Comprendre l’abaque de charge d’un tube à rayons X
L’abaque de charge d’un tube à rayons X est un document propre à chaque équipement, fourni par le fabricant. Il permet à l’utilisateur de paramétrer correctement l’appareil de radiographie pour respecter ses limites d’utilisation. Le principal enjeu est d’éviter une surchauffe excessive pouvant aboutir à des dommages matériels graves et une détérioration de la qualité des clichés, voire à des accidents.
Qu’est-ce qu’un abaque de charge de tube à rayons X ?
L’abaque de charge d’un tube à rayon X est une courbe qui permet de régler les paramètres de fonctionnement du tube pour éviter tout risque de détérioration de l’anode par un échauffement excessif.
Rôle d’un abaque de charge de tube à rayons X
Le rôle d’un abaque de charge de tube à rayons X est de permettre à l’utilisateur de paramétrer la machine en fonction des besoins de l’imagerie, tout en respectant ses limites de fonctionnement. L’objectif est, quel que soit le mode de fonctionnement, de préserver le matériel d’une surchauffe pouvant compromettre sa longévité et la qualité des clichés. Selon le mode de fonctionnement du tube à rayons X, il existe différents abaques de charge.
Abaque de charge unique
L’abaque de charge unique décrit le fonctionnement usuel d’un tube à rayons X en radiologie classique.
Ainsi, il sert de référence pour le réglage des paramètres de fonctionnement de l’appareil de radiographie utilisé pour la prise d’un unique cliché.
Ce mode de fonctionnement du tube à rayon X correspond à une situation dans laquelle l’anode peut évacuer normalement la chaleur entre deux expositions.
Abaque de charge continue
L’abaque de charge continue correspond à un autre type d’utilisation du tube à rayons X. Il s’agit cette fois d’une utilisation intensive. L’exemple typique du travail en continu est le scanner ou l’angiographie, autrement dit l’imagerie par rayons X des vaisseaux sanguins, qui nécessitent la prise de clichés en série.
Le fonctionnement en charge continue sous-entend de se baser sur la charge permanente maximale, qui est la charge admissible permettant au tube à rayons X d’évacuer la chaleur malgré une utilisation de longue durée. Il faut aussi respecter des temps de repos entre deux utilisations pour permettre le refroidissement du système.
Comment lire un abaque de charge d’un tube à rayons X ?
Pour lire l’abaque de charge d’un tube à rayons X utilisé en mode de fonctionnement classique, c’est-à-dire pour des prises d’images ponctuelles, il faut déjà se procurer le bon abaque. En effet, lorsqu’un même tube radiogène a deux foyers, il y a un abaque par foyer. De même, si le tube propose plusieurs vitesses de rotation, il y a un abaque par vitesse de rotation de l’anode. Il faut donc sélectionner l’abaque correspondant au foyer et à la vitesse de rotation choisie pour l’exposition.
Si l’abaque du tube à rayons X propose plusieurs courbes correspondant à un réglage de la tension en kV, il indique alors :
- En abscisse, la durée d’exposition en secondes,
- En ordonnée, l’intensité du courant-tube en mA.
Il suffit alors de lire sur l’abaque le troisième paramètre lorsque deux d’entre eux sont fixés. Prenons un exemple dans lequel la tension d’alimentation du tube à rayons X et le temps d’exposition sont connus. Il suffit de sélectionner la courbe correspondant à la tension et de trouver le point où elle croise la ligne verticale correspondant au temps d’exposition. Depuis ce point, on trace une ligne horizontale pour lire directement l’intensité du courant-tube sur l’axe des ordonnées.
Un abaque de tube à rayons X peut aussi proposer plusieurs courbes correspondant à différentes valeurs d’intensité-tube. Dans ce cas, l’axe des abscisses indique toujours le temps d’exposition. L’axe des ordonnées indique la valeur de la tension appliquée aux bornes du tube à rayons X pour générer la différence de potentiel indispensable à la génération des rayons X. Comme précédemment, avec une valeur d’intensité de courant-tube et un temps d’exposition définis, il est très simple de trouver quelle valeur de tension maximale peut être appliquée entre la cathode et l’anode du tube à rayons X.
Dans le cas d’un abaque de charge continue de tube à rayons X, la lecture du document va permettre de connaître le temps de repos à respecter entre deux utilisations ou cycles, pour que l’appareil refroidisse. Il faut alors connaître la puissance déployée et le temps d’exposition au cours de la série de clichés radiographiques.
Quelles conséquences si l’abaque de charge n’est pas respecté ?
L’abaque de charge d’un tube à rayons X définit les paramètres de fonctionnement à respecter pour s’assurer que le tube pourra éliminer normalement la chaleur générée par le travail réalisé. Cela signifie qu’un paramétrage respectueux des limites de sécurité indiquées par l’abaque garantit le respect des conditions de refroidissement sur la base desquelles le tube a été conçu.
Le système évacue alors la chaleur par la rotation de l’anode, par dissipation dans l’huile minérale qui entoure le tube à rayons X et, éventuellement, par le système additionnel de refroidissement.
Tant que ses capacités ne sont pas outrepassées par un mauvais réglage, il n’y a pas de risque de surchauffe. En revanche, tout dépassement des valeurs limites indiquées dans les abaques expose les utilisateurs à d’importants problèmes.
Fissuration de l’anode et dommages permanents au tube en cas de surchauffe
Si les réglages des paramètres de fonctionnement du tube à rayon X en prise de cliché unique ne respectent pas les valeurs limites de tension, de courant-tube ou de temps d’exposition indiquées par les abaques, le risque de surchauffe devient réel. Il en est de même lorsque le temps de repos entre deux phases de travail n’est pas respecté en utilisation longue.
Le tube à rayons X peut se retrouver dans l’incapacité d’éliminer l’excès de chaleur généré par le bombardement d’électrons au niveau de l’anode. Dans une telle configuration, le métal de l’anode peut se déformer sous l’effet de la surchauffe ou fissurer. Il peut aussi se vaporiser, en particulier lorsque la température commence à dépasser les 3000 °C.
Dans tous les cas, il y aura une usure du tube à rayon X et sa longévité est alors sérieusement compromise. À l’extrême, une surchauffe excessive peut aussi provoquer des accidents d’utilisation mettant en danger les manipulateurs, voire le patient présent dans la pièce d’examen.
Perte de qualité de l’image
Lorsque l’abaque de charge du tube à rayons X n’a pas été pris en compte et que l’utilisation a provoqué une surchauffe importante de l’anode, il peut aussi y avoir une perte de qualité durable des clichés. En effet, si l’anode a été déformée par la surchauffe du tube à rayons X, le foyer thermique peut se retrouver modifié. De ce fait, le foyer optique est modifié à son tour et la puissance du rayonnement en sortie d’appareil peut être affectée. Il en résulte souvent une perte de contrastes ou des phénomènes de flou au niveau des clichés. Dans ce cas, il est possible de trouver un tube à rayon X avec les mêmes caractéristiques pour le remplacer.
Il est donc très important d’utiliser le matériel conformément aux préconisations de sécurité figurant dans les abaques de charge des tubes à rayons X. Cela permet d’allonger la durée de vie du matériel, mais aussi de préserver la qualité des images obtenues et d’éviter un éventuel accident.
