LU80462A1 - Appareil de balayage pour tacographie - Google Patents
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Description
D. 5σ.151
-- ~Ί GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG
Brevet N° . 80402 ^ au . 31-..oc tobr. e.. .19.3.8 Monsieur le Ministre de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre délivré : ........................................ „ . , , „ _ , . . „
Service de la Propriété Industrielle
/ — ~ LUXEMBOURG
' I ifAW/ / n Demande de Brevet d’invention ; j.rjv.................................................................................................................................................................................
I. Requête ...lia.....s.aa.i<âfcé.....d.i.t.e.;.....ÜMERICM.....SC.IEiïCS...&....SLîi3IiiE5iailiG.....lilC..»...,......9.55....................(i) J4asaaciiueftfc.ts....Av.en.ua#......à.....CXi332DG3.,.....E.tafc...„d.a..Ii.3&^^..........................
...Eta:uSrUDis.....dlâiaôriq:a.s.,. r.epr.ë.s.'MLfc-le p.ar...Mo.rieleur uac.q.'i.a»............................(2) -da-Huyser..,......agissant. „..en.-q.ua li te.... de... mandataire.......................................................................................
dépose........ ce ....tr.ents.-£.tr.rnEL....Qat.cbra....l9.0Q.....EDixanta“dixrliii3.t...........(3) à.......15............. .....heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : * 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ......."Affi-ira*! d?. halayaga ixur taoorcauMe"............................................................................................................................(4> déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) ïnventeur(s) est (sont) : ....Rc.S£E.iak....D.a.le EKIE.2.* .7.6.....2Ql5.ey..-3,.o.ncL.f .ÇPhxae....u3............................(5) -lliddl.33.ax,.....E tat.....d.a...ila.s s aclra.» e ........................................
2. la délégation de pouvoir, datée de .....ie 97 8, 3. la description en langue............£XânÇ?JL3.â............... .......... de l’invention en deux exemplaires ; 4............3.................. planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le .....31.. Gili6i3bKâ....lâ.7.3,.......................................................................................................................................................................................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande® de (0) llTSÜv.xt»...................................................déposée® 0(7).....Ρ1ΊΧ.......................
le 3....^v,hr.3 1977...........(No. SIS .................................................................................................................................(8) au nom de . l..V!..L^OiAiliT..................................................................... .....................-........ ....... ...................................................................(9) cüf domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................
.....2.5.,.....1--),¾ , ...............................................................................................................................................................................................................uo) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l'objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées — avec ajournement de cette délivrance à........15............. .......~~ mois.
. Γ Ί ‘ Λ.-¾ * V I
H. Procès-; erhnl ce Dépôt
La susdite demande de brevet d'ir.veniion a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du :
_Λ1. ' béé ? J -11 O
(f ..·· *-, * Fr. le Ministre \ W * re«™19 c>“^ Z.ïoyt.i.-ies, ï v V . /
\J
Λ fiSuD? __/ - _______- . ____________________ ___________________________ D. 5ο.151
REVENDICATION DE LA PRIORITE
de la demande de brevet / jbi’i/rrfçkfèfâ W Aux ETATS-UNIS D'AMERIQUE Du 3 NOVEMBRE 1977 Mémoire Descriptif » déposé à l’appui d’une demande de >
BREVET D’INVENTION
au
Luxembourg au nom de: AMERICAN SCIENCE & ENGINEERING INC.
pour: "Appareil de balayage pour tacographie".
»
La présente invention concerne de façon générale le balayage pour tacographie et plus précisément un appareil et un procédé destinés à réduire la dose reçue par un patient, sans réduction de la qualité de l'image.
5 L'appareil de balayage tacographique disponible dans le commerce auprès de American Science and Engineering, Inc comprend un arrangement circulaire de 600 détecteurs contigus, éclairés successivement par une source rotative de rayons X qui émet un faisceau en éventail. Les détecteurs compris dans l'arc 10 du faisceau en éventail à un moment quelconque au cours du balayage sont "actifs" et sont échantillonnés périodiquement afin que des données de transmission des rayons X soient formées. L'arrangement de données associées à un détecteur déterminé pendant un balayage est appelé "éventail de données" 15 ou "éventail de détecteur". Il est important que chaque éventail de détecteur soit obtenu de façon régulière et continue au cours du temps sans interruption importante entre les rayons ou échantillons adjacents. En outre, il est important que les données obtenues au début et à la fin du balayage se raccordent conve-20 nablement. La satisfaction de ces deux critères permet la suppression des discontinuités dans chaque faisceau individuel et entre les faisceaux spatialement adjacents obtenus au début et à la fin du balayage car, dans le cas contraire, l'image tacographique reconstituée présenterait des irrégularités.
25 L'obtention d'une grande régularité et d'une grande continuité au cours du temps est avantageusement obtenue par balayage de plus de 360° et par sélection de parties convenables de la totalité des données ainsi obtenues comme décrit plus en détail dans la suite. Un inconvénient de ce procédé est que 30 certains détecteurs sont ainsi éclairés deux fois et fournissent . certaines données qui satisfont aux critères de régularité et * de continuité et des données supplémentaires qui sont écartées car elles ne satisfont pas à ces critères. Les données inutilisées représentent une dose parvenant au patient et qui est 35 perdue.
L'invention concerne un dispositif perfectionné de balayage tacographique.
Elle concerne aussi un tel dispositif qui réduit la ·* 2 dose reçue par un patient.
Elle concerne aussi un tel procédé et un tel appareil permettant la conservation de la qualité de l’image tacographi-que reconstituée.
5 Elle concerne aussi un tel procédé et un appareil ne mettant en oeuvre que très peu d'éléments supplémentaires qui sont relativement peu coûteux, fiables et d'incorporation commode dans un appareil tacographique ayant un arrangement fixe de détecteurs.
10 Plus précisément, l'invention concerne un appareil de balayage tacographique ayant un arrangement circulaire fixe, un dispositif de déplacement angulaire relatif d'une source de rayons pénétrants et de l'arrangement de détecteurs suivant un trajet tel que la source éclaire normalement le même groupe de 15 détecteurs à la fois au début et à la fin d'un cycle de balayage, et un dispositif destiné à limiter l'émission des radiations au début et à la fin d'un cycle de balayage afin que le nombre de détecteurs éclairés par les radiations pénétrantes deux fois dans un cycle de balayage soit réduit. De préférence, ce dernier dis-20 positif comprend un obturateur limitant le champ des rayons pénétrants provenant de la source. L'obturateur peut comprendre une fente rectangulaire formée dans une plaque et il se déplace de façon intermittente par rapport à la source ou un orifice en parallélogramme formé dans une plaque se déplaçant de façon con-25 tinue ou intermittente perpendiculairement au plan du faisceau en éventail. Dans un autre mode de réalisation, l'obturateur comprend une fente formée dans une plaque courbe, prenant une position convenable par rapport à la source par rotation autour de l'axe de balayage. Dans un autre mode de réalisation, des 30 plaques séparées commandées indépendamment sont destinées à ca-„ cher le faisceau en éventail d'un bord ou de l'autre du balayage, , selon l'invention. Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'augmentation et la réduction progressives du courant du tube de rayons X au début et à la fin d'un cycle de balayage, 35 afin qu'une partie de la pondération voulue soit assurée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : * 3 > - la figure 1 est un graphique représentant les détec teurs éclairés/ portés en ordonnées, en fonction du cycle de balayage, porté en abscisses, le graphique représentant les données obtenues dans un balayage circulaire d'un tour exactement ; 5 - la figure 2 est une représentation graphique corres pondant à celle de la figure 1 et représentant le balayage prolongé d'un quart de tour afin que les discontinuitées soient supprimées ; - la figure 3 est un graphique analogue à celui des 10 figures 1 et 2 et représentant le prolongement du balayage encore plus afin que la discontinuité temporelle entre les éventails détecteurs contigus dans l'espace 599 et 0, obtenus au début et à la fin du balayage, soit supprimée ; - la figure 4 représente schématiquement une ouverture 15 comprenant un obturateur, disposé en fonction de l'emplacement de la source afin que la dose transmise soit réduite selon l'invention ; - les figures 5 et 6 sont une élévation et une vue en plan respectivement d'un mode de réalisation avantageux de mécanis- 20 me à obturateur coulissant ; et - la figure 7 est un diagramme synoptique en partie sous forme schématique représentant un circuit logique destiné à régler le courant en synchronisme avec le cycle de balayage.
La figure 1 représente graphiquement les faisceaux de 25 données numérotés, obtenus en fonction de la position de la source, pour un faisceau en éventail qui recouvre 150 des 600 détecteurs.
Le numéro d'éventail de données, modulo 600,est porté en ordonnées 11. Les abscisses 12 représentent les tours fractionnaires du cycle de balayage et de rotation de la source. Le parallélo-30 gramme hachuré représente le domaine des détecteurs actifs, et .indique les données disponibles dans un balayage de 360°, quels que soient les critères de régularité. L'interception du domaine actif par des droites horizontales, à partir d'un numéro donné de détecteur, représente la partie du balayage pendant laquelle 35 le faisceau du détecteur est obtenu. Les faisceaux de données 0 . à 450 sont obtenus sans interruption au cours du temps, par exemple le faisceau 15 de données du détecteur n°225, obtenu dans la région comprise entre 3/8 et 5/8 tour du cycle de balayage.
4
Les faisceaux de données des détecteurs 451 à 599 sont séparés dans le temps comme indique par le faisceau du détecteur 525 qui comprend une partie 16 obtenue au début d'un balayage et une partie 17 obtenue à la fin.
5 La figure 2 représente graphiquement le balayage pro longé à 5/4 tour, suffisamment pour que les faisceaux 451-599 puissent être obtenus de façon continue au cours du temps, les discontinuités des éventails de détecteurs étant supprimées.
Le parallélogramme limite la région des détecteurs actifs mais 10 seuls les éventails de données de la région hachurée, représentant un jeu complet de 600 éventails de données, sont obtenus de façon continue au cours du temps. Il reste une discontinuité dans le temps entre les éventails contigus dans l'espace 0 à 599, obtenus au début et à la fin du balayage respectivement.
15 La figure 3 représente le balayage prolongé encore jusqu'à 1 3/8 tour afin que la discontinuité indiquée précédemment soit supprimée, les 75 premiers éventails de détecteurs étant obtenus une seconde fois. Les moyennes pondérées de ces 75 éventails redondants sont utilisées pour la reconstitution 20 de l'image tacographique, par augmentation progressive de la pondération du groupe antérieur, jusqu'à une valeur égale à 1, et par réduction progressive de la pondération du groupe postérieur, jusqu'à une valeur nulle. L'effet résultant est le raccordement des données aux extrémités du balayage et la régula-25 risation des discontinuités de l'image reconstituée.
L'obtention de l'information voulue permettant la formation d'une image reconstituée de qualité élevée pratiquement dépourvue d'irrégularités, nécessite le cycle de balayage répré-sentë sur la figure 3. Cependant, l'information obtenue dans les 30 parties A et A' n'estpas utilisée pour la reconstitution de l'ima-„ ge. Selon l'invention, un dispositif arrête les rayons des détecteurs désignés dans les régions A et A' afin que la dose reçue par un patient soit réduite notablement.
La figure 4 représente schématiquement un dispositif 35 éliminant les rayons dirigés vers les détecteurs correspondant aux régions A et A' de la figure 3. Un obturateur coulissant, placé dans le collimateur préalable, rétrécit en fait le faisceau en éventail au début et à la fin d'un cycle de balayage 5 afin que seuls les détecteurs qui transmettent des données utiles soient éclairés. Dans la partie médiane du cycle, tous les détecteurs actifs sont éclairés. L’appareil comprend une source 24 de rayons X qui part de la position 1 et avance dans le sens 5 anti-horaire, dans un balayage complet, à la position 2 après un quart de tour puis à la position 3 après 1 1/8 tour et enfin à la position 4 après 1 3/8 tour. L'obturateur 23 comporte une plaque de plomb ayant une ouverture 26 correspondant sensiblement à la largeur du faisceau 27, les parties disposées de part 10 et d'autre delà fente 26 étant plus grandes que la largeur du faisceau 27. Au début du balayage, lorsque la source 24 est * dans la position 1, l'obturateur 23 est disposé afin qu'il ne permette le passage que du bord initial 28 du faisceau 27, par l'ouverture 26 et qu'il permette l'éclairement du détecteur 0 avec 15 obturation des détecteurs 451 à 599. Lorsque la source 24 progresse dans le sens anti-horaire, l'obturateur 23 coulisse aussi progressivement dans le sens anti-horaire par rapport à la source 24 et continue à éclairer le détecteur 0, tout en continuant à cacher les détecteurs qui se trouvent dans le sens horaire par 20 rapport au détecteur 0. Lorsque l'obturateur 23 avance, l'ouverture 26 transmet un secteur de plus en plus large du faisceau 27 en éventail et éclaire les détecteurs 1, 2, 3, etc. A la position 2, un quart de tour après le début du cycle de balayage, toute la largeur du faisceau 27 passe par l'ouverture 26 et éclaire 25 les détecteurs 0 à 149. L'obturateur 23 reste alors en position fixe par rapport à la source 24 jusqu'à ce que le balayage ait atteint la position 3, à 1 1/8 tour au cours du cycle de balayage, la source 24 éclairant alors les détecteurs 526 à 75. Ensuite, l'obturateur 23 avance à nouveau progressivement dans le sens 30 anti-horaire par rapport à la source 24 et empêche l’éclairement „ de tous les détecteurs qui se trouvent plus loin dans le sens , anti-horaire que le détecteur 75. Lorsque la source 24 atteint la position 4 à l'extrémité du balayage (1 3/8 tour), elle éclaire le seul détecteur 75, avec le bord final 29 du faisceau 27.
35 Les figures 5 et 6 sont respectivement une élévation et une vue en plan d'un mode de réalisation avantageux de mécanisme à obturateur coulissant, la référence 23' désignant l'ensemble de l'obturateur qui comporte une plaque 25 opaque aux rayons * 6 X, ayant une ouverture 26' et une crémaillère 34 qui lui est fixée rigidement. L'ensemble 23' est porté et guidé par des rails fixes 31 si bien qu'il ne peut se déplacer que dans la direction des flèches 35, sous la commande d'un moteur pas à 5 pas 32 et d'un pignon 33 coopérant avec la crémaillère 34. Les figures 5 et 6 représentent la position initiale du mécanisme à obturateur coulissant, avec la position de la source 24' et du faisceau 27' indiqués schématiquement sur la figure 5. La synchronisation du mouvement du mécanisme à obturateur couliΒΙΟ sant sur le cycle de balayage, comme indiqué sur les figures 3 et 4, est obtenue par utilisation d'un codeur 36 de position de balayage qui transmet une information de position à une commande 37 de la progression du moteur 32, par mise en oeuvre des techniques bien connues. Après la fin d'un cycle de bala-15 yage, la commande 37 remet le mécanisme à obturateur dans sa position initiale.
D'autres techniques bien connues peuvent être utilisées pour la commande de la disposition relative de l'obturateur et de la source, schématiquement représentés sur la figure 4. Par 20 exemple, le déplacement relatif de l'obturateur et de la source peut être réalisé par une tringlerie commandée lorsque la source se trouve dans les régions désignées. Dans une variante, un dispositif à transducteur peut détecter la position de la source 24 et peut transmettre un signal de commande de l'obturateur 23 25 comme indiqué sur la figure 4. Dans un autre mode de réalisation, une fente est formée dans une plaque courbe qui tourne autour de l'axe de balayage en synchronisme avec la source 24 et établit l'ouverture convenable. Dans un autre mode de réalisation, un orifice en forme de parallélogramme est réalisé dans une plaque 30 opaque aux rayons X qui se déplace perpendiculairement au fais-. ceau en éventail, de façon continue ou par intermittence, sui-. vant les dimensions de l'orifice, afin que l'ouverture laissé au faisceau en éventail ait une dimension convenable, en synchronisme avec le déplacement de la source 24. Dans un autre mo-35 de de réalisation, les plaques opaques aux rayons X et séparées sont commandées indépendamment afin qu'elles cachent le faisceau à un bord et à l'autre, suivant la technique décriteen référence à la figure 4.
* 7
Un autre mode de réalisation met en oeuvre un circuit d'asservissement qui détecte les signaux des détecteurs 599 et 0, de la position 1 à la position 2, et les signaux des détecteurs 75 et 76 de la position 3 à la position 4 de la figure 4. Dans 5 la première région, la commande fait avancer progressivement l'obturateur dans le senshoraire afin que le détecteur 0 soit éclairé alors que le détecteur 599 est caché et, dans la seconde région, la commande place l'obturateur de manière que le détecteur 75 soit éclairé et le détecteur 76 caché. Les techniques 10 particulières d'asservissement, permettant l'obtention de ces diverses relations sont bien connues. v Comme indiqué sur la figure 3, les régions B et C au début d'un cycle de balayage et les régions B' et C à la fin représentent des éventails répétés de données pour le même 15 groupe de 75 détecteurs (détecteurs 0 à 74), convenablement pondérés afin que les effets des discontinuités entre les deux extrémités du cycle de balayage soient supprimés. Selon l'invention, un dispositif réduit de moitié la dose qui serait par ailleurs appliquée dans les parties B et B' du balayage, 20 sans réduction de la qualité de l'image tacographique reconstituée. A cet effet,la pondération est obtenue par réglage du courant du tube de rayons X afin qu'il augmente progressivement pendant le premier huitième de tour de la source, correspondant â la région B, et qu'il diminue progressivement pendant le dernier 25 huitième de tour de la source, correspondant à la région B'.
Un autre avantage de cette technique est que le tube à rayons X utilise moins d'énergie aux extrémités du balayage, si bien que la charge thermique du tube est réduite notablement, de l'ordre de 5 à 10 %.
30 Comme indiqué sur la figure 3, la dose et la charge thermique du tube de rayons X peuvent encore être réduites avec
V
seulement une faible réduction de la qualité de l'image tacographique reconstituée, par prolongement des variations progressives croissante et décroissante du courant dans les régions 35 C et C .
La figure 7 est un diagramme synoptique en partie sous forme schématique représentant le circuit logique de réglage du courant, en synchronisme avec le cycle de balayage, par mise en 8 oeuvre de techniques bien connues. Un codeur 36' crée des signaux représentant la position angulaire de la source 24" de rayons X dans le cycle de balayage. L'information de position est utilisée pour la programmation d'un générateur 41 de si-5 gnaux qui forme un signal proportionnel à la séquence voulue pour le courant du tube, et provoque ainsi la transmission par l'alimentation 42, à la source 24",d'un courant ayant les caractéristiques temporelles et d'amplitude voulues.
Ainsi, l'invention permet une réduction notable de la 10 dose reçue par un patient sans réduction de la qualité de l'image et avec réduction de l’énergie dissipée et de la charge thermique.
* Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments 15 constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.
î
Claims (11)
- 9 « • r-
- 1. Appareil de balayage tacographique, mettant en « oeuvre un arrangement de détecteurs contigus et une source d'un faisceau en éventail de rayons pénétrants, mobile 5 par rapport aux détecteurs autour d'un axe qui se trouve dans une région à balayer, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à limiter la largeur du faisceau en éventail suivant la direction de balayage dans les parties d'extrémité du balayage afin que le nombre de détecteurs 10 éclairés à proximité de chaque extrémité du balayage soit proportionnel à la distance comprise entre la source et chaque * extrémité.
- 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de limitation de la largeur du faisceau com- 15 prend un obturateur.
- 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif destiné à établir l'intensité des rayons pénétrants proportionnellement à la distance comprise entre la source et un point d'extrémité de bala- 20 yage, dans une partie prédéterminée d'extrémité du déplacement relatif.
- 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif destiné à limiter la largeur du faisceau comprend un obturateur.
- 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la source de rayons pénétrants est un tube à rayons X, et le dispositif de réduction des rayons comprend un dispositif destiné à régler l'intensité du courant du tube de rayons X afin que ce courant soit inversement proportionnel à la distance com-30 prise entre la source et une extrémité.
- 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce % qu'il comprend un arrangement circulaire complet de détecteurs contingus, et un dispositif destiné à balayer en rotation la région pendant plus d'un tour et pendant moins de deux tours.
- 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le balayage est réalisé sur 5/4 tour sensiblement.
- 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de limitation de largeur et le dispositif d'é- 10 > 4 clairement forment un dispositif qui, à chaque extrémité, n'éclaire pratiquement qu'un seul détecteur. * 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à limiter la largeur du faisceau com-5 prend un obturateur coulissant formé par une matière opaque aux rayons pénétrants, l'obturateur ayant une ouverture transparente à ces rayons et mobile par rapport à la source et aux détecteurs afin que la largeur du faisceau soit réduite progressivement dans la direction de balayage, aux parties d'extrémité du balayage 10 si bien que le nombre de détecteurs éclairés à proximité de chaque extrémité du balayage est proportionnel à la distance -entre la source et une extrémité, le faisceau étant transmis pratiquement sur toute sa largeur entre les parties d'extrémité.
- 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce 15 que l'ouverture correspond sensiblement à toute la largeur du faisceau, le long du trajet de déplacement relatif.
- 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif destiné à limiter la largeur du faisceau comprend un moteur couplé à l'obturateur et un dispositif de com- 20 mande du fonctionnement du moteur en fonction de la position de balayage afin que la largeur du faisceau en éventail dans la direction de balayage soit modifiée dans les parties d'extrémité du balayage et que le nombre de détecteurs éclairés près de chaque extrémité du balayage soit proportionnel à la distance comprise 25 entre la source et chaque extrémité, le faisceau en éventail éclairant les détecteurs dans toute sa largeur entre les parties d'extrémité. λ
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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