WO2004070420A2 - Dosimetre temps reel radio-transparent pour les procedures radiologiques interventionnelles - Google Patents

Dosimetre temps reel radio-transparent pour les procedures radiologiques interventionnelles Download PDF

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WO2004070420A2
WO2004070420A2 PCT/FR2004/000005 FR2004000005W WO2004070420A2 WO 2004070420 A2 WO2004070420 A2 WO 2004070420A2 FR 2004000005 W FR2004000005 W FR 2004000005W WO 2004070420 A2 WO2004070420 A2 WO 2004070420A2
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radiation
optical fiber
region
inspected
measuring
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PCT/FR2004/000005
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Jean-Louis Guyonnet
Josian Cailleret
Luc Mertz
Denis Staub
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique -Cnrs-
Universite Louis Pasteur
Hopitaux Universitaires De Strasbourg
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/201—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using scintillating fibres

Definitions

  • the present invention relates to a method for real-time measurement of the dose of radiological radiation received by a region subjected to a flux of radiological radiation.
  • Document EP 1 167 999 describes a real-time dosimeter based on a matrix of silicon detectors. This dosimeter allows a mapping of the dose received thanks to the
  • Another technique making it possible to obtain in real time the dose received by an area subjected to radiation during an examination consists in finding this area by calculation from the dose measured at the output of the radiation emission device.
  • this method is not suitable for determining radiation mapping, because the irradiation geometry is not fixed.
  • a method for real-time measurement of a dose of radiological radiation absorbed by a region to be inspected subjected to a flow of radiological radiation comprising the steps consisting in:
  • a position is determined where the radiological radiation is detected along said measuring optical fiber, and the dose of radiological radiation received in this position as a function of at least one specific parameter F ° k of this optical fiber;
  • the at least one parameter F ° has been obtained by a preliminary calibration step in which a dose has been detected at at least one point in the region to be inspected using a non-radiolucent radiation detector radiation received at this point;
  • step (b) is carried out using a detection device comprising at least one cell, and the parameter F ° k takes into account at least the optical fiber and at least one cell of the detection device associated with this fiber;
  • step (a) is also carried out using a second optical fiber bundle, containing at least one second measurement optical fiber, adapted to generate a light signal when it receives radiological radiation, and extending along a second direction forming an angle with the first direction;
  • steps (b) and (c) are carried out, for at least one overlap point (i, j) between a first optical fiber for measuring i of the first beam and a second optical fiber for measuring j of the second beam, from radiation detected by at least the first optical fiber i among the fibers of the first beam, radiation detected by the second optical fiber j, and the position of this overlap point (i, j) along the second optical fiber j ;
  • steps (b) and (c) are carried out, for at least one overlap point (i, j) between a first optical fiber for measuring i of the first beam, and a second optical fiber for measuring j of the second beam, from the radiation detected by at least the second optical fiber j among the fibers of the second beam, the radiation detected by the first optical fiber i, and the position of this overlap point ( i, j) along the first optical fiber i;
  • the method further comprises the step (d) of issuing an alarm signal if the cumulative dose of radiation received exceeds a pre-established threshold;
  • the method further comprises the step (e) of displaying on a monitor the dose of radiation received at at least one point in the region to be inspected;
  • the method further comprises the step (f) of detecting the radiation transmitted by the region to be inspected and displaying on a monitor the radiographic image thus detected;
  • step (f) the radiographic image obtained in step (f) and the image of the received radiation dose obtained in step (e) are displayed on the same monitor; - At least steps (a), (b) and (c) are repeated for several points in the region to be inspected,. allowing to obtain a map of the dose received by the region to be inspected;
  • steps (a), (b) and (c) are repeated for several measurement time intervals, making it possible to obtain a temporal variation of the dose received at at least one point in the region to be inspected •
  • the radiation is generated by a pulsed source, and the repetition of at least steps (b) and (c) is synchronized with this source; at least steps (a), (b) and (c) are performed for at least two radiation incidences, and the radiation doses received determined in step (c) for each of the incidences are used jointly.
  • the invention relates to a device for real-time measurement of a dose of radiological radiation absorbed by a region to be inspected subjected to a flux of radiological radiation, comprising: a dosimeter comprising at least a first bundle of optical fibers measuring, containing at least one fiber placed in said region to be inspected and adapted to generate a light signal when it receives radiological radiation, in order to detect the incident radiation at at least one point in the region to be inspected,
  • This device also includes one and / or the other of the following provisions: the light signal is transmitted, to a detection device used to measure it, along the measuring optical fiber used to detect the radiation, this fiber comprising a first end, and at least one clear optical fiber extending from a first end of clear fiber connected to the first end of the measuring optical fiber, to a second end of clear fiber, arranged in sight of the detection device, and the means for determining the dose of radiation received at said point of said optical measurement fiber comprise a control unit containing parameters specific to the optical fibers used;
  • the dosimeter further comprises a second bundle of optical fibers, comprising at least a second measuring optical fiber, and disposed in a second direction forming an angle with the first direction;
  • each measuring optical fiber is between two optically insulating sheets
  • each measuring optical fiber is molded in a reflective resin comprised between two optically insulating sheets; at least one bundle of optical fibers is integrated into a table.
  • the invention relates to a radiological installation comprising:. a dosimeter comprising at least one beam comprising at least one optical measurement fiber, placed in a region to be inspected, and adapted to generate a light signal when it receives radiological radiation, in order to detect the incident radiation at at least one point of said region to be inspected,
  • means for determining the dose of radiological radiation received by said measuring optical fiber from said light signal and further comprising. a radiation generator,. an X-ray detector, and
  • means for viewing the dose of radiation received these means making it possible to view, in addition, radiographic images of the region to be inspected provided by the radiographic detector.
  • This installation can also include one and / or the other of the following provisions: the installation also includes an examination table;
  • the installation also comprises at least one additional device, not integrated into the examination table, for real-time measurement of a dose of radiological radiation absorbed by a region to be inspected subjected to a flow of radiological radiation, comprising: at least a first additional beam comprising at least a first additional measuring optical fiber, placed in said region to be inspected, and adapted to generate an additional light signal when it receives radiological radiation, for detecting the incident radiation at at least one point of said region to be inspected, additional means for measuring said additional light signal outside the region to be inspected after transmission along the additional measurement optical fiber, and
  • additional means for determining the dose of radiological radiation received by said additional measurement optical fiber from said additional light signal are provided.
  • FIG. 1 represents a diagram of implementation of the method according to the invention
  • FIG. 2 represents an exploded perspective view of an example of a dosimeter according to the invention
  • FIG. 3 represents the step of transmitting optical information according to the invention
  • FIG. 4 represents a first embodiment of an installation implementing the method according to the invention
  • FIG. 5 shows a second embodiment of an installation implementing the method according to the invention.
  • a dosimeter 1 of rectangular or other shape, comprises first measurement fibers 2, directed along a first direction X of the dosimeter, and second measurement optical fibers 3, directed in a second direction Y dosimeter.
  • Each of these measurement optical fibers 2, 3 comprises a first end 5 connected to a clear fiber 6, and a second end 4 optically closed, or reflecting.
  • Each of the clear fibers 6 extends from a first end 14 of clear fiber 6, where it is connected to the first end 5 of the measuring fiber 2, 3, to a second end 15 of clear fiber 6, where it is opposite a detector 9.
  • each of the clear fibers 6 can be mounted in a respective orifice 8 of an adapter 7, placed opposite the detector 9, in order to ensure the placement of the fiber claire 6.
  • the detector 9 can be, for example, a multi-cell detector in which each of the cells 10 is placed opposite one of the orifices 8 of the adapter 7. If a radiation 11, coming from a radiation source 18 , passes through a measuring optical fiber 2, 3 oriented according to the first or the second direction of the dosimeter, a signal is transmitted by this measuring fiber, then by the clear fiber which is linked to it, up to the detector 9, possibly via the corresponding orifices 8 of the adapter 7.
  • the second end 4 of the measuring optical fiber 2, 3 In the event of a weak signal, it it may be interesting to make the second end 4 of the measuring optical fiber 2, 3 reflective.
  • the frequency of events measured by the detection device makes it possible to calculate the dose received by the measuring optical fiber.
  • the measurement of an event in a first direction and of the same event in a second direction cannot be made to coincide in order to assess the extent to which this event has taken place, so a statistical method as described below is preferred.
  • a multi-channel detection device such as a multi-anode photomultiplier (MAPMT)
  • MAPMT multi-anode photomultiplier
  • the gain of each electronic channel associated with the MAPMT may have been previously adjusted (once and for all, or periodically, or before each use, for example) so as to standardize the signal level of a photoelectron by setting a level of identical discrimination threshold for all electronic channels.
  • FIG. 2 represents a first embodiment of the dosimeter according to the invention.
  • a first set of measuring optical fibers 2, of diameter d y are aligned along a first dosimeter direction X, with a pitch, for example constant, of L y .
  • These first measurement optical fibers are arranged between two sheets of a material 12, for example reflective, used to hold the optical fibers. This component thus formed, is in turn disposed between two sheets of an optically insulating material 13. This operation is repeated, in a second dosimeter direction Y, for the second optical fibers of measurement 3, of diameter d x , and spaced apart by a pitch L x .
  • the two components thus formed are then superimposed, for example so that the first measuring optical fibers and the second measuring optical fibers form between them an angle of approximately 90 °.
  • the dosimeter thus formed is completely radio transparent, which is a primary condition for using such a dosimeter, so as not to hinder the practitioner during his intervention.
  • these measurement fibers are not necessarily arranged in two separate planes, and can for example form a single plane of woven fibers.
  • FIG. 3 represents the path of the optical information from the detection by the optical measurement fiber to the detector 9. It is in particular necessary to connect the optical measurement fibers 2, 3, at their first end 5, to the fibers clear 6 extending them for example using glue, or any other connecting means for transmitting optical information.
  • the first end 5 of each of the measurement fibers 2, 3, and the first end 14 of the clear fibers 6 are polished and are placed opposite one another to be glued using an optical adhesive. of index close to the material used in optical fibers.
  • the two fibers can be held in a teflon tube or other rigid material, which can then remain permanently to guarantee the mechanical robustness of the optical connection .
  • the second end 4 of the measurement optical fibers 2, 3 can also be connected to a second clear optical fiber 6, in a similar manner. In this case, of course, the second end 4 of the measurement optical fibers 2, 3 is neither optically closed, nor reflective. The second end 15 of these second clear fibers can then be placed opposite a cell of the detector 9, in the manner defined above.
  • this second end can alternatively be placed near the second end 15 of the first clear fiber 16 which is connected at its first end 14 to the first end 5 of the optical fiber 2, 3 given, so that the signals from the first and second clear fibers 6 connected to the same measurement fiber 2, 3 are added by the detector. It may be necessary to evaluate the dispersion of the response of the detection channels of the device. If the characteristics of the measurement fibers 2, 3 and clear 6 are guaranteed to be little dispersed, the reproducibility of the quality of the optical bonding between them is to be studied, as well as the dispersion of the channels of the detection device. For a given radiation flux, the counting rate for each detection channel is different depending on:
  • a known part 24 of each measuring fiber 2, 3 is for example located directly upstream of its first end 5 where the measuring fiber 2, 3 is bonded to the clear fiber 6, to radiation from a radiation source at a voltage V and an intensity I, which corresponds directly to a value of the known dose f, previously measured by conventional means such as an ionization chamber (non-radio-transparent).
  • the set of surface dose values per counting unit F 0 k f / C ° k * sc, corresponding to a given fiber k, or to a fiber - multi-channel detector channel assembly, is stored in a control unit 22.
  • a control unit 22 here represents the equivalent area of the detection fiber.
  • the calibration of the optical fiber and detector channel assembly can be carried out separately by calibrating on the one hand the optical fibers by moving opposite each second end 15 of clear fiber 6 a single detector cell, for example d '' a single cell detector.
  • the calibration of the multi-cell detector channels can be carried out separately, for example by having each channel measure a given known signal.
  • the value F ° k for calibrating an optical fiber and detector channel assembly is then obtained by combining the value obtained for a single fiber and the value obtained separately for the channel opposite the detector.
  • the measurement fibers 2, 3 have known characteristics, if it is known that the radiation dose was received at a distance d from the detection part 24 of the measurement fiber k along this fiber, the count can be found that would have been measured if the detection had been carried out in this detection part 24, from the count measured at the output of the detector, using the attenuation length ⁇ att of the measurement fibers by the following formula:
  • FIG. 4 represents an embodiment of an installation implementing the method according to the invention.
  • the dosimeter 1 consists of two crossed planes of 32 scintillating fibers of 1 mm in diameter, woven in 10 mm steps, thus covering a detection surface of approximately 310 ⁇ 310 mm 2 .
  • the pitch is representative of the resolution of the mapping of the dose obtained, and the detection surface chosen is representative of the areas of investigation in this type of application, these two parameters obviously being able to be modified.
  • the scintillating fibers 2, 3 used in the .dimeter are made of doped polystyrene and double "cladding". For example, Polifi 02 44-100 "blue" fibers (POL-
  • Component 12 is here mylar of density 1.35 g / cm 3 , and composed of sheets of thickness 0.045 mm.
  • the optically insulating component 13 is here black polycarbonate, density 1.2 g / cm 3 , and made up of sheets of thickness 0.015 mm.
  • An epoxy adhesive is used to connect the measuring optical fibers 2, 3 and the sheets 12 and 13 to each other. The total thickness of the detector thus formed is approximately 2.4 mm.
  • the measuring fibers 2, 3 can also alternately be incorporated in a molding, for example in black resin.
  • Each optical fiber of measurement 2, 3, measures approximately 310 mm in length, and is bonded to a clear polystyrene fiber, for example of the simple Kurakay “cladding” type, of length approximately 1400 mm, of diameter approximately 1 mm, the first end 5 of these measuring fibers 2, 3 and first end 14 of these clear fibers 6 having been previously polished, with abrasive paper first of granularity 600P, then 1200P.
  • the clear fibers 6, which are long, can for example also be quartz fibers having a better transmission rate, PMMA (Poly Methyl Metacrilate) fibers or the like. Only one clear fiber 6 is used here per measurement fiber 2,
  • each measuring fiber 2, 3 could alternatively connect to a clear fiber at each of its ends
  • the free ends of the 64 clear fibers are grouped together on an adapter, which is a black plastic mechanical part pierced with 64 holes, with a diameter of approximately 1.05 mm in steps of 2.3 mm.
  • an 8x8 matrix of clear fibers 6 placed opposite the cells 10 of the detector 9, which is here a MAPMT 64-channel photo multiplier Hamamatsu H7546 MOD.
  • This detector has an entrance window of approximately 20x20 mm 2 .
  • each fiber may have a diameter smaller than that of the scintillating fiber 2,3, associated so that the assembly of clear fiber and sheath has a diameter. of the order of that of the associated scintillating fiber.
  • the MAPMT detector is equipped with integrated analog electronics (2 chips of 32 channels) having a sensitivity at the level of the photoelectron fraction.
  • Each electronic channel includes a programmable threshold discriminator providing a digital signal operated by counting up to a frequency of 10 MHz.
  • the flexible and light-tight dosimeter 1 is intended to be placed on the body of the person to be examined. In FIG. 4, the dosimeter is thus placed under the patient's body, between the radiation source 18 and the patient 16.
  • the dosimeter is placed facing the entry face of the beam 11 of radiation, for example of X-rays, produced by a tube 18 situated on a movable hoop not shown.
  • the emitted X-ray beam can be emitted in a pulsed manner, in which case the detection device can be synchronized by carrying out the detection for each X-ray pulse, and the calculations between two given pulses.
  • the detection device can be synchronized by carrying out the detection for each X-ray pulse, and the calculations between two given pulses.
  • the supply to the detector of a synchronous signal and likewise duration as the pulse X-ray is used to trigger the counting on 'fiber during exposure.
  • the transmitted X-ray beam can also be detected by a detector 19 which transmits the radiological information to a central unit 22.
  • the dose passing through each measuring fiber 2, 3 of the dosimeter 1, and therefore reaching the object to be examined, is transformed into optical information conveyed via clear fibers 6 to the multi-channel detector 9.
  • the signals coming from the MAPMT photomultiplier are treated here by two integrated circuits of 32 channels each. After shaping the signals, this circuit is capable of supplying sequentially (channel after channel) the charge collected on each anode of the MAPMT by a signal whose amplitude is proportional to this charge, and therefore, from the values of calibration F ° k stored in the control unit 22, at the detected radiation.
  • This output signal is digitized by an ADC (analog to digital converter), for example contained in the central unit 22, to provide information that can be displayed on the monitor 20.
  • the circuit also provides an activated logic signal at the occurrence of each photoelectron produced at the MAPMT photo cathode. Measuring the frequency of this logic signal makes it possible to measure the activity of each channel and therefore the amount of radiation picked up by each of the measuring optical fibers 2, arranged in lines in a first dosimeter direction and measuring optical fibers 3 arranged in column according to a second dosimeter direction.
  • This logic signal being the sum of signals attached to each channel, it is possible to individually measure the activity of a selected optical fiber of measurement 2, 3 by inhibiting all the channels except that selected so as to keep only the frequency corresponding to the selected measurement optical fiber. This same operation is subsequently carried out for each of the channels, which leads to the individual measurement of the dose received by each fiber.
  • a logic signal can be associated with each channel, which allows simultaneous measurement of the count on the 32 channels with each pulse of the X beam.
  • the sum on all the rows of the measured counts and the sum on all the columns of the measured counts are equal and correspond to the total intensity.
  • the calculated values are then represented on the monitor 20, this at a sufficiently high speed to ensure rapid refreshment of the data on the monitor 20.
  • the obtaining of the surface skin dose D ⁇ j being calculated in two different ways, a check of the reliability of the measurements, and of a possible failure of the dosimeter, can be carried out by comparing these two values.
  • the result obtained can be weighted by the calculation made from the frequency measurement obtained at the end of the most efficient fiber, so that this number is preponderant in the result obtained. Counting the frequency of the logic signal
  • a DSP processor Digital Signal Processor
  • a DSP processor performs the following operations: - management of the high voltage of the MAPMT, generated locally by a compact Hamamatsu CA 4900-01 module, configuration of the integrated circuits, reading of the case temperature, and communication with the 'control unit.
  • This communication with the control unit 22 consists in regularly raising the counting data so as to refresh the display of the monitor 20, to allow the user 21 to define the operating parameters, such as the mode of use, MAPMT voltage, sensitivity level of electronic cards or others.
  • the control unit 22 or the user 21 can then take into account the information displayed by the monitor 20 for the continuation of the therapy. If the dose of skin radiation accumulated in a region or over the entire extent of irradiation exceeds a certain pre-established threshold, the control unit can thus for example trigger an alarm.
  • the X-ray beam 11 may possibly be reoriented or moved by the user 21, for example in the event of movement of the person to be examined 16 on the examination table 23. This movement can be transmitted automatically to the central unit 22, or entered as a parameter by the user 21. In the event of significant displacement , it may indeed be necessary to modify the parameters specific to each measuring optical fiber 2, 3, which may have been calibrated only for a given set of positions of the radiation source.
  • FIG. 5 represents a second embodiment of an installation implementing the method according to the invention. It is here provided that the dosimeter 1 is incorporated into the examination table 23, in order to cover all the anterior posterior X-ray incidences to which the person to be examined could be subjected. The pitch of the measuring fibers 2, 3 could possibly be adapted. It is thus possible to integrate into the examination table several dosimeters located opposite the most investigated parts of the body, and connected jointly or successively to the same detection device.
  • Such a “whole body” dosimeter, integrated into the examination table and covering almost its entire surface can be used alone or coupled to additional non-integrated and used “surface” dosimeters as shown in FIG. 4.
  • Such a device could be interesting in the fields of interventional radiology and in conventional or interventional tomography.
  • Such an examination table 23 may contain several dwellings capable of receiving simultaneously or successively integrated dosimeters.

Abstract

Procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à (a) détecter le rayonnement (il) incident en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure (2), contenant au moins inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, (b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et (c) déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.

Description

DOSIMETRE TEMPS REEL RADIO-TRANSPARENT POUR LES PROCEDURES
RADIOLOGIQUES INTERVENTTONNELLES
La présente invention est relative à un procédé de mesure en temps réel de la dose de rayonnements radiologiques reçue par une région soumise à un flux de rayonnements radiologiques.
Il est important de connaître en temps réel la dose cutanée reçue par un patient lors d'examens, par exemple lors d'examens de radiologie vasculaire, ou lors d'examens de cardiologie interventionnelle, car l'irradiation cutanée peut provoquer des effets dermatologiques irréversibles qui ne sont pour l'instant constatés qu'a posteriori.
Le document EP 1 167 999 décrit un dosimètre temps réel basé sur une matrice de détecteurs au silicium. Ce dosimètre permet une cartographie de la dose reçue grâce au
, traitement du signal fourni par chacune des cellules de la matrice du détecteur, mais n'est efficace que pour des énergies de l'ordre du méga électron volt (MeV) , seuil d'énergie qui reste bien supérieur aux énergies utilisées lors d'examens radiologiques classiques. Pour les procédures de radiologie classiques, le document WO 00/62 092 décrit un dosimètre relié par une fibre optique à un détecteur. Ce dosimètre permet de déterminer pour une zone localisée très précisément, une dose de rayonnement reçue en cette zone localisée. Néanmoins, ce dispositif ne permet pas d'obtenir une cartographie détaillée de l'irradiation dans la zone soumise à examen.
Une autre technique permettant d' obtenir en temps réel la dose reçue par une zone soumise au rayonnement lors d'un examen consiste à retrouver cette zone par calcul à partir de la dose mesurée en sortie du dispositif d'émission de rayonnement. Cette méthode n'est cependant pas appropriée pour déterminer une cartographie de l'irradiation, car la géométrie de l'irradiation n'est pas fixe.
La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, on prévoit selon l'invention, un procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à :
(a) détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique,
(b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et
• (c) déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux. Grâce à ces dispositions, on obtient un signal représentatif du rayonnement transmis à travers chacune des fibres optiques et, en fonction de la localisation desdites fibres optiques, une cartographie de la dose de rayonnement transmise à la région à inspecter. Ce dosimètre est en outre radio-transparent, car les appareils de traitement du signal sont en dehors de la région à inspecter,, ce qui permet au praticien d'intervenir sans être gêné par le dosimètre.
Dans des modes de réalisations préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- au cours de l'étape (c) , on détermine une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de ladite fibre optique de mesure, et on calcule la dose de rayonnement radiologique reçue en cette position en fonction d' au moins un paramètre spécifique F°k de cette fibre optique ;
- l'au moins un paramètre F° a été obtenu par une étape préliminaire de calibration dans laquelle on a détecté en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'un détecteur de rayonnement non radio-transparent, une dose de rayonnement reçue en ce point ;
- l'étape (b) est effectuée à l'aide d'un dispositif de détection comprenant au moins une cellule, et le paramètre F°k prend en compte au moins la fibre optique et au moins une cellule du dispositif de détection associée à cette fibre ;
- le premier faisceau de fibres optiques de mesure s'étend dans une première direction et l'étape (a) est effectuée en outre à l'aide d'un deuxième faisceau de fibres optiques, contenant au moins une deuxième fibre optique de mesure, adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, et s' étendant le long d'une deuxième direction formant un angle avec la première direction ;
- les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i,j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau, à partir du rayonnement détecté par au moins la première fibre optique i parmi les fibres du premier faisceau, du rayonnement détecté par la deuxième fibre optique j , et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la deuxième fibre optique j ;
- les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i,j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau, et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau, à partir du rayonnement détecté par au moins la deuxième fibre optique j parmi les fibres du deuxième faisceau, du rayonnement détecté par la première fibre optique i, et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la première fibre optique i ; le procédé comprend en outre l'étape (d) consistant à émettre un signal d'alarme si la dose cumulée de rayonnement reçue dépasse un seuil pré-établi ; - le procédé comprend en outre l'étape (e) consistant à afficher sur un moniteur la dose de rayonnement reçue en au moins un point de la région à inspecter ; le procédé comprend en outre l'étape (f) consistant à détecter le rayonnement transmis par la région à inspecter et à afficher sur un moniteur l'image radiographique ainsi détectée ;
- l'image radiographique obtenue à l'étape (f) et l'image de la dose de rayonnement reçue obtenue à l'étape (e) sont affichées sur le même moniteur ; - au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont répétées pour plusieurs points de la région à inspecter, .permettant d'obtenir une cartographie de la dose reçue par la région à inspecter ;
- au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont répétées pour plusieurs intervalles de temps de mesure, permettant d'obtenir une variation temporelle de la dose reçue en au moins un point de la région à inspecter •
- le rayonnement est généré par une source puisée, et la répétition d'au moins les étapes (b) et (c) est synchronisée à cette source ; au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont effectuées pour au moins deux incidences de rayonnement, et les doses de rayonnement reçues déterminées à l'étape (c) pour chacune des incidences sont utilisées conjointement.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant : un dosimètre comprenant au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter,
. des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et . des moyens pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.
Ce dispositif comporte également l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes : - le signal lumineux est transmis, jusqu'à un dispositif de détection utilisé pour le mesurer, le long de la fibre optique de mesure utilisée pour détecter le rayonnement, cette fibre comportant une première extrémité, et d'au moins une fibre optique claire s' étendant depuis une première extrémité de fibre claire reliée à la première extrémité de la fibre optique de mesure, jusqu'à une deuxième extrémité de fibre claire, disposée en regard du dispositif de détection, et les moyens pour déterminer la dose de rayonnement reçue en ledit point de ladite fibre optique de mesure comprennent une unité de commande contenant des paramètres spécifiques aux fibres optiques utilisées ;
- le premier faisceau de fibres est disposé le long d' ne première direction et le dosimètre comprend en outre un deuxième faisceau de fibres optiques, comprenant au moins une deuxième fibre optique de mesure, et disposé dans une deuxième direction formant un angle avec la première direction ;
- chaque fibre optique de mesure est comprise entre deux feuillets optiquement isolants ;
- chaque fibre optique de mesure est moulée dans une résine réflective comprise entre deux feuillets optiquement isolants ; au moins un faisceau de fibres optiques est intégré dans une table.
Selon un autre aspect, l'invention concerne une installation radiologique comprenant : . un dosimètre comprenant au moins un faisceau comprenant au moins une fibre optique de mesure, placée dans une région à inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter,
. des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et
. des moyens pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux, et comportant en outre . un générateur de rayonnement, . un détecteur radiographique, et
. des moyens pour visualiser la dose de rayonnement reçue, ces moyens permettant de visualiser en outre des images radiographiques de la région à inspecter fournies par le détecteur radiographique.
Cette installation peut également comporter l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes : l'installation comprend en outre une table d' examen ;
- ledit au moins un faisceau de fibres optiques de mesure est intégré à la table d'examen ; l'installation comporte en outre au moins un dispositif supplémentaire, non intégré à la table d'examen, de mesure en temps réel d' une dose de rayonnements radiologiques absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant : au moins un premier faisceau supplémentaire comprenant au moins une première fibre optique supplémentaire de mesure, placée dans ladite région à inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux supplémentaire lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, pour détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, des moyens supplémentaires pour mesurer ledit signal lumineux supplémentaire en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure supplémentaire, et
. des moyens supplémentaires pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure supplémentaire à partir dudit signal lumineux supplémentaire.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de plusieurs de ces modes de réalisations donnés à titre d'exemples non limitatifs. L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels :
- la figure 1 représente un schéma de mise en œuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente une vue éclatée en perspective d'un exemple de dosimètre selon l'invention,
- la figure 3 représente l'étape de transmission d'informations optiques selon l'invention, - la figure 4 représente un premier mode de réalisation d'une installation mettant en œuvre le procédé selon l'invention, et
- la figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'une installation mettant en œuvre le procédé selon l'invention.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Sur la figure 1, un dosimètre 1, de forme rectangulaire ou autre, comporte des premières fibres de mesure 2, dirigées le long d'une première direction X du dosimètre, et des deuxièmes fibres optiques de mesure 3, dirigées selon une deuxième direction Y du dosimètre. Chacune de ces fibres optiques de mesure 2, 3 comprend une première extrémité 5 reliée à une fibre claire 6, et une deuxième extrémité 4 obturée optiquement, ou réfléchissante. Chacune des fibres claires 6 s'étend d'une première extrémité 14 de fibre claire 6, où elle est reliée à la première extrémité 5 de la fibre de mesure 2, 3, à une deuxième extrémité 15 de fibre claire 6, où elle est en regard d'un détecteur 9. Il est possible de monter la deuxième extrémité 15 de chacune des fibres claires 6 dans un orifice 8 respectif d'un adaptateur 7, placé en regard du détecteur 9, afin d'assurer le placement de la fibre claire 6. Le détecteur 9 peut être, par exemple, un détecteur multi cellules dont chacune des cellules 10 est placée en regard d'un des orifices 8 de l'adaptateur 7. Si un rayonnement 11, issu d'une source de rayonnement 18, traverse une fibre optique de mesure 2, 3 orientée selon la première ou la deuxième direction du dosimètre, un signal est transmis par cette fibre de mesure, puis par la fibre claire qui lui est liée, jusqu'au détecteur 9, éventuellement via les orifices 8 correspondants de l'adaptateur 7. En cas de signal faible, il peut être intéressant de rendre la deuxième extrémité 4 de la fibre optique de mesure 2, 3 réfléchissante. La fréquence des événements mesurée par le dispositif de détection permet de calculer la dose reçue par la fibre optique de mesure. La mesure d'un événement dans une première direction et du même événement selon une deuxième direction ne peuvent pas être mis en coïncidence pour évaluer en quel point cet événement a eu lieu, on préfère donc une méthode statistique telle que décrite plus loin.
Si on utilise un dispositif de détection multi canaux, tel qu'un photomultiplicateur multi anodes (MAPMT) , on est confronté en outre à une importante dispersion en gain de ses voies. Le gain de chaque voie électronique associée au MAPMT peut avoir été préalablement ajusté (une fois pour toutes, ou de façon périodique, ou avant chaque utilisation, par exemple) de manière à uniformiser le niveau de signal d'un photoélectron en fixant un niveau de seuil de discrimination identique pour toutes les voies électroniques.
La figure 2 représente un premier mode de réalisation du dosimètre selon l'invention. Un premier ensemble de fibres optiques de mesure 2, de diamètre dy, sont alignées le long d'une première direction de dosimètre X, avec un pas, par exemple constant, de Ly. Ces premières fibres optiques de mesure sont disposées entre deux feuillets d'un matériau 12, par exemple réflectif, servant à maintenir les fibres optiques. Ce composant ainsi formé, est à son tour disposé entre deux feuillets d'un matériau optiquement isolant 13. Cette opération est répétée, dans une deuxième direction de dosimètre Y, pour les deuxièmes fibres optiques de mesure 3, de diamètre dx, et espacées d'un pas Lx. Les deux composants ainsi formés sont alors superposés, par exemple de sorte que les premières fibres optiques de mesure et les deuxièmes fibres optiques de mesure forment entre elles un angle d'environ 90°. Comme représenté sur la figure 2, il est aussi possible d'enlever un des feuillets de matériau optiquement isolant 13 se situant entre les deux couches de fibres optiques de mesure. Le dosimètre ainsi constitué est totalement radio transparent, ce qui est une condition première d'utilisation d'un tel dosimètre, afin de ne pas gêner le praticien durant son intervention. Néanmoins, ces fibres de mesure ne sont pas nécessairement disposées dans deux plans séparés, et peuvent former par exemple un plan unique de fibres tissées.
La figure 3 représente le parcours de l'information optique depuis la détection par la fibre optique de mesure jusqu'au détecteur 9. Il est en particulier nécessaire de relier les fibres optiques de mesure 2, 3, en leur première extrémité 5, aux fibres claires 6 les prolongeant par exemple à l'aide de colle, ou tout autre moyen de liaison permettant de transmettre une information optique. La première extrémité 5 de chacune des fibres de mesure 2, 3, et la première extrémité 14 des fibres claires 6 sont- polies et sont mises en regard l'une de l'autre pour être collées à l'aide d'une colle optique d'indice proche du matériau utilisé dans les fibres optiques. Afin d'assurer le parfait alignement des cœurs et des « claddings » durant le collage, les deux fibres peuvent être maintenues dans un tube en téflon ou autre .matériau rigide, qui peut rester ensuite à demeure pour garantir la robustesse mécanique de la connexion optique. En la seconde extrémité 15 des fibres claires 6, au niveau de leur insertion dans les orifices 8 de l'adaptateur 7, on peut également polir et coller la surface de la deuxième extrémité 15 des fibres claires 6 émergentes afin d'assurer un couplage optique correct avec la fenêtre d'entrée plane du détecteur. La deuxième extrémité 4 des fibres optiques de mesure 2, 3 peut être aussi reliée à une deuxième fibre optique claire 6, de façon similaire. Dans ce cas, bien sûr, la deuxième extrémité 4 des fibres optiques de mesure 2, 3 n'est ni obturée optiquement, ni réfléchissante. La deuxième extrémité 15 de ces deuxièmes fibres claires peut alors être placée en regard d'une cellule du détecteur 9, de la façon définie précédemment. Pour chaque fibre de mesure 2, 3 donnée, cette deuxième extrémité peut alternativement être mise à proximité de la deuxième extrémité 15 de la première fibre claire 16 qui est reliée en sa première extrémité 14 à la première extrémité 5 de la fibre optique 2, 3 donnée, de sorte que les signaux issus des première et deuxième fibres claires 6 reliées à la même fibre de mesure 2, 3 soient additionnés par le détecteur. II peut être nécessaire d'évaluer la dispersion de la réponse des voies de détection du dispositif. Si les caractéristiques des fibres de mesure 2, 3 et claires 6 sont garanties être peu dispersées, la reproductibilité de la qualité du collage optique entre elles est à étudier, de même que la dispersion des voies du dispositif de détection. Pour un flux de rayonnement donné, le taux de comptage pour chaque voie de détection est différent en fonction de :
- la dispersion intrinsèque entre les fibres de mesure 2, 3, - la qualité du collage optique entre les fibres de mesure 2, 3 et claires 6,
- la qualité du "cladding" des fibres,
- la dispersion des voies du dispositif de détection lorsqu'on utilise un dispositif de détection multicanaux.
Pour étalonner le dispositif selon l'invention, on soumet une partie connue 24 de chaque fibre de mesure 2, 3 par exemple située directement en amont de sa première extrémité 5 où la fibre de mesure 2, 3 est collée à la fibre claire 6, à un rayonnement issu d'une source de rayonnement sous une tension V et une intensité I, ce qui correspond directement à une valeur de la dose f connue, préalablement mesurée par des moyens classiques tels une chambre à ionisation (non radio-transparents) . En mesurant la fréquence de comptage C°k en sortie du dispositif de détection, on peut ainsi établir une corrélation pour chaque fibre entre la dose reçue par la partie de détection 24 de chaque fibre de mesure k et la fréquence mesurée. Une fois la calibration effectuée, l'ensemble des valeurs de dose surfacique par unité de comptage F0 k=f/C°k*sc, correspondant à une fibre k donnée, ou à un ensemble fibre - voie de détecteur multi canal, est stocké dans une unité de commande 22. se représente ici la surface équivalente de la fibre de détection. Selon le type de détecteur utilisé, on peut éventuellement relier l'énergie mesurée ou autre, plutôt que la fréquence de comptage, à la dose reçue. Ces opérations de calibration, effectuées lors de la conception de l'installation selon l'invention, peuvent par la suite n'être effectuées qu'occasionnellement, lors d'opérations de maintenance de cette installation par exemple.
De plus, la calibration de l'ensemble fibre optique et voie de détecteur peut être effectuée séparément en calibrant d'une part les fibres optiques en déplaçant en regard de chaque deuxième extrémité 15 de fibre claire 6 une cellule de détecteur unique, par exemple d'un détecteur mono-cellulaire. D'autre part, la calibration des voies du détecteur multi-cellulaire peut être effectuée séparément, par exemple en faisant mesurer à chaque voie un signal donné connu. La valeur F°k de calibration d'un ensemble fibre optique et voie de détecteur est alors obtenue en combinant la valeur obtenue pour une fibre seule et la valeur obtenue séparément pour la voie en regard du détecteur. Cette approche permet, par exemple, de remplacer, lors de l'utilisation, l'un ou 'autre de ces deux équipements, s'il s'avérait défectueux, sans savoir à remplacer les deux.
Les fibres de mesure 2, 3 ayant des caractéristiques connues, si on sait que la dose de rayonnement a été reçue à une distance d de la partie de détection 24 de la fibre de mesure k le long de cette fibre, on peut retrouver le comptage qu'on aurait mesuré si la détection avait été effectuée en cette partie de détection 24, à partir du comptage mesuré en sortie du détecteur, à l'aide de la longueur d'atténuation λatt des fibres de mesure par la formule suivante :
-(—) Cd k = C°k e .
La figure 4 représente un mode de réalisation d'une installation mettant en œuvre le procédé selon l'invention. Le dosimètre 1 est constitué de deux plans croisés de 32 fibres scintillantes de 1 mm de diamètre, tissées au pas de 10 mm, couvrant ainsi une surface de détection d'environ 310x310 mm2. Le pas est représentatif de la résolution de la cartographie de la dose obtenue, et la surface de détection choisie est représentative des zones d'investigation dans ce type d'applications, ces deux paramètres pouvant bien évidemment être modifiés. Les fibres scintillantes 2, 3 utilisées dans le .dosimètre sont en polystyrène dopé et à double « cladding ». Par exemple on peut utiliser des fibres Polifi 02 44-100 « bleues » (POL-
HI-TECH, Italie) -de spectre d'émission centré sur 438 nanomètres (nm) , de longueur d'atténuation moyenne 500 mm, et de temps de décroissance 2, 3 nanosecondes (ns) . Il est également possible d'utiliser des fibres scintillantes Yll (175) MJ non S « vertes » (Kuraray, Japon) de spectre d'émission centré sur 500 nm, de longueur d'atténuation moyenne 900 mm, et de temps de décroissance 7,1 ns, ou tout autre type de fibre de mesure rapide, polystyrène ou non. Dans ce type d'application, le polystyrène se justifie par sa densité proche de la densité du derme, et par sa grande 'flexibilité. Le composant 12 est ici du mylar de densité l,35g/cm3, et composé de feuillets d'épaisseur 0,045 mm. Le composant optiquement isolant 13 est ici du polycarbonate noir, de densité 1,2 g/cm3, et constitué de feuillets d'épaisseur 0,015 mm. Une colle époxy est utilisée pour relier entre eux les fibres optiques de mesure 2, 3 et les feuillets 12 et 13. L'épaisseur totale du détecteur ainsi formé est d'environ 2,4 mm.
Pour obtenir une plus grande flexibilité du dosimètre, et évaluer la dose de rayonnements reçue par des régions à fort rayon de courbure, on peut utiliser des fibres de mesure 2, 3, de diamètre inférieur, et par conséquent des fibres claires 6 de taille correspondante et des orifices 8 correspondants de l'adaptateur 7. Plutôt que d'être collées entre des feuillets, les fibres de mesure 2, 3 peuvent aussi alternativement être incorporées dans un moulage par exemple en résine noire.
Chaque fibre optique de mesure 2, 3, mesure environ 310 mm de longueur, et est collée à une fibre claire en polystyrène, par exemple de type Kurakay simple « cladding », de longueur environ 1400 mm, de diamètre environ 1 mm, les première extrémité 5 de ces fibres de mesure 2, 3 et première extrémité 14 de ces fibres claires 6 ayant été préalablement polies, avec du papier abrasif tout d'abord de granularité 600P, puis 1200P. Les fibres claires 6, qui sont longues, peuvent par exemple être aussi des fibres en quartz possédant un meilleur taux de transmission, des fibres en PMMA (Poly Méthyl Métacrilate) ou autre. On utilise ici une seule fibre claire 6 par fibre de mesure 2,
3, mais on pourrait alternativement relier chaque fibre de mesure 2, 3 à une fibre claire en chacune de ses extrémités
4, 5, comme expliqué précédemment. Les extrémités libres des 64 fibres claires sont regroupées sur un adaptateur, qui est une pièce mécanique en plastique noir percée de 64 trous, de diamètre environ 1,05 mm au pas de 2,3 mm. On peut ainsi obtenir une matrice 8x8 de fibres claires 6 placées en regard des cellules 10 du détecteur 9, qui est ici un photo multiplicateur MAPMT 64 voies Hamamatsu H7546 MOD. Ce détecteur a une fenêtre d'entrée d'environ 20x20 mm2. Pour réaliser l'étanchéité à la lumière des fibres claires 6, si celles-ci ne sont pas isolées optiquement, on peut les envelopper dans un gainage en polycarbonate noir, ou en polyéthylène noir, ou équivalent. Dans ce cas, chaque fibre peut avoir un diamètre inférieur à celui de la fibre scintillante 2,3, associée de sorte que l'ensemble fibre claire et gaine présente un diamètre . de l'ordre de celui de la fibre scintillante associée. Le détecteur MAPMT est équipé d'une électronique analogique intégrée (2 chips de 32 voies) ayant une sensibilité au niveau de la fraction de photoélectron. Chaque voie électronique comporte un discriminateur à seuil programmable fournissant un signal digital exploité par comptage jusqu'à une fréquence de 10 MHz. Le dosimètre 1 souple et étanche à la lumière est destiné à être placé sur le corps de la personne à examiner. Sur la figure 4, le dosimètre est ainsi placé sous le corps du patient, entre la source de rayonnement 18 et le patient 16. Le dosimètre est placé en regard de la face d'entrée du faisceau 11 de rayonnement, par exemple de rayons X, produits par un tube 18 situé sur un arceau mobile non représenté. Le faisceau de rayons X émis peut être émis de façon puisée, auquel cas on peut synchroniser le dispositif de détection en effectuant la détection pour chaque pulsation de rayons X, et les calculs entre deux pulsations données. Par exemple, lors d'un examen en radiologie interventionnelle réalisé avec un appareil à rayons X et fonctionnant en mode puisé, de durée d'impulsion environ 7 ms répétées toutes les 40 ms, la fourniture au détecteur d'un signal synchrone et de même durée que l'impulsion de rayons X, permet de déclencher le comptage sur les' fibres durant l'exposition. Le temps disponible entre les prises de données (et les irradiations) est alors dévolu à la lecture des registres de comptage individuels, au stockage des données, au calcul de la dose surfacique reçue en chaque point (i, j) du dosimètre et donc de l'organe irradié, et à la mise à jour de l'affichage. Si le • faisceau de rayons X est émis de façon continue, on peut effectuer quand même la détection pendant un temps t et les calculs pendant un temps tc de manière périodique, de période T = td + tc, et calculer la radiation totale en rapportant la dose reçue calculée pendant la durée t à la dose reçue pendant la durée T, par exemple par une simple règle de proportionnalité.
Le faisceau de rayons X transmis peut- de plus être détecté par un détecteur 19 qui transmet l'information radiologique à une unité centrale 22. De plus, la dose traversant chaque fibre de mesure 2, 3 du dosimètre 1, et donc atteignant l'objet à examiner, est transformée en une information optique véhiculée par l'intermédiaire des fibres claires 6 jusqu'au détecteur multi canal 9. Les signaux provenant du photomultiplicateur MAPMT sont ici traités par deux circuits intégrés de 32 voies chacun. Après mise en forme des signaux, ce circuit est capable de fournir de façon séquentielle (voie après voie) la charge récoltée sur chaque anode du MAPMT par un signal dont l'amplitude est proportionnelle à cette charge, et donc, à partir des valeurs de calibration F°k stockées- dans l'unité de commande 22, au rayonnement détecté. Ce signal de sortie est numérisé par un ADC (analog to digital converter) , par exemple contenu dans l'unité centrale 22, pour fournir une information affichable sur le moniteur 20. Le circuit fournit également un signal logique activé à l'occurrence de chaque photoélectron produit à la photo cathode du MAPMT. La mesure de la fréquence de ce signal logique permet de mesurer l'activité de chaque voie et par conséquent la quantité de rayonnement captée par chacune des fibres optiques de mesure 2, disposées en lignes selon une première direction de dosimètre et des fibres optiques de mesure 3 disposées en colonne selon une deuxième direction de dosimètre. Ce signal logique étant la somme de signaux attachés à chaque voie, on peut mesurer individuellement l'activité d'une fibre optique de mesure 2, 3 sélectionnée en inhibant toutes les voies sauf celle sélectionnée de façon à ne conserver que la fréquence correspondant à la fibre optique de mesure sélectionnée. Cette même opération est par la suite réalisée pour chacune des voies, ce qui conduit à la mesure individuelle de la dose reçue par chaque fibre.
Alternativement, on peut associer un signal logique à chaque voie, ce qui permet la mesure simultanée du comptage sur les 32 voies à chaque impulsion du faisceau X.
A partir des fréquences L± et Cj mesurées respectivement par la ligne i et la colonne j du dosimètre, on obtient une première estimation de la dose Dj surfacique reçue au point de coordonnées (i, j) du dosimètre par la formule suivante:
L- C, " ~ F,° ∑C» où dij est la distance de la fibre j par rapport à la première extrémité de la fibre i.
Par symétrie, on peut obtenir une deuxième estimation de la dose surfacique D±j reçue au même point par la formule suivante :
C L — 1 F] ∑Lk où dj± représente la distance de la fibre i par rapport à la première extrémité de la fibre j .
Bien entendu, durant une mesure, la somme sur toutes les lignes des comptages mesurées et la somme sur toutes les colonnes des comptages mesurées sont égales et correspondent à l'intensité totale.
On peut utiliser l'une, l'autre, ou une moyenne pondérée de ces deux valeurs pour estimer la dose surfacique reçue au point (i, j) considéré. Les valeurs calculées sont ensuite représentées sur le moniteur 20, ceci à une vitesse suffisamment élevée pour assurer un rafraîchissement rapide des données sur le moniteur 20. De plus, l'obtention de la dose cutanée surfacique D^j étant calculée de deux manières différentes, un contrôle de la fiabilité des mesures, et d'une éventuelle défaillance du dosimètre, peut être effectué en comparant ces deux valeurs. Si par la suite, on souhaite utiliser dans une des directions du dosimètre des fibres de mesure de meilleure qualité, en gardant des fibres de mesure de qualité inférieure dans la deuxième direction, afin de ne pas augmenter les coûts de production de manière significative, on peut pondérer le résultat obtenu par le calcul effectué à partir de la mesure de fréquence obtenue à l'issue de la fibre la plus performante, afin que ce nombre soit prépondérant dans le résultat obtenu. Le comptage de la fréquence du signal logique
(directement lié à la dose reçue par chaque fibre optique de mesure) est réalisé dans un circuit de type FPGA (Field Programmable Gâte Array) . Un processeur DSP (Digital Signal Processor) assure les opérations suivantes : - gestion de la haute tension du MAPMT, générée localement par un module compact Hamamatsu CA 4900-01, configuration des circuits intégrés, lecture de la température du boîtier, et communication avec l'unité de commande. Cette communication avec l'unité de commande 22 consiste à remonter régulièrement les données de comptage de manière à rafraîchir l'affichage du moniteur 20, de permettre à l'utilisateur 21 de définir les paramètres de fonctionnement, tels que le mode d'utilisation, la tension du MAPMT, le niveau de sensibilité des cartes électroniques ou autres.
Il est ainsi possible à l'utilisateur 21 de suivre en temps réel sur le moniteur 20 la cartographie de la dose cutanée de rayonnement, en tant que dose cumulée ou que débit instantané pour chaque zone exposée. L'unité de commande 22 ou l'utilisateur 21 pourront alors prendre en compte les informations affichées par le moniteur 20 pour la suite de la thérapie. Si la dose de rayonnement cutané cumulée en une région ou sur toute l'étendue d'irradiation dépasse un certain seuil pré-établi, l'unité de commande pourra ainsi par exemple déclencher une alarme. Au cours de l'opération, le faisceau de rayons X 11 pourra éventuellement être réorienté ou déplacé par l'utilisateur 21, par exemple en cas de mouvement de la personne à examiner 16 sur la table d'examen 23. Ce mouvement peut être transmis automatiquement à l'unité centrale 22, ou entré comme paramètre par l'utilisateur 21. En cas de déplacement important, il peut en effet être nécessaire de modifier les paramètres propres à chaque fibre optique de mesure 2, 3, qui peuvent n'avoir été calibrées que pour un ensemble de positions donné de la source de rayonnements.
De plus, les doses de rayonnement reçues pourront être couplées à une base de données permettant un suivi à long terme de la personne à examiner, et une étude des éventuels effets de son exposition aux rayonnements, avec un repérage précis de la zone irradiée par rapport à l'anatomie de la personne à examiner, lors de chaque opération. La figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'une installation mettant en œuvre le procédé selon l'invention. Il est ici prévu que le dosimètre 1 soit incorporé dans la table d'examen 23, afin de couvrir toutes les incidences postéro antérieures de rayons X auxquels la personne à examiner pourrait être soumise. Le pas des fibres de mesure 2, 3 pourra éventuellement être adapté. On peut ainsi intégrer dans la table d'examen plusieurs dosimètres situés en regard des parties du corps les plus investiguées, et reliées conjointement ou successivement à un même dispositif de détection. Un tel dosimètre « corps entier », intégré à la table d'examen et couvrant la quasi-totalité de sa surface peut être utilisé seul ou couplé à des dosimètres « de surface » additionnels non intégrés et utilisés tels que représentés dans la figure 4. Un tel dispositif pourrait être intéressant dans les domaines de la radiologie interventionnelle et en tomographie conventionnelle ou interventionnelle. Une telle table d'examen 23 pourra contenir plusieurs logements susceptibles de recevoir simultanément ou successivement des dosimètres intégrés .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à :
(a) détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure (2), contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique,
(b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et (c) déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel au cours de l'étape (c) , on détermine une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de ladite fibre optique de mesure (2), et on calcule la dose de rayonnement radiologique reçue en cette position en fonction d'au moins un paramètre spécifique F° de cette fibre optique.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'au moins un paramètre F°k a été obtenu par une étape préliminaire de calibration dans laquelle on a détecté en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'un détecteur de rayonnement non radio-transparent, une dosé de rayonnement reçue en ce point.
4. Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3 dans lequel l'étape (b) est effectuée à l'aide d'un dispositif de détection comprenant au moins une cellule, et dans lequel le paramètre F°k prend en compte au moins la fibre optique et au moins une cellule du dispositif de détection associée à cette fibre.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier faisceau de fibres optiques de mesure s'étend dans une première direction et dans lequel l'étape (a) est effectuée en outre à l'aide d'un deuxième faisceau de fibres optiques, contenant au moins une deuxième fibre optique de mesure (3), adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, et s' étendant le long d'une deuxième direction formant un angle avec la première direction.
6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i,j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau (2) et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau (3) , à partir du rayonnement détecté par au moins la première fibre optique i (2) parmi les fibres du premier faisceau, du rayonnement détecté par la deuxième fibre optique j (3) , et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la deuxième fibre optique j .
7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i,j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau (2) , et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau (3) , à partir du rayonnement détecté par au moins la deuxième fibre optique j (3) parmi les fibres du deuxième faisceau, du rayonnement détecté par la première fibre optique i (2) , et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la première fibre optique i.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre l'étape (d) consistant à émettre un signal d'alarme si la dose cumulée de rayonnement reçue dépasse un seuil pré-établi.
9. Procédé selon l'une quelconque • des revendications précédentes comprenant en outre l'étape (e) consistant à afficher sur un moniteur (20) la dose de rayonnement reçue en au moins un point de la région à inspecter.
10. Procédé selon la revendication 9 comprenant en outre l'étape (f) consistant à détecter le rayonnement transmis par la région à inspecter et à afficher sur un moniteur (20) l'image radiographique ainsi détectée.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'image radiographique obtenue à l'étape (f) et l'image de la dose de rayonnement reçue obtenue à l'étape (e) sont affichées sur le même moniteur (20) .
12. Procédé . selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont répétées pour plusieurs points de la région à inspecter, permettant d'obtenir une cartographie de la dose reçue par la région à inspecter.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont répétées pour plusieurs intervalles de temps de mesure, permettant d'obtenir une variation temporelle de la dose reçue en au moins un point de la région à inspecter.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le rayonnement est généré par une source puisée (18), et la répétition d'au moins les étapes (b) et (c) est synchronisée à cette source.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins les étapes (a) , (b) et (c) sont effectuées pour au moins ' deux incidences de rayonnement, et où les doses de rayonnement reçues déterminées à l'étape (c) pour chacune des incidences sont utilisées conjointement.
16. Dispositif de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant : un dosimètre comprenant au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure (2), contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter, . des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et
. des moyens pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.
17. Dispositif selon la revendication 16 dans lequel le signal lumineux est transmis, jusqu'à un dispositif de détection (9) utilisé pour le mesurer, le long de la fibre optique de mesure (2) utilisée pour détecter le rayonnement, cette fibre (2) comportant une première extrémité (5), et d'au moins une fibre optique claire (6) s' étendant depuis une première extrémité (14) de fibre claire reliée à la première extrémité (5) de la fibre optique de mesure (2), jusqu'à une deuxième extrémité (15) de fibre claire, disposée en regard du dispositif de détection (9), et dans lequel les moyens pour déterminer la dose de rayonnement reçue en ledit point de ladite fibre optique de mesure comprennent une unité de commande (22) contenant des paramètres spécifiques aux fibres optiques utilisées .
18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17 dans lequel le premier faisceau de fibres est disposé le long d'une première direction et dans lequel le dosimètre comprend en outre un deuxième faisceau de fibres optiques, comprenant au moins une deuxième fibre optique de mesure
(3) , et disposé dans une deuxième direction formant un angle avec la première direction.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel chaque fibre optique de mesure (2, 3) est comprise entre deux feuillets optiquement isolants (13) .
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18 dans lequel chaque fibre optique de mesure (2, 3) est moulée dans une résine réflective comprise entre deux feuillets optiquement isolants (13) .
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, dans lequel au moins un faisceau de fibres optiques est intégré dans une table.
22. Installation radiologique comprenant : un dosimètre comprenant au moins un faisceau comprenant au moins une fibre optique de mesure (2, 3) , placée dans une région à inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter,
. des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et
. des moyens pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux, et comportant en outre un générateur de rayonnement (18), un détecteur radiographique (19) , et des moyens (20) pour visualiser la dose de rayonnement reçue, ces moyens permettant de visualiser en outre des images radiographiques de la région à inspecter fournies par le détecteur radiographique (19) .
23. Installation selon la revendication 22 comprenant en outre une table d'examen (23).
24. Installation selon la revendication 23, dans laquelle ledit au moins un faisceau de fibres optiques de mesure est intégré à la table d'examen (23).
25. Installation selon la revendication 24, comportant en outre au moins un dispositif supplémentaire, non intégré à la table d'examen (23), de mesure en temps réel d'une dose de rayonnements radiologiques absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant : au moins un premier faisceau supplémentaire comprenant au moins une première fibre optique supplémentaire de mesure (2, 3) , placée dans ladite région à inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux supplémentaire lorsqu' elle reçoit un rayonnement radiologique, pour détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, . des moyens supplémentaires pour mesurer ledit signal lumineux supplémentaire en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure supplémentaire, et des moyens supplémentaires pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure supplémentaire à partir dudit signal lumineux supplémentaire.
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