invention concerne un détecteur gazeux à avalanche pour la détection et la localisation du rayonnement ionisant X ou gamma en imagerie radiographique. La présente invention concerne en outre un dispositif d'imagerie radiographique.

10 Classiquement en imagerie radiographique un faisceau de rayons X émis par une source est dirigé à travers un sujet à étudier comme par exemple le corps d'un patient. Le faisceau de rayons X qui traverse le sujet est détecté et les informations obtenues sont utilisées pour produire une représentation de la structure interne du sujet. Les détecteurs de rayons X permettent de mesurer l'absorption du faisceau de 15 rayons X traversant le sujet, cette absorption étant liée à la densité des tissues du corps examiné ou à la densité des matériaux constituant l'objet étudié.

Des dispositifs d'imagerie radiographique reposant sur les détecteurs gazeux à avalanche sont connus. Un exemple d'un tel dispositif a été décrit dans l'article publié 20 par E.A.BABICHEV, S.E.BARU, V.V.GRUSEW, A.G.KHABAKHPASHEV, G.M.KOLACHEV, G.A.SAVINOV, L.I.SEKHTMAN, V.A.SIDOROV, A.I.VOLOBUEV et intitulé "Digital Radiographic Installation for Medical Diagnostics" - Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk - 1989. Dans ce dispositif, les rayons X émis illuminant le corps d'un objet ou d'un patient à observer, sont absorbés dans un espace gazeux 25 rempli d'un gaz sous pression, cet espace étant limité par une fente rectiligne ménagée dans une plaque de plomb formant diaphragme et permettant d'engendrer un faisceau d'illumination en nappe. Les électrons d'ionisation produits dans cet espace gazeux par les rayons X absorbés dérivent dans un espace de dérive sous l'effet d'un champ électrique vers une chambre à fils dont les fils, dans un plan 30 parallèle à un plan contenant le faisceau d'illumination en nappe délivré par la fente, sont convergents vers la source ponctuelle d'émission des rayons X. Il en résulte que les électrons d'ionisation provenant d'un faisceau de rayons du faisceau en nappe émis dans une direction donnée par la source sont concentrés sur un ou plusieurs fils de la chambre à fils. Une électronique de comptage permet de déterminer le 1 nombre d'impulsions sur chaque fil, ce qui permet d'obtenir une mesure de l'intensité des rayons X transmis dans chacune des directions des fils.

Un autre exemple d'un dispositif d'imagerie radiographique reposant sur un détecteur gazeux à avalanche est décrit dans le brevet EP 0810 631. Ce document décrit un dispositif d'imagerie radiographique comportant un détecteur à gaz de particules ionisantes. Le détecteur comporte une enceinte à gaz muni d'une fenêtre d'admission latérale du faisceau d'illumination. Une première électrode, une deuxième électrode, et une troisième électrode, sont placées parallèlement chacune à chacune pour former successivement deux zones distinctes: un espace de conversion du faisceau d'illumination en électrons et un espace d'amplification par multiplication de ces électrons. Une fenêtre d'admission est placée au niveau de l'espace de conversion et permet d'assurer l'admission du faisceau d'illumination dans l'espace de conversion parallèlement à la première et à la deuxième électrode.

Les électrons crées dans l'espace de conversion sont dirigés sous l'effet d'un champ de dérivé crée entre la première électrode et la deuxième électrode vers l'espace d'amplification. Dans l'espace d'amplification ces électrons sont soumis à un phénomène d'avalanche au voisinage de la troisième électrode.

La présente invention a pour objet la mise en oeuvre d'un dispositif d'imagerie radiographique comportant un détecteur gazeux à avalanche permettant d'améliorer la résolution et la qualité des images obtenues par les dispositifs d'imagerie radiographique à détecteur gazeux.

A cet effet un premier aspect de l'invention propose un détecteur gazeux à avalanche pour la détection et la localisation du rayonnement ionisant X ou gamma en imagerie radiographique, le détecteur comprenant : une enceinte à gaz munie d'une fenêtre d'admission d'un faisceau des photons X incidents ; - une électrode plane intermédiaire placée dans ladite enceinte à gaz entre deux électrodes planes d'extrémité et maintenue parallèle aux deux électrodes planes d'extrémité ; la configuration des électrodes planes d'extrémité et l'électrode plane intermédiaire formant un espace d'amplification, l'espace d"amplification (20) constituant également un espace de conversion dans lequel les photons X incidents 2 sont susceptibles d'être convertis en charges électriques, les charges électriques étant composées des électrons primaires et des ions correspondants ; - l'électrode intermédiaire étant destiné à être portée à un potentiel électrique relative aux potentiels électriques des électrodes d'extrémité permettant d'engendrer un champ électrique qui provoque la multiplication des électrons primaires par phénomène d'avalanche dans l'espace d'amplification, au voisinage de l'électrode intermédiaire; - une des électrodes d'extrémité étant configurée comme une électrode de collection pour capter les signaux électriques induits par les ions ; et - ladite fenêtre d'admission étant placée au niveau de l'espace d'amplification entre l'électrode plane intermédiaire et ladite électrode de collection pour assurer l'admission dudit faisceau des photons entre l'électrode plane intermédiaire et ladite électrode de collection. Un deuxième aspect de l'invention propose un dispositif d'imagerie radiographique 15 en rayonnement ionisant X ou gamma comportant : une source de rayonnement (S) ionisant selon un faisceau divergent ; - une première fente longitudinale (F1) formant diaphragme permettant de délivrer un faisceau d'illumination en nappe distribué sensiblement dans un plan contenant la fente longitudinale et 20 - des moyens de détection (100) d'un faisceau de photons (FX) transmis par un objet à observer (SU) illuminé par le faisceau d'illumination en nappe, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (100) comportent au moins un détecteur gazeux à avalanche comme décrit ci-dessus.

25 La configuration du détecteur permet d'améliorer la résolution spatiale en imagerie radiographique. Puisque les photons sont convertis et les charges résultantes sont recueillies dans la même zone du détecteur, les charges engendrées sont captées près du point d'interaction du photon permettant ainsi d'augmenter le niveau de charge recueilli par l'électrode de collection. 30 Dans des modes de réalisation préférés de l'invention on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

^ le champ électrique appliqué entre l'électrode intermédiaire et l'électrode de 3 collection est d'une intensité modérée permettant un gain d'amplification de l'ordre de 2 à 300. ^ l'électrode intermédiaire forme une anode constituée par une pluralité d'anodes élémentaires. ^ chaque anode élémentaire est disposée orthogonalement à la direction du faisceau des photons incidents. ^ l'électrode intermédiaire est disposée équidistante des deux électrodes d'extrémité. ^ l'électrode intermédiaire est disposée à une distance de l'ordre de 1 à 2 mm des deux électrodes d'extrémité. ^ l'électrode de collection est constituée par une pluralité des cathodes élémentaires allongées, les cathodes élémentaires étant orientées de manière à converger vers une source de rayonnement émettant le faisceau des photons incidents. ^ les cathodes élémentaires sont segmentées dans une direction longitudinale. ^ deux segments successifs des cathodes segmentées selon la profondeur du détecteur sont disposés en quinconce l'un par rapport à l'autre. ^ les cathodes élémentaires sont disposées à une distance de l'ordre de 25 à 150µm l'une de l'autre pour que l'ensemble des cathodes élémentaires soit équivalent à un plan continu vis-à-vis du champ électrique imposé par les électrodes. • l'enceinte à gaz contient un gaz rare de numéro élevé. • l'enceinte à gaz contient en outre une petite quantité d'un gaz organique. • le gaz dans l'enceinte à gaz est sous pression pour augmenter la proportion des photons convertis en charges électriques ^ le dispositif d'imagerie radiographique comporte en outre une deuxième fente longitudinale formant diaphragme permettant de délivrer un faisceau d'illumination en nappe distribué sensiblement dans un plan contenant la deuxième fente longitudinale, la deuxième fente étant disposée entre l'objet à observer et les moyens de détection, la première fente étant disposée entre l'objet à observer et la source de rayonnement ionisant.

Le dispositif d'imagerie radiographique et le détecteur selon l'invention trouvent application, tant relative à l'imagerie radiographique industrielle, notamment à la 4 cristallographie et la résistance des matériaux, qu'à l'imagerie radiographique médicale.

Il sera mieux compris à la lecture de la description ci-après et à l'observation des dessins dans lesquels :

la figure 1 représente une vue en coupe schématique, d'un premier mode de réalisation du dispositif d'imagerie radiographique objet de la présente invention ; la figure 2 représente une vue en coupe schématique et partielle selon un plan de coupe transversal AA de la figure 1 ;

la figure 3 représente une vue en perspective de la configuration de l'électrode anodique et l'électrode de collection du détecteur du dispositif d'imagerie radiographique, selon le premier mode de réalisation de la présente invention ;

la figure 4 représente une vue en coupe selon le plan de coupe AA transversal de la figure 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention ; et la figure 5 représente une vue en couple selon le plan de coupe AA dispositif d'imagerie radiographique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

la figure 6 représente une vue en couple selon le plan de coupe AA dispositif d'imagerie radiographique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Une description plus détaillée d'un dispositif d'imagerie radiographique selon un mode de réalisation de la présente invention, sera maintenant donnée en se référant aux figures 1 et 2.

30 La figure 1 est une vue en coupe selon un plan de symétrie longitudinal de ce dispositif. Ainsi qu'on l'observera sur la figure 1, le dispositif selon ce mode de réalisation de l'invention comprend une source de rayonnement ionisant, notée S, délivrant un rayonnement ionisant selon un faisceau divergent. Dans une application typique de l'invention la source S est une source supposée ponctuelle de rayons X 5 ou gamma dont l'énergie est comprise entre 40 et 140keV. Le dispositif comprend en outre un collimateur source 4 définissant une fente longitudinale, notée F1, s'étendant orthogonalement au plan de la feuille sur laquelle est représentée la figure 1. La fente F1 forme un diaphragme, permettant de délivrer un faisceau d'illumination divergent en nappe de rayons X ou gamma distribué sensiblement dans le plan contenant la fente longitudinale F1. Le faisceau d'illumination précité permet d'illuminer une partie d'un sujet SU à observer. Comme le montre la figure 2, le faisceau en nappe se propage dans un angle solide dont l'ouverture est délimitée par la fente de collimation F1, l'ouverture angulaire étant suffisante pour couvrir la largeur du sujet SU. Un module de détection est prévu pour recevoir et détecter le faisceau transmis par le sujet SU (par exemple le corps d'un patient) après absorption sélective en fonction des zones de densité du sujet à observer SU. Un collimateur objet 5 contenant une fente longitudinale F2 alignée en parallèle avec la fente F1 du collimateur source 4 permet d'éliminer le rayonnement diffusé généré par le sujet SU qui représente habituellement une grande fraction du signal capté par un détecteur bidimensionnel.

Le module de détection comporte au moins un détecteur de particules ionisantes 100 comprenant une enceinte à gaz 10, munie d'une fenêtre d'admission FE du faisceau d'illumination en nappe. La fenêtre d'admission FE est alignée en parallèle avec les fentes F1 et F2 et permet de laisser le faisceau FX de photons X entrer dans l'enceinte 10 du détecteur avec une excellente transmission tout en garantissant une étanchéité au gaz sous pression ou à la pression atmosphérique.

Le détecteur 100 a une profondeur dans la direction du faisceau d'illumination incident pour permettre l'interaction d'une partie importante du rayonnement incident avec le gaz pour la génération de paires électron-ion d'ionisation primaire dans le détecteur. Cette profondeur peut être de l'ordre de 5cm à 50cm, par exemple.

L'enceinte à gaz 10 est une enceinte de type classique muni d'éléments d'admission d'un gaz de remplissage, ces éléments d'admission n'étant pas représentés aux dessins afin de ne pas surcharger ces derniers. Le gaz admis dans l'enceinte à gaz peut, de manière classique, être admis à une pression relativement élevée par 6 rapport à la pression atmosphérique. A titre d'exemple, la pression de ce gaz peut être de l'ordre de 5 à 20 bar environ.

Le gaz admis dans l'enceinte 10 est composé d'un gaz permettant d'engendrer des électrons et des ions correspondants suite à l'illumination du gaz par le faisceau ionisant transmis FX, et autorisant l'amplification de charges par le phénomène "d'avalanche de Townsend" bien connu de l'homme de l'art. A cette fin, ce gaz peut être un mélange d'un gaz rare du numéro élevé, tel que du xénon par exemple à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour assurer un bon pouvoir de conversion des photons X du faisceau FX en électrons, et d'une petite quantité d'un gaz organique, comme par exemple C2H6, ce dernier constituant la substance d'extinction (quencher) qui permet de stabiliser le fonctionnement de l'amplification par l'effet d'avalanche.

Le détecteur 100 sera décrit plus en détail en référence aux figures 1 et 3. L'enceinte à gaz 10 comporte une première électrode, notée 11, une deuxième électrode, notée 12, et une troisième électrode, notée 13, ces électrodes étant planes et placées parallèlement chacune à chacune. La deuxième électrode 12 est disposée de façon symétrique entre la première électrode 11 et la troisième électrode 13, équidistante de ces deux électrodes.

La première électrode 11 et la troisième électrodel 3 constituent chacune une cathode tandis que la deuxième électrode 12 constitue une anode. La configuration de ces trois électrodes forme une espace sensible 20 dans laquelle les photons du faisceau d'illumination FX sont convertis par ionisation du gaz en électrons primaires et ions positifs. Cet espace sensible 20 constitue également une espace d'amplification formée par la configuration des trois électrodes pour la multiplication des électrons primaires par un phénomène d'avalanche.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1 la première électrode cathodique 11 est constituée d'un plan continu de cuivre doré qui est porté dans cet exemple à un potentiel d'environ 0V. 7 Comme illustré à la figure 3, la troisième électrode cathodique 13 comprend un ensemble de cathodes élémentaires 130 sur un support électriquement isolant 14 et espacée les unes des autres. Les cathodes élémentaires 130 sont constituées de pistes électriquement conductrices gravées sur un substrat électriquement isolant.

Le potentiel des cathodes élémentaires 130 est maintenu proche de OV par une électronique d'intégration. Chaque piste cathodique 130 est ainsi apte à capter un signal de charge induit par les ions positifs qui va définir la valeur affectée à chaque pixel d'une ligne de l'image selon le faisceau transmis FX. L'espacement entre les pistes cathodiques 130 est en générale limité par la technique de gravure utilisée.

Comme illustré à la figure 4 les pistes cathodiques 130 sont disposées d'une façon à converger vers la source S de sorte que chaque piste cathodique 130 a une direction qui passe par la source S. Une telle disposition permet de supprimer sensiblement l'erreur de parallaxe due à la projection du plan du faisceau d'illumination FX sur le plan de la troisième électrode 130 assurant ainsi l'acquisition d'une image sans défaut de parallaxe. L'isolement entre deux pistes est suffisamment faible (par exemple, de 25µm à 150 µm) pour que l'ensemble des électrodes 130 soit équivalent à un plan continu vis à vis du champ électrique E1, E2 imposé par l'ensemble des électrodes 11, 12 et 13.

La deuxième électrode anodique 12 comprend un ensemble d'anodes élémentaires 120 espacées les unes des autres constituant ainsi une grille de multiplication proportionnelle des électrons. L'électrode anodique 12 permet d'engendrer des électrons multipliés et des ions correspondants par un phénomène d'avalanche localisé au voisinage des anodes élémentaires 120. Les fils 120 sont disposés orthogonalement à la direction principale du flux FX de photons, soit orthogonalement à la direction principale des pistes 130 et espacés par une distance de l'ordre quelques millimètres par exemple. Cette disposition des fils permet d'obtenir une fonction d'amplification des charges qui est homogène et continue (non discrétisée) selon la direction orthogonale aux pistes, ce qui permet de ne pas avoir une résolution spatiale limitée par le pas entre deux fils.

Le plan de fils anodiques 120 est disposé de façon symétrique au centre de l'espace inter électrodes cathodiques. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif le plan de fils anodiques 120 est disposé à une distance du 1 à 2 mm environ de 8 chaque électrode 11 et 13. Cette disposition est favorable pour assurer l'équilibre des forces électrostatiques appliquées aux fils.

La fenêtre d'admission FE est placée latéralement sur l'enceinte à gaz 10 au niveau de l'espace sensible entre la deuxième électrode 12 et la troisième électrode 13 permettant ainsi d'assurer l'admission du faisceau d'illumination dans l'espace sensible 20 parallèlement à la deuxième 12, et à la troisième électrode, 13, dans le cas du mode de réalisation de la figure 1. Bien entendu dans d'autres modes de réalisation la fenêtre d'admission FE peut être placée latéralement sur l'enceinte à gaz 10 au niveau de l'espace sensible entre la deuxième électrode 12 et la première électrode 11 si la première électrode 11 est configurée de façon à recueillir des signaux de charge engendrés par l'avalanche.

Le dispositif selon ce mode de réalisation comprend un circuit de polarisation permettant de porter la première électrode 11 à un premier potentiel électrique HV1, la deuxième électrode 12 à un deuxième potentiel électrique HV2 supérieur au premier, et la troisième électrode 13 à un troisième potentiel électrique HV3 inférieur au deuxième potentiel électrique. Dans l'exemple représenté les électrodes 11 et 13 sont mises à la masse le potentiel HV2 étant positif. A titre d'exemple le potentiel positif HV2 est compris entre 2000 et 3000V pour un remplissage du gaz xénon à une pression d'environ 6 bar.

Les photons X admis dans le détecteur 100 sont convertis en électrons primaires et ions positifs directement dans le gaz sous pression par ionisation dans une zone sensible 25 délimité par la position de la source S, par la collimation F2 et les électrodes d'extrémité 11 et 13. Cette zone sensible 25 est typiquement située à mi hauteur entre la deuxième électrode 12 et la troisième électrodel 3 de sorte d'obtenir la conversion des photons en charges électriques (électrons primaires et ions correspondants) dans une zone dite de dérive où les charges sont d'abord soumises à un déplacement sans effet d'amplification. Les électrons primaires se déplacent ensuite vers les fils anodiques 120 en suivant les lignes de champ électrique définis entre la cathode 13 et l'anode 12 alors que les ions positifs se déplacent vers les pistes 130 de la cathode 13. Le gaz sous pression permet également grâce au champ électrique imposé par les électrodes 11, 12 et 13 d'obtenir une amplification 9 du nombre de charges électriques par effet d'avalanche de Townsend au voisinage des fils anodiques 120. Les ions positifs crées lors de l'avalanche vont ensuite se déplacer vers les pistes cathodiques 130 en suivant les lignes de champ électrique.

Les électrodes 130 captent ainsi les ions positifs créés par l'ionisation primaire et par l'amplification par effet d'avalanche. Ces ions permettent d'induire sur les cathodes élémentaires 130 des impulsions électriques correspondantes, lesquelles permettant alors de localiser la direction du rayonnement d'illumination ionisant transmis par le traitement de ces impulsions. Ainsi chaque cathode élémentaire est couplé à un circuit électronique de détection constitué en particulier d'un étage d'amplificateurs de charges 30, chaque amplificateur étant interconnecté à une cathode élémentaire 130 et délivrant un signal électrique de détection pour la cathode élémentaire considérée. La sortie de chaque amplificateur peut être couplée à un circuit de numérisation ou un circuit de comptage. Le circuit électronique permet ainsi de générer un signal numérisé qui est proportionnel au nombre d'ions captés en un temps donné et/ou de compter les impulsions générées.

L'avantage de la disposition de la fenêtre d'admission FE entre la deuxième électrode 12 et la troisième électrode 13 de collection consiste notamment dans l'exploitation d'une propriété de l'amplification par avalanche engendrée par les champs électriques El et E2 entre les électrodes 12 et 13. Au cours de l'avalanche les électrons se déplacent selon la direction opposée au champ électrique El et donc les électrons vont vers l'électrode 12, alors que les ions produits par l'avalanche se déplacent selon la direction du champ El et s'éloignent donc de l'électrode 12. Ainsi la charge d'ions crée par avalanche au voisinage de l'électrode 12 va prendre le chemin inverse des électrons, et parcourir tout l'espace entre la deuxième électrode 12 et la troisième électrode 13 en passant par le point de l'interaction d'origine qui a crée les électrons primaires.

Dans le cas d'une électrode 12 qui serait un plan continu la charge d'ions créée par avalanche repart intégralement dans le sens opposé de l'arrivée des électrons. Dans le cas d'une électrode 12 constituée d'une pluralité de fils, une grande proportion de la charge d'ions créée par avalanche au voisinage des fils va repartir en sens opposé 10 de l'arrivée des électrons, néanmoins une petite partie de la charge d'ions va traverser le plan de l'électrode 12 par effet de diffusion et suivre alors le champ électrique E2 et ira ainsi vers la première électrode 11. Cette fraction de charge qui va être captée par la première électrode 11 représente ainsi une perte potentielle de signal. De plus la diffusion des charges au cours notamment de la phase de transport sans amplification et au cours de la phase d'amplification par avalanche a tendance à dégrader la résolution spatiale du détecteur. Afin de minimiser la fraction de charge qui va traverser le plan de l'électrode 12 constituée d'une pluralité de fils par effet de diffusion de charges au voisinage des fils on peut choisir préférentiellement un mode d'amplification à champ électrique modéré conduisant typiquement à un gain d'amplification de quelques unités à quelques 100. Le choix d'un champ électrique modéré permet en outre de réduire également la perte de résolution spatiale par diffusion des charges notamment au voisinage des fils.

Ainsi la disposition de la fenêtre d'admission FE entre la deuxième électrode 12 et la troisième électrode 13 permet de maximiser la charge totale recueillie par les cathodes 130 pour chaque événement et donc de maximiser le rapport signal sur bruit. Cette disposition favorisée par le choix d'un champ électrique modéré conduit également à minimiser la perte de résolution spatiale par diffusion. Ceci permet ainsi un traitement du signal et une qualité d'image améliorés.

La zone sensible du détecteur permet grâce à sa profondeur couplée à la pression du gaz rare de numéro atomique élevé d'assurer une excellente efficacité de conversion des rayons X en électrons primaires. De plus la pression du gaz rare de numéro atomique élevé permet également de réduire la taille de la boule de charge moyenne obtenue pour chaque interaction d'un photon X dans le gaz, améliorant ainsi la résolution spatiale du détecteur.

Du point de vue du montage mécanique de la deuxième électrode anodique 12 et afin d'assurer la tenue mécanique de celle-ci, notamment en présence des forces électrostatiques exercées par les champs de polarisation électrique, des espaceurs électriquement isolants peuvent pour de grandes surfaces être prévus dans l'espace d'amplification 20 entre la deuxième électrode et la troisième électrode 13 afin de 11 permettre le maintien de la anode 12. Les espaceurs électriquement isolants peuvent être réalisés par des fils de quartz par exemple dont le diamètre correspond à la distance de multiplication d entre les deux plans d'électrodes.

Dans le cas de la figure 4 on indique que les éléments électriquement conducteurs formant les cathodes élémentaires 130 sont espacés de façon régulière dans l'angle d'ouverture du faisceau d'illumination. Chaque cathode élémentaire 130 peut être elle-même interconnectée au circuit de détection et de comptage ou de numérisation. Selon une variante de réalisation représentée en figure 5, on indique en outre que les éléments électriquement conducteurs constituant les cathodes élémentaires peuvent également être découpés en segments 230 selon la profondeur du détecteur selon des axes longitudinaux des cathodes. Chaque segment cathodique 230 peut constituer une cathode élémentaire et peut être lié à un amplificateur de charge unique. Ainsi le nombre de voies électroniques est augmenté, d'une voie par piste à n voies par piste où n est le nombre de segments cathodiques par piste cathodique. Une application potentielle d'une telle disposition est d'effectuer une discrimination selon l'énergie des photons X et de pouvoir faire ou d'améliorer la méthode de DXA (en anglais - Dual energy X-ray Absorptiometry) car la répartition de la charge déposée dans le détecteur suite aux interactions des photons selon la profondeur est fonction du spectre d'énergie de photons X incidents.

Selon une autre variante de réalisation représentée sur la figure 6 les segments 331 d'une première `couche' ou `rang' de segments cathodiques ne seraient pas disposés exactement en face des segments 332 de la couche suivante mais plutôt en quinconce de sorte de permettre une amélioration de la résolution spatiale tout en obtenant une information spectrale. Puisque en l'état actuel de la technologie de gravure des circuits imprimés, on pourrait envisager un circuit avec un découpage en profondeur de 2 segments avec dans le même temps une multiplication par deux du pas des pistes de sorte de conserver constant le nombre de voies d'électronique.

Toutefois dans ce cas on aurait une perte de résolution potentielle d'un facteur 2, sauf si justement on parvient à mettre les segments en quinconce et à récupérer la résolution par traitement du signal et interpolation, le tout associé à une information en énergie. 12 On comprend bien sur que l'ensemble constitué par la source S, la fente F1 et la fente F2 matérialisées par des diaphragmes en plomb par exemple, et le module détecteur 100 peut être rendu solidaire par l'intermédiaire d'un bâti B, cet ensemble pouvant être manoeuvré en translation, et, le cas échéant, en rotation, pour assurer une analyse du sujet SU appropriée. La réalisation mécanique de l'ensemble ne sera pas décrite en détail car les éléments nécessaires à cette réalisation sont connus de l'homme de l'art. En outre la source S et le module détecteur 1 peuvent être fixes, le sujet SU étant mis en mouvement selon un déplacement approprié.

Dans une variante un dispositif d'imagerie radiographique peut être composé d'une pluralité de détecteurs 100 empilés les uns sur les autres. Le dispositif d'imagerie radiographique objet de l'invention, selon les modes de réalisation présentés dans la description, permet de conduire des analyses de grande précision telles que celles requises pour des applications diagnostiques.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 13

Claims (3)

1. REVENDICATIONS1. Détecteur gazeux à avalanche pour la détection et la localisation du rayonnement ionisant X ou gamma, en imagerie radiographique, le détecteur 5 comprenant : - une enceinte à gaz (10) munie d'une fenêtre d'admission (FE) d'un faisceau des photons X incidents (FX) ; - une électrode plane intermédiaire (12) placée dans ladite enceinte à gaz (10) entre deux électrodes planes d'extrémité (11,13) et maintenue parallèle aux 10 deux électrodes planes d'extrémité (11,13) ; la configuration des électrodes planes d'extrémité (11,13) et l'électrode plane intermédiaire (12) formant un espace d'amplification (20), l'espace d"amplification (20) constituant également un espace de conversion dans lequel les photons X incidents (FX) sont susceptibles d'être convertis en charges électriques, les charges 15 électriques étant composées des électrons primaires et des ions correspondants ; - l'électrode intermédiaire (12) étant destiné à être portée à un potentiel électrique relative aux potentiels électriques des électrodes d'extrémité (11, 13) permettant d'engendrer un champ électrique qui provoque la multiplication 20 des électrons primaires par phénomène d'avalanche dans l'espace d'amplification (20), au voisinage de l'électrode intermédiaire (12) ; - une des électrodes d'extrémité (13) étant configurée comme une électrode de collection pour capter les signaux électriques induits par les ions ; et - ladite fenêtre d'admission (FE) étant placée au niveau de l'espace 25 d'amplification (20) entre l'électrode plane intermédiaire (12) et ladite électrode de collection (13) pour assurer l'admission dudit faisceau des photons entre l'électrode plane intermédiaire (12) et ladite électrode de collection (13).
2. 2. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel le champ électrique appliqué 30 entre l'électrode intermédiaire (12) et l'électrode de collection (13) est d'une intensité modérée permettant un gain d'amplification de l'ordre de 2 à 300.
3. 3. Détecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'électrode intermédiaire (12) forme une anode constituée par une pluralité d'anodes élémentaires (120). 14. Détecteur selon la revendication 3, dans lequel chaque anode élémentaire (120) est disposée orthogonalement à la direction du faisceau des photons incidents (FX). 5. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'électrode intermédiaire (12) est disposée équidistante des deux électrodes d'extrémité (11,13). 10 6. Détecteur selon la revendication 5 dans lequel l'électrode intermédiaire (12) est disposée à une distance de l'ordre de 1 à 2 mm des deux électrodes d'extrémité (11, 13). 7. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel 15 l'électrode de collection (13) est constituée d'une pluralité des cathodes élémentaires (130) allongées, les cathodes élémentaires (130) étant orientées de manière à converger vers une source de rayonnement (S) émettant le faisceau des photons incidents (FX). 20 8. Détecteur selon la revendication 7 dans lequel les cathodes élémentaires (230) sont segmentées dans une direction longitudinale selon la profondeur du détecteur. 9. Détecteur selon la revendication 8 dans lequel deux segments (330) 25 successifs selon la profondeur du détecteur sont disposés en quinconce l'un par rapport à l'autre. 10. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 dans lequel les cathodes élémentaires (130) sont disposées à une distance de l'ordre de 25 à 30 150µm l'une de l'autre pour que l'ensemble des cathodes élémentaires (130) soit équivalent à un plan continu vis-à-vis du champ électrique imposé par les électrodes (12, 13). 11 Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel 15 2951580 l'enceinte à gaz (10) contient un gaz rare de numéro élevé. 12. Détecteur selon la revendication 11 dans lequel l'enceinte à gaz (10) contient en outre une petite quantité d'un gaz organique. 13. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le gaz dans l'enceinte à gaz (10) est sous pression pour augmenter la proportion des photons convertis en charges électriques. 14. Dispositif d'imagerie radiographique en rayonnement ionisant X ou gamma, comportant : une source de rayonnement (S) ionisant selon un faisceau divergent ; - une première fente longitudinale (F1) formant diaphragme permettant de délivrer un faisceau d'illumination en nappe distribué sensiblement dans un plan contenant la fente longitudinale et - des moyens de détection (100) d'un faisceau de photons (FX) transmis par un objet à observer (SU) illuminé par le faisceau d'illumination en nappe, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (100) comportent au moins un détecteur gazeux à avalanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15. Dispositif d'imagerie radiographique selon la revendication 14 comportant en outre une deuxième fente longitudinale (F2) formant diaphragme permettant de délivrer un faisceau d'illumination (FX) en nappe distribué sensiblement dans un plan contenant la deuxième fente longitudinale (F2), la deuxième fente (F2)étant disposée entre l'objet à observer (SU) et les moyens de détection (100), la première fente (F1) étant disposée entre l'objet à observer (SU) et la source de rayonnement ionisant (S). 5 16