FR2496934A1

FR2496934A1 - Axial transverse X=ray tomographic scanner with digital filter - uses X=ray source rotated round body to produce views of transverse section from discrete sequence produced from detector array

Info

Publication number: FR2496934A1
Application number: FR8026911A
Authority: FR
Inventors: Jean Ricodeau; Henri Rougeot
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1982-06-25

Abstract

The tomographic appts. provides a transverse section of a solid body by measuring the attenuation of a thin x-ray beam emitted from different angles round the body. The x-ray tube is rotated round the test body, emitting x-rays in a in a flat beam. The intensity of the beam transmitted through the body is measured by a detector array. A multiplexer converts the detected intensities into a sequential discrete time sequence. A digital filter and logarithmic converter combine to reconstruct the image of the body using a spreading algorithm. The reconstructed signal is applied to a cathode ray tube controller for display, and may also be recorded on disc or tape for later replay. A transversal filter is used to provide convolution filtering.

Description

APPAREIL DE TOMOGRAPHIE AXIALE TRANSVERSE
A CALCULATEUR ANALOGIQUE
La présente invention concerne un appareil de tomographie axiale transverse à calculateur analogique.TRANSVERSE AXIAL TOMOGRAPHY APPARATUS
WITH ANALOGUE CALCULATOR
The present invention relates to a transverse axial tomography device with analog computer.

La tomographie axiale transverse permet d'obtenir une image nette de la section transversale d'un corps. Transverse axial tomography provides a clear image of the cross section of a body.

Pour cela, il est nécessaire:
- d'une part, de mesurer l'intensité d'un faisceau de rayons X en éventail ayant traversé cette section, et de répéter cette mesure pour différentes positions angulaires du tube à rayons X et des détecteurs mesurant l'intensité du faisceau par rapport au corps à observer;
- d'autre part, à partir de ces mesures de reconstruire l'image nette de la section en utilisant un algorithme mathématique qui conduit à superposer les images élémentaires correspondant aux mesures faites pour chaque position angulaire, après avoir corrigé ces mesures.For this it is necessary:
- on the one hand, to measure the intensity of a fan-shaped X-ray beam having passed through this section, and to repeat this measurement for different angular positions of the X-ray tube and detectors measuring the intensity of the beam relative to to the body to be observed;
- on the other hand, from these measurements to reconstruct the sharp image of the section using a mathematical algorithm which leads to superimposing the elementary images corresponding to the measurements made for each angular position, after having corrected these measurements.

La reconstruction de l'image est généralement réalisée à l'aide d'un calculateur numérique, qui donne de très bons résultats, mais qui présente l'inconvénient d'être coûteux puisqutil représente à lui seul environ le tiers du prix total de l'appareil de tomographie. The reconstruction of the image is generally carried out using a digital computer, which gives very good results, but which has the disadvantage of being expensive since it alone represents around a third of the total price of the tomography machine.

C'est pourquoi il a été envisagé dans de nombreuses publications de remplacer le calculateur numérique par un calculateur analogique moins coûteux. C'est le cas par exemple dans l'article intitulé "Analog reconstruction methods for transaxial tomography", publié aux noms de H.H. BARRET et W. SWINDELL, dans la revue "Procedings of the I.E.E.E. ", volume 65, numéro 1, de Janvier 1977, pages 89 à 107. This is why it has been envisaged in numerous publications to replace the digital computer with a less expensive analog computer. This is the case for example in the article entitled "Analog reconstruction methods for transaxial tomography", published in the names of HH BARRET and W. SWINDELL, in the review "Procedings of the IEEE", volume 65, number 1, of January 1977, pages 89 to 107.

Dans ces publications, la correction des mesures est réalisée par un dispositif de filtrage optique et la superposition des images élémentaires se fait en utilisant un film photographique. In these publications, the correction of the measurements is carried out by an optical filtering device and the superimposition of the elementary images is done using a photographic film.

Les appareils ainsi obtenus ont essentiellement pour incon vénients le fait que les dispositifs de filtrage optique sont encombrants et le fait que l'utilisation de film photographique empêche de fonctionner en temps réel. The main disadvantages of the apparatus thus obtained are that the optical filtering devices are bulky and the fact that the use of photographic film prevents operation in real time.

On connaît également, par l'article intitulé "A new method for cross-sectional imaging using-X - rays" publié au nom de R.J. We also know, by the article entitled "A new method for cross-sectional imaging using-X - rays" published in the name of R.J.

GELUK dans la revue "Optical acta", volume 26, numéro 11, 1979, pages 1367 à 1376, un appareil de tomographie axiale transverse à calculateur analogique qui peut fonctionner en temps réel car la superposition des images élémentaires s'y fait en utilisant un tube à mémoire. Par contre, la correction des mesures est réalisée de façon habituelle par un dispositif de filtrage optique qui est très encombrant car il comporte notamment deux photomultiplicateurs.GELUK in the review "Optical acta", volume 26, number 11, 1979, pages 1367 to 1376, a transverse axial tomography device with analog computer which can operate in real time because the superimposition of elementary images is done using a memory tube. On the other hand, the correction of the measurements is carried out in the usual way by an optical filtering device which is very bulky because it notably comprises two photomultipliers.

La présente invention concerne un appareil de tomographie axiale transverse à calculateur- analogique qui ne présente pas les inconvénients des appareils de l'art antérieur. L'appareil selon l'invention permet notamment de fonctionner en temps réel et n'utilise pas de dispositif de filtrage optique mais un filtre électrique, un filtre transversal à transfert de charge plus précisément, qui est peu encombrant et peu coûteux. The present invention relates to a transverse axial tomography device with analog-computer which does not have the drawbacks of the devices of the prior art. The apparatus according to the invention makes it possible in particular to operate in real time and does not use an optical filtering device but an electric filter, a transverse charge transfer filter more precisely, which is compact and inexpensive.

La présente invention concerne un appareil de tomographie axiale transverse à calculateur analogique, qui utilise pour la reconstruction de l'image de la section transversale d'un corps l'algorithime d'épandage filtré par convolution et qui comporte:
- un tube à rayons X qui émet un faisceau de faible épaisseur traversant ladite section;
- au moins un détecteur de l'intensité du faisceau de rayons X;
- des moyens fournissant à intervalles réguliers des mesures de l'intensité du faisceau, ces moyens fournissant, pour chaque section examinée::
M M séries de N mesures, Il à IN, de l'intensité du faisceau ayant traversé le corps, les N mesures de chaque série étant réalisées en des points, rl à rN, alignés et régulièrement espacés et les M séries de N mesures correspondant aux M positions angulaires, 01 à #M' distinctes du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps;
des mesures de- l'intensité 10 du rayonnement n'ayant pas traversé le corps qui sont intercalées entre deux séries de N mesures successives;
- un convertisseur logarithmique qui fournit pour chaque mesure Ii de l'intensité du faisceau la grandeur:Ln (IO / Ii);
- au moins, un filtre transversal à transfert de charge, relié à la sortie du convertisseur, qui réalise, pour chaque section examinée, le filtrage par convolution, tel qu'il est défini par l'algorithme, des M séries de N grandeurs Ln (lo / = p (ri, c) avec i = 1 à N et k = 1 à M, ce filtre fournissant, pour chaque section examinée M séries de N grandeurs p#(r1, j
- au moins, un dispositif de projection sur une surface photosensible, pour chaque section examinée, de M séries de N lignes lumineuses dont la luminance est proportionnelle aux valeurs des M séries de N grandeur p + (ri, Qc) élaborées par le filtre pour cette section, la géométrie des lignes reproduisant celle du trajet à travers la section du rayonnement X dont l'intensité a été mesurée et le mouvement relatif de rotation du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps à observer se faisant en synchronisme avec le mouvement de rotation du dispositif de projection par rapport à la surface photosensible, ce disp#ositif réalisant l'épandage tel qu'il est défini par l'algorithme d'épandage filtré par convolution.The present invention relates to a transverse axial tomography device with analog computer, which uses for the reconstruction of the image of the cross section of a body the spreading algorithm filtered by convolution and which comprises:
- an X-ray tube which emits a thin beam passing through said section;
- at least one detector of the intensity of the X-ray beam;
- means providing regular measurements of the beam intensity, these means providing, for each section examined:
MM series of N measurements, Il to IN, of the intensity of the beam having passed through the body, the N measurements of each series being carried out at points, r1 to rN, aligned and regularly spaced and the M series of N measurements corresponding to the M angular positions, 01 to #M 'distinct from the X-ray tube and the detectors relative to the body;
measurements of the intensity 10 of the radiation which has not passed through the body which are inserted between two series of N successive measurements;
- a logarithmic converter which provides for each measurement Ii of the beam intensity the quantity: Ln (IO / Ii);
- at least one transverse charge transfer filter, connected to the output of the converter, which performs, for each section examined, convolution filtering, as defined by the algorithm, of the M series of N quantities Ln (lo / = p (ri, c) with i = 1 to N and k = 1 to M, this filter providing, for each section examined M series of N quantities p # (r1, j
- at least one device for projecting onto a photosensitive surface, for each section examined, M series of N light lines, the luminance of which is proportional to the values of the M series of N magnitude p + (ri, Qc) produced by the filter for this section, the geometry of the lines reproducing that of the path through the X-ray section whose intensity has been measured and the relative movement of rotation of the X-ray tube and the detectors relative to the body to be observed being in synchronism with the rotational movement of the projection device relative to the photosensitive surface, this device performing the spreading as defined by the spreading algorithm filtered by convolution.

D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent:
- La figure 1, le schéma d'un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention;
- La figure 2, l'allure des lignes obtenues sur l'écran du tube à rayons cathodiques que comporte l'appareil selon l'invention dans un de ses modes de réalisation;
- Les figures 3a, h, et c, les tensions de commande du tube à rayons cathodiques que comporte l'appareil selon l'invention dans un de ses modes de réalisation .Other objects, characteristics and results of the invention will emerge from the following description given by way of nonlimiting example and illustrated by the appended figures which represent:
- Figure 1, the diagram of an embodiment of the apparatus according to the invention;
- Figure 2, the shape of the lines obtained on the screen of the cathode ray tube that comprises the apparatus according to the invention in one of its embodiments;
- Figures 3a, h, and c, the control voltages of the cathode ray tube that includes the device according to the invention in one of its embodiments.

Sur les différentes figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments, mais, pour des raisons de clarté, les cotes et proportions des divers éléments ne sont pas respectées. In the different figures, the same references designate the same elements, but, for reasons of clarity, the dimensions and proportions of the various elements are not observed.

La figure 1 représente le schéma d'un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention. FIG. 1 represents the diagram of an embodiment of the apparatus according to the invention.

Un faisceau de rayon X, en éventail et de faible épaisseur, est produit par un tube à rayons X 1, suivi par un écran porteur d'une fente longitudinale qui n'est pas représenté sur la figure. Les contours du faisceau, repéré par 2, sont représentés en pointillés sur la figure. A thin, fan-shaped X-ray beam is produced by an X-ray tube 1, followed by a screen carrying a longitudinal slit which is not shown in the figure. The contours of the beam, identified by 2, are shown in dotted lines in the figure.

La zone du corps à observer 3 qui est traversée par l'éventail correspond à la section transversale à visualiser. The area of the body to be observed 3 which is crossed by the fan corresponds to the cross section to be viewed.

Une rangée de détecteurs 4, alignés selon un axe r' r, intercepte l'éventail de rayons X:
- N détecteurs, Dl à DN, fournissent des mesures, Il à IN, de l'intensité du faisceau ayant traversé le corps et arrivant aux points r1 à rN de l'axe r' r;
- un détecteur Do fournit la mesure Io de l'intensité du faisceau ne traversant pas le corps.A row of detectors 4, aligned along an axis r 'r, intercepts the range of X-rays:
- N detectors, Dl to DN, provide measurements, Il to IN, of the intensity of the beam having passed through the body and arriving at the points r1 to rN of the axis r 'r;
- a detector Do provides the measurement Io of the intensity of the beam not crossing the body.

Pour la détection, on peut utiliser, par exemple:
- des détecteurs à gaz;
- un scintillateur suivi d'une "barrette" de photo-diodes ou d'une rangée de photo-multiplicateurs;
- un intensificateur d'images radiologiques suivi d'une "barrette" de photo-diodes.For detection, one can use, for example:
- gas detectors;
- a scintillator followed by a "strip" of photo-diodes or a row of photo-multipliers;
- an intensifier of radiological images followed by a "strip" of photo-diodes.

Pour obtenir l'image d'une section, il faut effectuer les mesures 10 et Il à IN de l'intensité du rayonnement X pour M positions angulaires distinctes, Cbl à XMX du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps. To obtain the image of a section, measurements 10 and II to IN of the intensity of the X-ray must be made for M distinct angular positions, Cbl to XMX of the X-ray tube and of the detectors relative to the body.

Sur la figure, une flèche incurvée indique le mouvement de rotation relatif du tube et des détecteurs par rapport au corps. In the figure, a curved arrow indicates the relative rotational movement of the tube and the detectors relative to the body.

L'appareil est représenté sur la figure dans une position angulaire Qc quelconque. The apparatus is shown in the figure in any angular position Qc.

La position angulaire Xk est repérée par l'angle jk entre les axes r y et Y' Y. Les axes x' x et r Y et les axes X' X et Y' Y sont orthogonaux. Les axes x' x et y' y servent de référence et l'axe Y' Y passe par le centre du tube à rayons X. The angular position Xk is identified by the angle jk between the axes r y and Y 'Y. The axes x' x and r Y and the axes X 'X and Y' Y are orthogonal. The x 'x and y' y axes serve as a reference and the Y 'Y axis passes through the center of the X-ray tube.

L'appareil selon l'invention utilise pour la reconstruction de l'image l'algorithme d'épandage filtré par convolution. The apparatus according to the invention uses for the reconstruction of the image the spreading algorithm filtered by convolution.

On connaît cet algorithme par l'article publié dans# la revue "Physical medical biological", en 1976, volume 21, numéro 5, pages 707, 710, 713 et 714 et intitulé : "Principles of computer assisted tomography
On va rappeler brièvement les opérations essentielles à réaliser pour la mise en oeuvre de cet algorithme et qui sont le filtrage par convolution et l'épandage - on pose p(r1,l'épandage #4) = Ln (#0 / Ii) avec i = 1 à N et k = 1 à M-::
- le filtrage par convolution tel qu'il est défini par l'algorithme conduit à faire correspondre à chaque valeur p (r , ,# une valeur

This algorithm is known from the article published in # the journal "Physical medical biological", in 1976, volume 21, number 5, pages 707, 710, 713 and 714 and entitled: "Principles of computer assisted tomography
We will briefly recall the essential operations to be carried out for the implementation of this algorithm and which are convolution filtering and spreading - we set p (r1, spreading # 4) = Ln (# 0 / Ii) with i = 1 to N and k = 1 to M- ::
- convolution filtering as defined by the algorithm leads to correspond to each value p (r,, # a value

avec j impair et tel que (i -j) soit impair;
avec w = 1 / 2 kM L kM représentant la fréquence spatiale maximale choisie et w représentant la distance (ri+l - ri) entre deux détecteurs successifs sur l'axe r' r;
- l'épandage tel qu'il est défini par l'algorithme s'écrit:

with j odd and such that (i -j) is odd;
with w = 1/2 kM L kM representing the maximum spatial frequency chosen and w representing the distance (ri + l - ri) between two successive detectors on the axis r 'r;
- spreading as defined by the algorithm is written:

représente la répartition selon les coordonnées x et y du coefficient d'atténuation des rayons X dans la section transversale à visualiser.

represents the distribution according to the x and y coordinates of the attenuation coefficient of the X-rays in the cross section to be viewed.

Si on tient compte du bruit dont sont entachées les mesures r
I1 ... IN et du fait que le générateur de rayons X n'est pas placé à l'infini - voir à ce sujet l'article "Reconstruction from divergent ray data", publié en janvier 75 par "The State University of New York at
Buffalo- Departement of Computer Science", la fonction de filtrage

If we take into account the noise tainted by the measurements r
I1 ... IN and the fact that the X-ray generator is not placed at infinity - see on this subject the article "Reconstruction from divergent ray data", published in January 75 by "The State University of New York at
Buffalo-Department of Computer Science ", the filtering function

.a (i - j) est une fonction de (i-j). .a (i - j) is a function of (i-j).

On a alors à réaliser une fonction de filtrage possédant des coefficient positifs et des coefficients négatifs, de diverses valeurs. We then have to perform a filtering function having positive coefficients and negative coefficients, of various values.

Des moyens 5 sont reliés aux détecteurs et fournissent à intervalles réguliers des mesures de l'intensité du faisceau. Means 5 are connected to the detectors and provide measurements of the intensity of the beam at regular intervals.

Pour chaque section examinée, ces moyens fournissent:
- M séries de N mesures, I1 à IN où M est de l'ordre de 180 et
N de l'ordre de 300;
- des mesures, Io, qui sont intercalées entre deux séries de N mesures successives.For each section examined, these means provide:
- M series of N measurements, I1 to IN where M is of the order of 180 and
N of the order of 300;
- measurements, Io, which are inserted between two series of N successive measurements.

Ces moyens peuvent être constitués par un multiplexeur relié aux détecteurs Do et D1 à DN ou par un registre à décalages à transfert de charges. These means can be constituted by a multiplexer connected to detectors Do and D1 to DN or by a shift register with charge transfer.

Sur la figure 1, on a représenté, de façon symbolique, le signal en sortie des moyens 5 sur la connexion reliant ces moyens au reste de l'appareil. In Figure 1, there is shown, symbolically, the signal output from the means 5 on the connection connecting these means to the rest of the device.

A la sortie des moyens 5 se trouve relié un convertisseur logarithmique 6 qui fournit pour chaque mesure Ii de l'intensité du faisceau la grandeur: Ln (Io / Ii)-
Ce convertisseur peut être réalisé par un amplificateur opérationnel comportant une diode entre son entrée négative et sa sortie.At the output of the means 5 is connected a logarithmic converter 6 which provides for each measurement Ii of the beam intensity the quantity: Ln (Io / Ii) -
This converter can be produced by an operational amplifier comprising a diode between its negative input and its output.

Ce convertisseur peut aussi réaliser, en plus, des corrections portant sur la linéarité des détecteurs. This converter can also carry out, in addition, corrections relating to the linearity of the detectors.

A la sortie du convertisseur est relié un filtre transversal à transfert de charge 7. At the output of the converter is connected a transverse charge transfer filter 7.

Les filtres transversaux à transfert de charge sont maintenant bien connus ; ils sont décrits, par exemple, dans l'ouvrage de C.H. Transverse charge transfer filters are now well known; they are described, for example, in the work of C.H.

SEQUIN et M.F. TOMPSETT intitulé "Charge transfer devices", pages 216 à 227.SEQUIN and M.F. TOMPSETT entitled "Charge transfer devices", pages 216 to 227.

Le filtre 7 réalise le filtrage tel qu'il est défini par la relation
III précédente.The filter 7 performs the filtering as defined by the relation
III previous.

Pour chaque section examinée, il fait correspondre aux M séries de N grandeurs Ln (lo / Ii) = p (ri, ~ < ), avec i = 1 à N et k = là
M, M séries de N grandeurs P# (ri, #k)
Le nombre de mesures I0 séparant deux séries de mesures successives I1 à IN doit être au moins égal au nombre n d'électrodes de pondération, coupées en deux parties, du filtre transversal à transfert de charge 6. Ainsi, on ne trouve jamais simultanément dans le filtre 6 des grandeurs Ln (lo / Ii) se rapportant à deux séries de mesures successives.For each section examined, it corresponds to the M series of N quantities Ln (lo / Ii) = p (ri, ~ <), with i = 1 to N and k = there
M, M series of N quantities P # (ri, #k)
The number of measurements I0 separating two successive series of measurements I1 to IN must be at least equal to the number n of weighting electrodes, cut in two parts, of the transverse charge transfer filter 6. Thus, one never finds simultaneously in the filter 6 of the quantities Ln (lo / Ii) relating to two series of successive measurements.

Sur la figure 1, on a représenté de façon symbolique, le signal en sortie du filtre 7 sur la connexion reliant ce filtre au reste de l'appareil. On a représenté deux séries de N grandeurs pp*(ri, @~c) )et p# (ri, #k+1) avec i = 1 à N, qui sont séparées par des grandeurs correspondant au traitement des mesures
En sortie du filtre 7, on obtient pour chaque section examinée
M série de N grandeurs p# (ri,# k) dont certaines sont positives et d'autres sont négatives. La sortie du filtre 6 est reliée à des moyens 8 qui envoient les grandeurs p#( ri, #k) positives sur une voie Vp et les grandeurs p#(ri,#k) négatives sur une autre voie VN. Les deux voies Vp et VN sont identiques et la voie VN n'a pas été représentée en détail sur la figure.In Figure 1, there is shown symbolically, the signal at the output of filter 7 on the connection connecting this filter to the rest of the device. We have represented two series of N quantities pp * (ri, @ ~ c)) and p # (ri, # k + 1) with i = 1 to N, which are separated by quantities corresponding to the processing of the measurements
At the output of filter 7, we obtain for each section examined
M series of N quantities p # (ri, # k) some of which are positive and others of which are negative. The output of the filter 6 is connected to means 8 which send the magnitudes p # (ri, #k) positive on one channel Vp and the magnitudes p # (ri, # k) negative on another channel VN. The two channels Vp and VN are identical and the channel VN has not been shown in detail in the figure.

Les moyens 8 peuvent, par exemple, être constitués par un amplificateur à écrêtage par diode, ou par multiplexeur commandé par un comparateur. The means 8 can, for example, be constituted by an amplifier with diode clipping, or by multiplexer controlled by a comparator.

Sur chaque voie Vp, et VN, on trouve des moyens 9 de commande d'un tube à rayons cathodiques 10. On each channel Vp, and VN, there are means 9 for controlling a cathode ray tube 10.

Les moyens 9 commandent le balayage trame du tube à rayons cathodiques 10 de façon que l'écran du tube soit balayé en N lignes et que la géométrie des lignes reproduise celle des trajets à travers la section du rayonnement X dont l'intensité a été mesurée pour aboutir aux grandeurs p(rl,l'intensité #k), puis p#(ri, #k). The means 9 control the raster scanning of the cathode ray tube 10 so that the screen of the tube is scanned in N lines and the geometry of the lines reproduces that of the paths through the X-ray section whose intensity has been measured. to arrive at the quantities p (rl, intensity #k), then p # (ri, #k).

La figure 2 montre l'allure des N lignes obtenues sur l'écran du tube à rayon cathodique. Ces lignes ne sont pas parallèles et convergent vers un point P. Figure 2 shows the shape of the N lines obtained on the screen of the cathode ray tube. These lines are not parallel and converge towards a point P.

Le cercle en pointillé 11 représente la limite du champ image et le carré 12 les limites de l'écran du tube à rayons cathodiques. The dotted circle 11 represents the limit of the image field and the square 12 the limits of the screen of the cathode ray tube.

La figure 3c montre la tension de balayage trame qui doit être utilisée. Figure 3c shows the frame scan voltage to be used.

Les moyens 9 commandent aussi l'intensité du spot pour que la luminance des N lignes soit proportionnelle aux valeurs de chaque série de N grandeurs p0F(rí, #). The means 9 also control the intensity of the spot so that the luminance of the N lines is proportional to the values of each series of N quantities p0F (rí, #).

Sur la figure 2, on a relié par des pointillés les N lignes de l'écran à N grandeurs p + (ris # < ), avec i = I à N et k fixé, pour symboliser la relation qui existe entre la valeur de chaque grandeur
P# (ri,#k) et la luminance des lignes et entre le trajet à travers la section du rayonnement X dont l'intensité a été mesurée pour aboutir à chaque grandeur p (ri, #k) puis p#(ri, #k) #k) et la géométrie des lignes.In Figure 2, we have connected by dotted lines the N lines of the screen with N quantities p + (ris # <), with i = I to N and k fixed, to symbolize the relationship which exists between the value of each greatness
P # (ri, # k) and the luminance of the lines and between the path through the X-ray section, the intensity of which was measured to reach each quantity p (ri, #k) then p # (ri, # k) #k) and the geometry of the lines.

Sur la figure 3a, on a représenté la tension dite "de blanking" qui permet lteffacement du spot lorsqu'il va de la fin d'une ligne au début de la ligne suivante. Sur la figure 3b, on a représenté la tension de balayage ligne. In FIG. 3a, the so-called "blanking" voltage is shown which allows the spot to be erased when it goes from the end of one line to the start of the next line. In Figure 3b, the line scanning voltage is shown.

Pour que l'appareil fonctionne en temps réel, il faut que-la période de la tension de balayage ligne soit égale au temps séparant deux lectures successives de l'intensité du rayonnement I. et Ii +
I I
L'image des N lignes de l'écran du tube à rayons cathodique est projetée grâce à une optique de caméra 13 sur une surface photosensible 14.For the device to operate in real time, the period of the line scanning voltage must be equal to the time separating two successive readings of the intensity of the radiation I. and Ii +
II
The image of the N lines of the screen of the cathode ray tube is projected by means of camera optics 13 on a photosensitive surface 14.

Cette surface photosensible peut être la cible d'un vidicon ou une matrice d'éléments photosensibles à l'état solide, du type CCD ou CID. This photosensitive surface can be the target of a vidicon or a matrix of photosensitive elements in the solid state, of the CCD or CID type.

Cette surface photosensible est animée d'un mouvement de rotation, indiqué par une flèche sur la figure 1, de façon que le mouvement relatif de rotation du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps à observer se fasse en synchronisme avec le mouvement de rotation du dispositif de projection, constitué par le tube à rayon cathodique 10 et optique de caméra 13, par rapport à la surface photosensible 14. This photosensitive surface is rotated, indicated by an arrow in Figure 1, so that the relative rotational movement of the X-ray tube and the detectors relative to the body to be observed is synchronized with the movement of rotation of the projection device, constituted by the cathode ray tube 10 and camera optic tube 13, with respect to the photosensitive surface 14.

On réalise ainsi l'épandage tel qu'il est défini par la relation II précédente. The spreading is thus carried out as defined by relation II above.

Pour reconstruire l'image d'une section donnée, la surface photosensible reçoit successivement M images de N lignes sous des angles correspondant à ceux sous lesquels on a effectué M séries de
N mesures sur la section.To reconstruct the image of a given section, the photosensitive surface successively receives M images of N lines at angles corresponding to those under which M series of
N measurements on the section.

La surface photosensible de la voie Vp contient les composantes positives de l'image de la section et la surface photosensible de la voie VN ses composantes négatives. The photosensitive surface of the channel Vp contains the positive components of the image of the section and the photosensitive surface of the channel VN its negative components.

Des moyens 15 permettent de lire simultanément ces deux surfaces photosensibles et de soustraire les composantes négatives aux composantes positives. Means 15 make it possible to read these two photosensitive surfaces simultaneously and to subtract the negative components from the positive components.

On stocke ensuite l'image sur un magnétoscope 17 ou un vidéodisque 16 pour pouvoir la visualiser à volonté sur un moniteur 18. The image is then stored on a video recorder 17 or a video disc 16 so that it can be viewed at will on a monitor 18.

Une horloge de synchronisation 19 envoie des signaux de commande aux différents éléments de l'appareil. A synchronization clock 19 sends control signals to the various elements of the device.

On va maintenant décrire quelques variantes de l'appareil selon l'invention. We will now describe some variants of the device according to the invention.

Selon une première variante, on remplace le faisceau de rayons X en éventail et la rangée de détecteurs par un faisceau étroit et un seul détecteur. Pour une position angulaire donnée du tube à rayons X et du détecteur par rapport au corps, des- moyens permettent de déplacer le tube à rayons X et le détecteur de façon à réaliser N mesures I1 à IN de Intensité du faisceau ayant traversé le corps et la mesure 10 de l'intensité du faisceau ne traversant pas le corps. Pour obtenir l'image de la section transversale d'un corps, on effectue toujours M séries de mesures correspondant à M positions angulaires données. According to a first variant, the fan-shaped X-ray beam and the row of detectors are replaced by a narrow beam and a single detector. For a given angular position of the X-ray tube and the detector relative to the body, means make it possible to move the X-ray tube and the detector so as to carry out N measurements I1 to IN of Intensity of the beam having passed through the body and measurement 10 of the intensity of the beam not passing through the body. To obtain the image of the cross section of a body, one always carries out M series of measurements corresponding to M given angular positions.

Selon une autre variante de l'appareil selon l'invention, on utilise à la place du filtre 7 deux filtres transversaux à transfert de charge, identiques au filtre 7 et en parallèle. According to another variant of the apparatus according to the invention, two transverse charge transfer filters are used in place of the filter 7, identical to the filter 7 and in parallel.

Les deux filtres en parallèle sont alors précédés par des moyens qui envoient une série de N grandeurs Ln (Ig/ Ii) = p trs k) sur un filtre et la série suivante sur l'autre filtre; de plus, lorsqu'une série de N grandeurs Ln (#0/Ii) avec i = 1 à N est envoyée sur un filtre, l'autre filtre reçoit simultanément des grandeurs Ln CI,
L'utilisation de deux filtres en parallèle permet de diminuer le nombre de mesures Io séparant deux séries de mesures successives à IN, et en particulier de la rendre inférieur à n, qui est le nombre d'électrodes de pondération des filtres.On diminue ainsi le temps perdu par les mesures
Selon une autre variante de l'invention, on n'utilise plus deux voies Vp et YN mais une seule voie identique à ces voies. Pour cela, on ajoute un fond continu aux valeurs P t (ri Qc) issues du ou des filtres de façon à rendre toutes ces valeurs positives. On lit l'image sur la surface photosensible et on règle le niveau de noir du moniteur pour éliminer le fond continu, précédemment ajouté, dans l'image reconstruite. Cette variante de l'appareil selon l'invention est plus économique que celle comportant deux voies, mais l'image obtenue comporte davantage de bruit.The two filters in parallel are then preceded by means which send a series of N magnitudes Ln (Ig / Ii) = p trs k) on one filter and the following series on the other filter; moreover, when a series of N quantities Ln (# 0 / Ii) with i = 1 to N is sent to a filter, the other filter simultaneously receives quantities Ln CI,
The use of two filters in parallel makes it possible to reduce the number of measurements Io separating two series of successive measurements at IN, and in particular to make it less than n, which is the number of weighting electrodes of the filters. the time lost by the measurements
According to another variant of the invention, two Vp and YN channels are no longer used but only one channel identical to these channels. For this, a continuous background is added to the values P t (ri Qc) from the filter or filters so as to make all these values positive. The image is read on the photosensitive surface and the black level of the monitor is adjusted to eliminate the continuous background, previously added, in the reconstructed image. This variant of the device according to the invention is more economical than that comprising two channels, but the image obtained comprises more noise.

Selon une dernière variante de l'appareil selon l'invention, on remplace le tube à rayons cathodique 10, l'optique de caméra 13 et la surface photosensible 14 par un tube à mémoire. Comme dans le cas de l'utilisation du tube à rayons cathodique, des moyens 9 commandent le tube à mémoire et permettent en particulier de faire tourner la direction de balayage de l'écran en synchronisme avec le mouvement relatif de rotation du tube et des détecteurs par rapport au corps. According to a last variant of the apparatus according to the invention, the cathode ray tube 10, the camera optics 13 and the photosensitive surface 14 are replaced by a memory tube. As in the case of the use of the cathode ray tube, means 9 control the memory tube and make it possible in particular to rotate the scanning direction of the screen in synchronism with the relative movement of rotation of the tube and the detectors relative to the body.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de tomographie axiale transverse à calculateur analogique, permettant d'obtenir une image de la section transversale d'un corps et utilisant pour la reconstruction de l'image de la section l'algorithme d'épandage filtré par convolution comportant: 1. Axial transverse tomography apparatus with analog calculator, making it possible to obtain an image of the cross section of a body and using for the reconstruction of the image of the section the spreading algorithm filtered by convolution comprising:

- une tube à rayons X - (1) qui émet un faisceau (2) de faible épaisseur traversant ladite section; - an X-ray tube - (1) which emits a thin beam (2) passing through said section;

- au moins un détecteur de l'intensité du faisceau de rayons X; caractérisé en ce qu'il comporte: - at least one detector of the intensity of the X-ray beam; characterized in that it comprises:

- des moyens (5) fournissant à intervalles réguliers des mesures de l'intensité du faisceau, ces moyens fournissant, pour chaque section examinée: - means (5) providing regular measurements of the beam intensity, these means providing, for each section examined:

M M séries de N mesures, I1 à IN, de l'intensité du faisceau ayant traversé le corps, les N mesures de chaque série étant réalisés en des points (rl à rN) alignés et régulièrement espacés et les M séries de N mesures correspondant -à M positions angulaires (j1 à distinctes du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps; MM series of N measurements, I1 to IN, of the intensity of the beam having passed through the body, the N measurements of each series being carried out at points (rl to rN) aligned and regularly spaced and the M series of N measurements corresponding - at M angular positions (j1 to distinct from the X-ray tube and the detectors relative to the body;

des mesures de l'intensité Io du rayonnement n'ayant pas traversé le corps qui sont intercalées entre deux séries de N mesures successives;; measurements of the intensity Io of the radiation which has not passed through the body which are inserted between two series of N successive measurements;

- un convertisseur logarithmique (6) qui fournit pour chaque mesure Ii de l'intensité du faisceau la grandeur: Ln (#0/ Ii) ; - a logarithmic converter (6) which provides for each measurement Ii of the beam intensity the quantity: Ln (# 0 / Ii);

- au moins un filtre transversal à transfert de charge (7), relié à la sortie du convertisseur, qui réalise, pour chaque section examinée, le filtrage par convolution, tel qu'il est défini par l'algorithme, des M séries de N grandeurs Ln (#0 /Il) = p (ri,# k) avec i = 1 à N et k = I à M, ce filtre fournissant, pour chaque section examinée, M séries de N grandeurs p a (ri, Q5~ < ) - at least one transverse charge transfer filter (7), connected to the output of the converter, which performs, for each section examined, convolution filtering, as defined by the algorithm, of the M series of N quantities Ln (# 0 / Il) = p (ri, # k) with i = 1 to N and k = I to M, this filter providing, for each section examined, M series of N quantities pa (ri, Q5 ~ < )

- au moins, un dipositif de projection sur une surface photosensible (14), pour chaque section examinée, de M séries de N lignes lumineuses dont la luminance est proportionnelle aux valeurs des M séries de N grandeurs p t (ri} jk) élaborées par le filtre pour cette section, la géométrie des lignes reproduisant celle du trajet à travers la section du rayonnement X dont l'intensité a été mesurée et le mouvement relatif de rotation du tube à rayons X et des détecteurs par rapport au corps à observer se faisant en synchronisme avec le mouvement de rotation du dispositif de projection par rapport à la surface photosensible, ce dispositif réalisant l'épandage tel qu'il est défini par l'algorithme d'épandage filtré par convolution. - at least one device for projecting onto a photosensitive surface (14), for each section examined, M series of N light lines, the luminance of which is proportional to the values of the M series of N quantities pt (ri} jk) produced by the filter for this section, the geometry of the lines reproducing that of the path through the X-ray section whose intensity has been measured and the relative movement of rotation of the X-ray tube and the detectors with respect to the body to be observed taking place synchronism with the rotational movement of the projection device relative to the photosensitive surface, this device performing the spreading as defined by the spreading algorithm filtered by convolution.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube à rayons X (1) fournissant un faisceau étroit et un seul détecteur, des moyens assurant pour chaque position angulaire donnée du tube à rayons X et du détecteur par rapport au corps, le déplacement du tube à rayons X et du détecteur de façon à réaliser 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises an X-ray tube (1) providing a narrow beam and a single detector, means ensuring for each given angular position of the X-ray tube and the detector relative to the body, the displacement of the X-ray tube and the detector so as to achieve

N mesures, I1 à IN, de l'intensité du faisceau ayant traversé le corps et la mesure Io de l'intensité du rayonnement n'ayant pas traversé le corps.N measurements, I1 to IN, of the intensity of the beam having passed through the body and the measurement Io of the intensity of the radiation having not passed through the body.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube à rayons X (1), suivi par un écran porteur d'une fente longitudinale, qui fournit un faisceau en éventail (2) et une rangée de détecteurs (D0, D1 à DN) alignés fournissant N mesures, 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises an X-ray tube (1), followed by a screen carrying a longitudinal slot, which provides a fan beam (2) and a row of detectors ( D0, D1 to DN) aligned providing N measurements,

à à IN, de l'intensité du faisceau ayant traversé le corps et la mesure 10 de l'intensité du rayonnement n'ayant pas traversé le corps. à à IN, of the intensity of the beam having passed through the body and the measurement 10 of the intensity of the radiation not having passed through the body.

4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (5) fournissant à intervalles réguliers des mesures de l'intensité du faisceau sont constitués par un multiplexeur relié aux détecteur (Dos D1 à DN). 4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means (5) providing regular measurements of the intensity of the beam are constituted by a multiplexer connected to the detector (Dos D1 to DN).

5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (5) fournissant à intervalles réguliers des mesures de l'intensité du faisceau sont constitués par un registre à décalage à transfert de charges. 5. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means (5) providing at regular intervals measurements of the intensity of the beam are constituted by a shift register with charge transfer.

6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un seul filtre transversal à transfert de charges (7) comportant n électrodes de pondération coupées en deux parties, et en ce que chaque série de N mesures li à, 1N est séparée de la suivante par au moins n mesures 1o 6. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a single transverse charge transfer filter (7) comprising n weighting electrodes cut into two parts, and in that each series of N measurements linked to, 1N is separated from the following by at least n measures 1o

7.Appareil selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux filtres transversaux à transfert de charge, identiques et en parallèle, ces filtres étant précédés par des moyens qui envoient une série de N grandeurs Ln ('o / Ii), avec i = 1 à N sur un filtre et la série suivante sur l'autre filtre, le filtre ne recevant pas la série de N grandeurs Ln (lo / Ii) avec i = 1 à N recevant des grandeurs Ln ('o / Io) et caractérisé en ce que le nombre de mesures Io séparant deux séries de mesures I1 à IN, successives est inférieur au nombre n d'électrodes de pondération des filtres. 7. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises two transverse charge transfer filters, identical and in parallel, these filters being preceded by means which send a series of N quantities Ln (' o / Ii), with i = 1 to N on one filter and the following series on the other filter, the filter not receiving the series of N quantities Ln (lo / Ii) with i = 1 to N receiving quantities Ln ('o / Io) and characterized in that the number of measurements Io separating two series of measurements I1 to IN, successive is less than the number n of weighting electrodes of the filters.

8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ou les filtres à transfert de charge sont reliés à des moyens (8) qui envoient les grandeurs p t (r1, ~c) positives sur une voie (Vp) et les grandeurs p# (ri, #k) négatives sur une autre voie (VN), les deux voies étant identiques. 8. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the charge transfer filter or filters are connected to means (8) which send the magnitudes pt (r1, ~ c) positive on a channel (Vp ) and the negative quantities p # (ri, #k) on another channel (VN), the two channels being identical.

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (8) sont constitués par un amplificateur à écrêtage par diode. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the means (8) consist of an amplifier with diode clipping.

10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (8) sont constitués par un multiplexeur commandé par un comparateur. 10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the means (8) are constituted by a multiplexer controlled by a comparator.

11. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ou les filtres à transfert de charges sont reliés à une voie unique comportant des moyens superposant un fond continu aux valeurs p @ (riS Xk) de façon à rendre toutes ces valeurs positives. 11. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the charge transfer filter or filters are connected to a single channel comprising means superimposing a continuous background on the values p @ (riS Xk) so as to render all of these positive values.

12. Appareil selon l'une des revendications I à 11, caractérisé en ce que le dispositif de projection est constitué par un tube à rayons cathodiques (10) dont l'image de l'écran est projetée grâce à une optique de caméra (13) sur la surface photosensible. 12. Apparatus according to one of claims I to 11, characterized in that the projection device consists of a cathode ray tube (10) whose image of the screen is projected by means of a camera lens (13 ) on the photosensitive surface.

13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que des moyens (9) commandent l'intensité du spot, le balayage ligne et le balayage trame du tube à rayons cathodiques (10).. 13. Apparatus according to claim 12, characterized in that means (9) control the intensity of the spot, the line scan and the frame scan of the cathode ray tube (10) ..

14. Appareil selon l'une des revendications 12 ou 13, carac 14. Apparatus according to one of claims 12 or 13, charac

térisé en ce que la surface photosensible est constituée par une terized in that the photosensitive surface is constituted by a

matrice d'éléments photosensibles à l'état solide, du type CCD ou matrix of photosensitive elements in the solid state, of the CCD type or

CID. CID.

15. Appareil selon l'une des revendications 12 ou 13, carac 15. Apparatus according to one of claims 12 or 13, charac

térisé en ce que la surface photosensible est constituée par la cible terized in that the photosensitive surface is formed by the target

d'un vidicon. of a vidicon.

16. Appareil selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé 16. Apparatus according to one of claims 1 to 11, characterized

en ce que le dispositif de projection et la surface photosensible sont in that the projection device and the photosensitive surface are

constitués par un tube à mémoire, constituted by a memory tube,

17. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il 17. Apparatus according to claim 8, characterized in that it

comporte des moyens (15) permettant de lire simultanément les includes means (15) for simultaneously reading the

deux surfaces photosensibles des deux voies et de soustraire les two photosensitive surfaces of the two pathways and subtract the

composantes négatives de l'image aux composantes positives, avant negative components of the image with positive components, before

de stocker l'image. to store the image.

18. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que 18. Apparatus according to claim 11, characterized in that

des moyens assurent la lecture de l'image sur la surface photosensible photosensible (14), puis son stockage sur un magnétoscope means ensure the reading of the image on the photosensitive photosensitive surface (14), then its storage on a video recorder

(17) ou un vidéo-disque (16), afin de permettre sa visualisation sur un moniteur (18), dont on règle le niveau de noir pour éliminer le fond continu précédemment ajouté. (17) or a video disc (16), in order to allow it to be viewed on a monitor (18), the black level of which is adjusted to eliminate the continuous background previously added.

19. Appareil selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la période de la tension de balayage ligne du tube à rayon cathodique ou du tube à mémoire est égale au temps séparant deux lectures successives des détecteurs mesurant l'intensité du rayonnement. 19. Apparatus according to one of claims 1 to 18, characterized in that the period of the line scanning voltage of the cathode ray tube or of the memory tube is equal to the time separating two successive readings of the detectors measuring the intensity of the radiation.