FR2994051A1 - Detection d'arcs electriques pour generateurs de rayons x - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détection d'arcs électriques sur des générateurs à rayons X, caractérisé en ce qu'on relève les vibrations mécaniques dans l'environnement du générateur, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur, à l'aide d'au moins un capteur apte à relever de telles vibrations et on met en oeuvre sur les signaux relevés par le ou les capteurs un traitement apte à mettre en évidence sur lesdits signaux des pics correspondant à la formation d'arcs électriques.

Description

DÉTECTION D'ARCS ÉLECTRIQUES POUR GÉNÉRATEURS DE RAYONS X DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR La présente invention concerne le domaine des générateurs de 5 rayons X utilisés en imagerie médicale, notamment en imagerie fonctionnelle, mammographie, imagerie fluoroscopique, etc. Classiquement, de tels générateurs comportent un tube à rayons X et un générateur haute tension, qui délivre audit tube la haute tension et le courant nécessaires à son fonctionnement. 10 Ce générateur haute tension et ce tube intègrent un certain nombre de composants diélectriques électriquement isolants (huile de la lampe du tube à rayons X, huile du transformateur, plastique isolant des connexions entre le générateur et le tube, matériau isolant des composants électroniques du générateur, etc...), qui, du fait de la 15 présence d'impuretés ou de la fatigue de leurs caractéristiques diélectriques, peuvent être le lieu de décharges haute tension et d'une génération d'arcs de courant électriques. Dans certaines applications notamment, ces décharges haute tension peuvent être particulièrement critiques et avoir un impact 20 conséquent sur les résultats de l'imagerie. Par exemple, en fluoroscopie, elles peuvent nécessiter d'interrompre une séance de prises de vues, alors même qu'un produit de contraste a été injecté à un patient. Par ailleurs, ces arcs électriques peuvent également dégrader les 25 équipements de façon importante. En particulier, il est souhaitable de pouvoir intervenir très rapidement pour changer les pièces défectueuses lorsque des arcs électriques commencent à se déclencher, de façon à éviter que la formation répétée d'arcs électriques au niveau d'une pièce ne dégrade un peu plus l'ensemble de l'équipement et ne s'étende à l'ensemble des composants de celui-ci. Il existe donc un besoin pour détecter de façon simple et efficace la formation d'arcs électriques sur les dispositifs d'émission de rayons 5 X utilisés en imagerie médicale. Par ailleurs, il est souhaitable de pouvoir réduire les durées d'intervention sur site des techniciens venant changer les pièces d'un équipement sur lequel des arcs électriques commencent à être générés. Or aujourd'hui, les techniciens interviennent sur les 10 équipements sans savoir quelle pièce est défectueuse et sans savoir si elle se trouve au niveau du tube à rayons X ou sur le générateur. Ils consacrent donc un temps important à cette recherche et il peut même arriver que des techniciens n'arrivent pas à détecter précisément quelle pièce est à changer. 15 Il existe donc également un besoin pour une détection permettant de faciliter la localisation des pièces défectueuses sur lesquelles des arcs électriques se déclenchent. PRÉSENTATION GÉNÉRALE L'invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des 20 techniques antérieures. Elle propose notamment à cet effet un procédé de détection d'arcs électriques sur des générateurs à rayons X selon lequel on relève les vibrations mécaniques dans l'environnement du générateur, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur, à l'aide 25 d'au moins un capteur apte à relever de telles vibrations et on met en oeuvre sur les signaux relevés par le ou les capteurs un traitement apte à mettre en évidence sur lesdits signaux des pics correspondant à la formation d'arcs électriques. Le capteur est par exemple un microphone, un accéléromètre ou 30 un détecteur d'ultrasons.

L'invention propose également un dispositif de détection d'arcs électriques sur des générateurs à rayons X comportant un capteur apte à détecter les vibrations mécaniques dans l'environnement du générateur, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur. Elle propose également un ensemble comportant un tel dispositif de détection et un générateur à rayons X, ainsi qu'un système d'imagerie médicale comportant un tel dispositif. PRÉSENTATION 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 illustre de façon schématique un système d'imagerie 15 médicale comportant un dispositif de détection d'arcs électriques à plusieurs capteurs de vibrations ; - la figure 2 illustre schématiquement un dispositif de détection conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention ; - la figure 3 illustre différentes étapes d'un traitement de 20 détection possible. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN OEUVRE ET DE RÉALISATION Exemple de dispositif d'imagerie On a représenté schématiquement sur la figure 1 un dispositif 25 d'imagerie, qui est en l'occurrence de type à bras en C. Il comporte un générateur de rayons X 1 monté sur un bras en C 2 formant support portant également un capteur 3 disposé, sur ledit bras 2, en regard du générateur 1 de rayons X. De façon classique, ce capteur 3 se présente sous la forme d'une 30 matrice de détecteurs associée à des convertisseurs analogique/numérique et est relié à un calculateur C qui met en oeuvre les traitements sur les images acquises et le cas échéant commande le générateur 1 de rayons X. Ce calculateur C est également relié à un dispositif de stockage 5 M, qui mémorisent les images acquises et traitées, ainsi qu'a une interface I permettant la commande de l'ensemble du dispositif d'imagerie, la visualisation des images acquises, ainsi que le contrôle de leur traitement. Le générateur 1 comporte quant à lui un tube 4 à rayons X, ainsi 10 qu'un générateur haute tension 5 se présentant sous la forme d'un boîtier intégrant notamment plusieurs étages de conversion d'énergie électrique 6 (Redresseurs AC/DC, DC/DC, DC/AC) et un transformateur haute tension 7. Ce générateur haute tension 5 intègre également un circuit d'huile destiné au refroidissement et à l'isolation électrique, 15 ainsi que différents composants isolants. Son transformateur est relié à la cathode et l'anode de la lampe 8 à rayons X du tube 4 par des connexions 9 elles-mêmes isolées. Dispositif de détection Ainsi qu'illustré sur cette figure 1, un ou plusieurs capteurs 20 mécaniques 10 peuvent être intégrés ou rapportés sur le générateur haute tension 5, ou sur le tube 4 à rayons X, ou encore sur le générateur 1 ou sur le support que constitue en l'occurrence le bras 2 en C. Ils peuvent notamment être totalement autonomes par rapport 25 au dispositif d'imagerie et être par exemple fixés par aimantation sur le boîtier du générateur 1 de rayons X, ou sur le boîtier du générateur haute tension 5 ou encore sur la carcasse d'isolation du tube 4 à rayons X. En variante, ils peuvent être totalement intégrés au générateur 1 30 de rayons X, ou au boîtier du générateur haute tension 5 ou encore au tube 4 à rayons X, des logements spécifiques pouvant à cet effet être ménagés sur les boîtiers ou carcasse de l'un et/ou de l'autre pour les recevoir.

Différents types de capteurs mécaniques peuvent être utilisés pour les capteurs 10, afin de relever les vibrations mécaniques du générateur 1 et de son environnement. Notamment, les capteurs 10 peuvent être des microphones ou encore des accéléromètres. Ils peuvent également être des capteurs d'ultrasons. Le capteur mécanique 10 illustré sur la figure 2 est un accéléromètre aimanté (aimantation 11) qui est associé à un circuit de détection 12, indépendant du calculateur C, permettant la conversion des charges de l'accéléromètre en tension et leur amplification, ainsi que le cas échéant des traitements de filtrage ou de détection sur les signaux relevés, lesquels peuvent être menés par ledit circuit 12, ou encore par le calculateur C ou un processeur distinct. Les signaux en sortie de ce circuit 12 peuvent à cet effet par exemple être envoyés sur le calculateur C ou directement sur l'interface I. Ils peuvent également être envoyés sur un processeur et une interface distincts. L'accéléromètre 10 est en l'occurrence un accéléromètre piézoélectrique, d'autres types d'accéléromètres pouvant toutefois être utilisés : résistif, capacitif, asservi, etc. Les accéléromètres de type piézoélectrique ont quant à eux une bonne tenue aux hautes températures (jusqu'à 700° C) et permettent des mesures sur une large échelle (de 10-5 à 105g). Ils sont sensibles aux variations de faible amplitude, et sont d'un faible encombrement. Ils ont une réponse en fréquence très étendue (de 0,5 à 50kHz). Le circuit de traitement 12 associé au capteur 10, le calculateur C ou encore un processeur distinct sur lequel sont envoyés les signaux en sortie du circuit de traitement 12, mettent en oeuvre sur les signaux relevés des traitements permettant de discriminer les pics de signaux dus aux arcs électriques dans l'ensemble du bruit de l'environnement des dispositifs d'imagerie.

On sait en effet que les dispositifs d'imagerie, notamment les scanners, peuvent être relativement bruyants et générer en fonctionnement de nombreux à-coups mécaniques qu'il faut pouvoir distinguer des signaux dus aux arcs électriques. À cet effet, les signaux obtenus font l'objet dans la chaine de traitement d'au moins un filtrage passe-bande ou haute fréquence (étape 14 sur la figure 3). Différents types de filtrages pourront bien entendu être utilisés. Également, pour faciliter le traitement, ils sont basculés du domaine temporel ou domaine fréquentiel par un traitement de type transformée de Fourrier (étape 15). Ainsi, tout ou partie du traitement est mis en oeuvre dans le domaine fréquentiel. En outre, pour supprimer le bruit de fond dû à la rotation de 10 l'anode de la lampe du tube 4, ou encore, dans le cas par exemple où le dispositif d'imagerie est un scanner, celui dû à la rotation du générateur 1 sur l'axe du scanner, le traitement soustrait (étape 16) : - les signaux acquis par le capteur 10 en fonctionnement et en particulier pendant une pose, et donc lors de la mise sous tension du 15 générateur 1 (acquisition 13a), - à des signaux acquis alors que l'anode, la lampe et le cas échéant le scanner, sont en rotation mais que le générateur 1 n'est pas sous tension (acquisition 13b). Les signaux filtrés et soustraits ainsi obtenus dans le domaine 20 fréquentiel sont ensuite comparés à un seuil de détection, dont le niveau est préalablement fixé en fonction de la sensibilité souhaité pour le dispositif de détection (étape 17). Les pics au-dessus du seuil choisi sont des arcs électriques détectés. Lorsque ces pics sont détectés, l'interface I ou l'interface à 25 laquelle la carte de traitement 12 ou le processeur associé à celle-ci est relié, génère un signal d'alerte, par exemple sous la forme d'un signal sonore ou de l'affichage d'un message d'alerte.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'arcs électriques sur des générateurs à rayons X, caractérisé en ce qu'on relève les vibrations mécaniques dans l'environnement du générateur, ou sur celui- ci ou encore sur des éléments dudit générateur, à l'aide d'au moins un capteur apte à relever de telles vibrations et on met en oeuvre sur les signaux relevés par le ou les capteurs un traitement apte à mettre en évidence sur lesdits signaux des pics correspondant à la formation d'arcs électriques.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement met en oeuvre au moins un filtrage passe-bande ou haute fréquence.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement met en oeuvre sur les signaux un traitement de type transformée de Fourrier, au moins une partie du traitement étant mis en oeuvre dans le domaine fréquentiel.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement compare à des signaux correspondant aux vibrations relevées lors d'une phase où le générateur de rayons X est sous tension et émet, des signaux correspondant à des vibrations relevées lors d'une phase où le générateur de rayons X n'émet pas, mais où ledit générateur, des éléments de celui-ci ou de son environnement sont en mouvement.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le traitement : - soustrait aux signaux correspondant aux vibrations relevées lors d'une phase où le générateur de rayons Xest sous tension et émet, des signaux correspondant à des vibrations relevées lors d'une phase où le générateur de rayons X n'émet pas, mais où ledit générateur, des éléments de celui-ci ou de son environnement est/sont en mouvement ; - compare le signal ainsi obtenu à un seuil de détection.
6. 6. Dispositif de détection d'arcs électriques sur des générateurs à rayons X, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur apte à relever les vibrations mécaniques dans l'environnement d'un générateur, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un capteur est un microphone, un accéléromètre ou un détecteur d'ultrasons.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un capteur est un accéléromètre piézoélectrique.
9. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un capteur est aimanté.
10. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit recevant en sortie le ou les signaux du capteur et mettant en oeuvre tout ou partie d'un traitement apte à mettre en évidence sur lesdits signaux des pics correspondant à la formation d'arcs électriques.
11. 11. Ensemble comportant un générateur de rayons X et un dispositif selon la revendication 6 disposé dans l'environnement du générateur, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur.
12. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que le boîtier du générateur de rayons X et/ou le boîtier du générateur haute tension de celui-ci et/ou la carcasse de son tube à rayons X sont adaptés avec un logement pour recevoir un capteur.
13. 13. Système d'imagerie médicale, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de rayons X monté sur un support et une matrice de détecteurs disposée en regard dudit générateur, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection d'arcs électriques comprenant au moins un capteur apte à relever les vibrations mécaniques dans l'environnement du générateur de rayons X, ou sur celui-ci ou encore sur des éléments dudit générateur.15