Des amplificateurs de brillance aux panneaux radiologiques plats
Au commencement était le vide…
Des rayons cathodiques aux rayons X
Au milieu du XIXème siècle on commence à mieux savoir faire le vide dans une enceinte. Des physiciens en profitent pour étudier les évolutions d’une étincelle électrique dans des ampoules en verre où le gaz est de plus en plus raréfié. Ils découvrent une lueur étrange qui se forme sur la paroi du verre. Pendant 40 ans, ils cherchent à comprendre d’où vient ce phénomène.
Comment l’un d’eux, Wilhelm Röntgen, a-t-il découvert par hasard en 1895 un deuxième rayonnement inconnu issu de cette même enceinte : les rayons X ?
Röntgen communique sa découverte dès la fin de l’année 1895.
A quelle vitesse les rayons X vont-ils se propager dans le monde ?
La propagation des rayons X
Des rayons « miracle » aux rayons mortels
La découverte des rayons X se répand comme une traînée de poudre dans le monde entier. En quelques mois la nouvelle est connue du grand public.
En moins de 2 ans des expérimentations cliniques ont lieu dans tous les grands hôpitaux.
Les rayons X sont bons pour tout : soigner la migraine, ajuster les chaussures, dépister la contrebande et faire des spectacles de foire.
Mais certains commencent à témoigner de symptômes inquiétants. Les rayons X seraient-ils nocifs ?
Les rayons X sont à la fois très utiles et très dangereux.
Pendant combien de temps seront-ils utilisés sans que l’on puisse réduire leur intensité ?
L’invention de l’ampli de brillance
Le maillon manquant de la chaîne image radiologique
Pendant la 2ème guerre mondiale , les allemands mettent au point des intensificateurs d’images lumineuses dont ils équipent leurs chars pour voir la nuit. En 1952, Lucien Guyot, ingénieur travaillant à Radio-Industrie (reprise par Thomson-Houston), transforme ce dispositif et trouve une solution technique pour afficher des images issues de rayons X avec un gain de 800, alors que les prototypes de l’époque avaient un gain de 100. Il est enfin possible de réduire de façon significative la dose de rayons X.
Comment l’idée lui est-elle venue ?
L’amplificateur de brillance radiologique est né, avec des résultats prometteurs.
Comment s’est-il développé dans les décennies suivantes ?
L’essor de l’ampli de brillance
Plusieurs décennies de perfectionnements
Pendant 50 ans, plus de 6 générations d’intensificateurs d’images radiologiques (IIR) se sont succédées depuis le tube tout en verre des années 60 jusqu’au produit industriel de la fin des années 90, encore fabriqué en 2018 sur le site Thales de Moirans.
Le premier des perfectionnements, toujours apporté par Lucien Guyot, fut de coupler la sortie de son ampli de brillance à une caméra de télévision. Il réalisa pour cela les premiers tubes caméra « vidicon » fabriqués en France . Puis il introduisit une fonction « Zoom électronique ».
Par quelles étapes successives Thales Electron Devices est-il devenu leader mondial sur ce produit ?
Au début des années 2000, 1 examen radiologique sur 2 dans le monde est réalisé avec un amplificateur de brillance fabriqué par Thales.
Comment le successeur de cet appareil a-t-il été préparé dès 1984 ?
La naissance des imageurs radiologiques plats
Une transition préparée de longue date
Fin 1984, Thomson Tubes Électroniques s’engage dans plus de 10 ans de développement pour réaliser des imageurs grand-champ de faible épaisseur, à l’état solide. Au début c’est pour remplacer les cassettes film utilisées classiquement en radiographie. Puis ce sont des prototypes pour les applications en radioscopie qui sont réalisés pour remplacer à terme l’amplificateur de brillance radiologique. Les technologies employées sont très différentes de celles des tubes : le détecteur est une dalle de verre recouverte de photodiodes en silicium amorphe et d’un scintillateur. Une électronique assure le balayage, la lecture et le traitement numérique du signal.
A quelle date se feront les premiers essais cliniques ?
En 1997 les entreprises Siemens, Philips et Thales vont s’unir pour créer Trixell, une joint-venture destinée à fabriquer ces nouveaux détecteurs X pour la radiologie médicale. Quel sera son avenir ?
L’essor de TRIXELL et de THALES en imagerie radiologique
Nouveaux détecteurs et développements en synergie
En 1998, un nouveau bâtiment est inauguré à Moirans. Un 1er détecteur de radiographie, le Pixium 4600, est présenté au RSNA. En 2008, Trixell lance le 1er détecteur plat portable WIFI (3543pR) après avoir reçu en 2007 le prix Frost&Sullivan « Global Excellence » en radiographie digitale. En 2012 sort le 3543 EZ, détecteur au format de la cassette film.
En 2017, de nouvelles fonctionnalités sont proposées avec le Pixium® 3543 DR, 1er détecteur portable au monde avec identification du patient intégrée. Les détecteurs possèdent tous des solutions d’imagerie associées, développées par Thales (via la filiale CMT et les équipes logicielles basées à Moirans). Ces solutions complètes constituent la partie active des systèmes de radiologie. Elle sont comme les processeurs pour les ordinateurs. Aujourd’hui, l’activité radiologie se dirige de plus en plus vers les nouvelles technologies (Cybersécurité, Intelligence Artificielle, etc) grâce à des synergies avec d’autres entités de Thales.
Plus de 65 années se sont écoulées depuis que Lucien Guyot développait le premier amplificateur de brillance.
Quelles leçons pouvons-nous tirer de cette histoire?
Leçons du développement des détecteurs radiologiques
Une belle histoire qui peut être éclairante pour l’avenir…
En chaque étape du développement de ces appareils si précieux pour la radiologie médicale, des hommes et des femmes se sont posés des questions sur ce qu’ils observaient et sur ce qu’ils faisaient.
Ils ont cherché à comprendre des phénomènes, à améliorer des performances, des mises en œuvre, des procédés de fabrication.
Ils ont aussi communiqué entre eux, ils ont reçu de leurs prédécesseurs, ils ont dû s’entendre, travailler en équipe et puis former, transmettre à leurs successeurs.
A partir de l’activité des pionniers, c’est un immense travail collectif qui a été réalisé.
Comme dans le long générique de fin de certains films, il faudrait pouvoir nommer chaque personne dont l’apport a compté à un moment donné.
Derrière les images de cette page et les quelques personnes citées, une foule de personnes compétentes et anonymes ont assez aimé leur activité scientifique et technique à longueur d’années pour apporter leur contribution significative au succès de ces beaux produits.
Que leur capacité d’innovation et leur passion pour leur métier soient contagieuses pour les générations futures, c’est ce qui nous a motivé à Tedimage38 pour présenter ce récit.
« A vivre dans le passé, on gâche le présent.
A vivre sans le passé, on gâche l’avenir »
Confucius
Bibliographie
Premier brevet de l’amplificateur de brillance – Langmuir 1937
Premières réalisations d’un amplificateur de brillance : Coltman 1948 à Westinghouse
Présentation comparée des amplificateurs de brillance Philips, Radio Industrie et Marconi en 1956
Article de la revue TH-CSF 1976 de L.Guyot et B.Driard sur les IIR
Conférence de Marc Arquès sur l’histoire des détecteurs plats pour la radiologie et Document présenté lors de cette conférence