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Patent Searching and Data


Title:
RADIOLOGICAL DIAGNOSTIC APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/004111
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a radiodiagnostic apparatus un which the emission curve of the X-ray tube is simulated by an analog synthetic circuit. The tube can then be easily regulated.

Inventors:
ALDENHOEVEL HANS (DE)
Application Number:
PCT/FR1988/000519
Publication Date:
May 05, 1989
Filing Date:
October 21, 1988
Export Citation:
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Assignee:
GEN ELECTRIC CGR (FR)
International Classes:
H05G1/30; H05G1/34; H05G1/46; (IPC1-7): H05G1/30
Foreign References:
US3968372A1976-07-06
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Appareil de diagnostic radiologique pour la réalisation de prises de vue radiologiques, dans lequel un tube à rayons X, opérant en haute tension et dont la courbe d'émission représente une parabole, est relié à un circuit de régulation pour fournir une valeur représentative du courant de chauffage à appliquer au tube, cette valeur représentative étant en relation avec la haute tension du tube et le courant du tube à rayons X, caractérisé en ce que cette valeur représentative est fixée synthétiquement avec des moyens simples à l'aide d'un circuit analogique simulant la parabole, un point de départ de ladite parabole correspondant à un point de départ d'émission du tube à rayons X étant défini par deux paramètres de , point de départ réglables, le profil de la parabole étant calculé par une élévation à la troisième puissance de 1'écart entre cette valeur représentative du courant de chauffage et un des paramètres réglables de point de départ, suivie d'une multiplication par un facteur d'étalement de la parabole fonction de la haute tension du tube à rayons X.
2. Appareil de diagnostic radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents paramètres et facteurs sont réglables de façon continue pour différents types de tubes.
3. Appareil de diagnostic radiologique selon la revendication 2, caractérisé en ce que 1'introduction des paramètres et des facteurs peut être effectuée, au moyen de valeurs mémorisées, par un calculateur.
4. Appareil de diagnostic radiologique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit analogique peut être agencé comme un circuit hybride.
Description:
Appareil de diagnostic radiologique,

L'invention a pour objet un appareil de diagnostic radiologique dont la courbe d'émission du tube à rayons X représente une parabole.

On désigne par courbe d'émission la relation entre le courant de tube correspondant au débit des rayons X et la tension de chauffage, ou le courant de chauffage, de ce tube à rayons X. Le profil de cette courbe est aussi fonction de la haute tension du tube, appliquée entre la cathode et l'anode, et servant de paramètre. Lorsqu'on mesure le courant de tube du tube à rayons X (mA) en fonction du courant de chauffage (A) de la cathode pour quelques valeurs de haute tension (kV) , on obtient, pour une structure déterminée de tubes, différentes familles de courbes. Ces familles de courbes (courbes d'émission) ont initialement un profil quasi-parabolique. Lorsque le courant de chauffage augmente, la courbe d'émission s'écarte de la parabole de saturation et se rapproche, dans la suite de son profil, d'une valeur constante, ce qui correspond au domaine idéal de charge d'espace du tube.

Dans la technique des rayons X, on décrit ce processus opératoire du tube par l'expression "pénétration" . Il est basé sur le principe suivant : lorsque le champ électrique, considéré à partir de l'anode, pénètre intensivement jusqu'au filament de chauffage, il ne peut s'établir aucune charge d'espace. Pratiquement tous les électrons émis sont attirés vers l'anode. Dans ce domaine, le courant de tube est indépendant de la haute tension appliquée. Dans ce cas, on parle d'une grande pénétration.

On parle d'une petite pénétration lorsque le champ électrique est trop faible pour pénétrer jusqu'au filament de chauffage. On ne peut ainsi pas éviter la formation du nuage de charge d'espace qui produit une diminution du courant du tube à rayons X.

Ce nuage de charge d'espace se forme quand la puissance du champ électrique à proximité du filament de chauffage n'est pas suffisante pour accélérer tous les électrons émis en direction de l'anode. A partir d'une densité de charge déterminée, ce nuage est si fortement négatif qu'aucun autre électron ne peut être reçu.

Un nuage chargé suffisammment puissamment peut ainsi empêcher toute autre augmentation du courant du tube à rayons X. Le courant du tube à rayons X n'augmente plus. Une augmentation est possible seulement par suppression du nuage de charge d'espace, ce résultat étant obtenu par application d'une tension supérieure au tube à rayons X. il peut ainsi être intéressant pour l'utilisateur d'opérer, pour de petits générateurs de rayons X, avec des tubes à rayons X ayant une faible pénétration. Dans ce cas, on peut se passer de nombreux dispositifs de régulation et de stabilisation, par exemple des stabilisateurs du courant-secteur, des régulateurs du courant de tube et des régulateurs de tension.

Ainsi, lorsqu'on utilise pour des générateurs de ce genre des tubes à rayons X de faible pénétration, le courant du tube à rayons X reste, dans un domaine relativement grand, indépendant du courant de chauffage et en outre on n'a pas à compenser par régulation des variations et des écarts de la tension du secteur par rapport à la valeur de consigne, quand ils restent dans des limites admissibles.

Pour le fonctionnement d'un tube à rayons X, il est important que le profil de la courbe d'émission soit établi avec une précision suffisante. Le point de travail d'un tube à rayons X est défini par les valeurs de crêtes de la tension et du courant du tube à rayons X. Pour obtenir ces valeurs de façon précise, il est important d'alimenter le tube à rayons X avec la tension de chauffage correspondante.

L'invention concerne un appareil de diagnostic radiologique conforme au préambule de la revendication 1.

D'après le brevet DE-25 39 898, il est connu un appareil de diagnostic radiologique dans lequel les différentes valeurs du courant de chauffage sont obtenues automatiquement et sans enregistrer dans un élément de mémorisation adaptatif.

Dans le brevet US-3 521 067, des courbes caractéristiques d'émission de tubes à rayons X sont enregistrées dans une mémoire et sont extraites en cas de besoin.

Le brevet DE-27 03 420 décrit un procédé et un circuit qui détermine automatiquement, également pour de courts temps de prise de vues, les valeurs du courant de chauffage, qui sont nécessaires pour différentes combinaisons du courant et de la tension de tube, et qui les enregistre dans une mémoire numérique.

Selon la demande de brevet allemand DE-OS 24 48 754, il est connu un système d'alimentation en courant de chauffage d'un tube électronique opérant en haute tension.

Un autre procédé et un autre circuit d'alimentation en courant de chauffage d'un tube à rayons X sont décrits dans la demande de brevet allemand DE-OS 27 54 920.

L'objet de l'invention est d'équiper un appareil de diagnostic radiologique d'un circuit analogique de- telle sorte que la courbe d'émission, nécessaire pour le fonctionnement du tube à rayons X, puisse être établie à l'aide de moyens simples de façon à pouvoir utiliser des appareils de diagnostic radiologique de construction simple de façon peu coûteuse.

Le problème est résolu conformément à 1'invention par la partie caractérisante de la revendication 1. L'invention va être expliquée de façon plus détaillée dans la suite à l'aide des dessins qui représentent un exemple de réalisation et dans lesquels : la figure 1 représente un circuit analogique pour l'établissement de la courbe d'émission, et la figure 2 représente une courbe d'émission pour un tube à rayons X.

Par une détermination empirique, dans l'invention, on a défini que la courbe d'émission d'un tube à rayons X pouvait être calculée, avec un pourcentage d'erreur inférieur à 5 %, d'après la formule : y = m (x-ε) 3 + h Les paramètres intervenant dans cette formule sont (confer figure 2) : y = courant de tube du tube à rayons X m = un facteur d'étalement de la courbe d'émission pour différentes valeurs constantes en kV x = courant nécessaire pour le chauffage du tube à rayons X s = décalage du point de départ latéral de la courbe d'émission exprimé en fonction du courant de chauffage du tube à rayons X h = décalage du point de départ de la courbe d'émission exprimé en fonction d'une valeur de base du courant

de tube. La figure 2 représente schématiquement une courbe d'émission pour différentes valeurs en kV. La courbe d'émission ne commence pas à zéro car l'émission du tube à rayons X commence spécifiquement à partir de valeurs déterminées du courant de chauffage du tube. On tient compte de ce décalage latéral dans la formule par le facteur réglable "s".

Egalement, le courant passant dans le tube à rayons X n'intervient pas déjà pour zéro. En pratique, on effectue le calcul dans ce cas avec une valeur de courant d'environ 10 mA. Ce facteur "h" est variable et peut être réglé en correspondance au type de tube utilisé. Les coordonnées "s" et "h" définissent ainsi le point de départ de la courbe d'émission d'un tube donné.

Les émissions des tubes à rayons X sont cependant encore également influencées par la grandeur de la haute tension appliquée. Pour cette raison, on trouve dans les courbes d'émission des tubes à rayons X, différentes familles de courbes pour des valeurs fixes en kV. Les distributions de ces courbes sont définies par un facteur d'étalement "m", qui étale plus ou moins l'ensemble de la courbe d'émission à partir du point défini par "s" et "h".

Le fonctionnement de 1'agencement de circuit représenté sur la figure 1 se déroule comme suit :

Par l'intermédiaire d'un conducteur 10, une valeur de consigne désirée y du courant de tube à rayons X est appliquée au circuit conformément à une échelle déterminée. Pour obtenir cette valeur de consigne, le courant de chauffage x du tube doit être modifié, en fonction du paramètre en relation avec les kV.

Au travers d'un étage 1 de soustraction formé par un additionneur amplificateur à grand gain, la valeur du courant de tube est appliquée à un étage d'addition 2 par 1'intermédiaire des conducteurs il et 12. Dans l'étage d'addition 2, une soustraction correspondant à l'opération de calcul (x-s) est effectuée de manière que, par l'intermédiaire d'un conducteur 14, la valeur fixe, mais réglable par 9, du décalage latéral s soit introduite. Le résultat de 1'opération de calcul est transmis par 1'intermédiaire d'un conducteur 15 à des conducteurs 16, 17 et 18.

Dans un multiplicateur 3, le résultat de la soustraction (x-ε) est mis au carré. Simultanément, le résultat (x-s) est transmis par l'intermédiaire du conducteur 18 à un autre multiplicateur 4, à l'autre entrée duquel est appliqué le résultat de la multiplication par l'intermédiaire d'un conducteur 19. Le multiplicateur 4 transmet le résultat de l'opération de calcul (x-s) 3 , par l'intermédiaire d'un conducteur 20, à un autre multiplicateur 5. Dans celui-ci, par l'intermédiaire de son autre entrée, le facteur réglable d'étalement "m" est appliqué au moyen d'un conducteur 21 en vue de l'étalement de la courbe d'émission. Le multiplicateur 5 calcule le résultat m (x-s) 3 et il transmet un signal correspondant, par l'intermédiaire d'un conducteur 22 à un étage d'addition 6. La valeur de base h du point de départ d'émission peut être réglée à l'aide d'un générateur 7, et elle peut être appliquée par l'intermédiaire d'un conducteur 23 à l'étage d'addition 6.

Le résultat de l'ensemble de l'opération de calcul m(x-s) 3 + h est délivré dans un conducteur 24. Ce résultat est appliqué, en même temps que la valeur de

consigne du courant y du tube à rayons X, à un point 25. Ce point 25 est le point de zéro virtuel de l'étage 1 additionneur amplificateur à grand gain. L'opération de calcul décrite ci-dessus est effectuée dans un circuit de régulation fermé. Pour obtenir un résultat concernant le courant x de chauffage désiré du tube, il faut appliquer au point 25, par l'intermédiaire du conducteur 24, une tension de sens opposé et dont la valeur correspond exactement à la valeur de consigne. Dans ce cas, après opération de calcul dans le circuit de régulation, une tension, correspondant au courant de chauffage désiré du tube, est appliquée au conducteur 11. Elle est par conséquent également disponible dans un conducteur 13. Ce conducteur 13 est relié au circuit de chauffage du tube. Tous les paramètres utilisés sont étalonnés conformément à l'échelle de tension choisie.