Auswirkung einer Änderung der Röntgenröhrenspannung (kV)

Bei der Rasterfilmradiographie wirkte sich die Wahl der Röntgenröhrenspannung (kV) auf den Bildkontrast aus; dies ist bei einem digitalen Radiographiesystem nicht mehr der Fall. In diesem Beispiel wurden Bilder von einem Beckenphantom bei drei kV-Werten mit einer handelsüblichen Computerradiographie (CR)-Bildplatte aufgenommen. Alle Belichtungen wurden mit Phototiming durchgeführt. Dieses Bild wurde mit 60 kV erzeugt und erforderte eine relativ hohe Strahlungsintensität von 141 mAs. Die von dem System erzeugte S-Zahl betrug ~140, was einer durchschnittlichen Luftkerma entspricht, die auf die Speicherfolie in der Größenordnung von 7 mGy auftrifft. Die von diesem System erzeugte L-Zahl betrug 2,3, was bedeutet, dass der Bereich der auf die Platte auftreffenden Intensitäten sich um einen Faktor von etwa 200 unterscheidet (10^2,3 ~ 200). Die Hautdosis für diese Untersuchung wurde auf 7,6 mGy geschätzt; bei einer gegebenen Bestrahlungsgeometrie und einem gegebenen Röntgensystem sind die Faktoren, die sich auf die Hautdosis auswirken, die kV und mAs, die zur Erzeugung des Bildes verwendet werden.

Das oben gezeigte Bild wurde bei 75 kV erzeugt und erforderte eine Exposition von 36 mAs. Die Erhöhung der Röntgenröhrenspannung erhöht die aus der Röntgenröhre austretende Strahlungsmenge sowie die durchschnittliche Photonenenergie (d.h. erhöhte Durchdringung). Dementsprechend verringert sich der Wert des Röhrenstrom-Belichtungszeit-Produkts (mAs) auf 36 mAs; bei 60 kV war der Wert dagegen viel höher (141 mAs). Die vom CT-System erzeugte resultierende S-Zahl betrug ~ 150, was darauf hinweist, dass die auf die Speicherfolie auftreffende durchschnittliche Strahlung dem Wert für das bei 60 kV erzeugte Bild sehr ähnlich war; dies ist zu erwarten, da die Bilder mit Phototiming aufgenommen wurden, bei dem die Belichtungszeit automatisch bestimmt wird (d. h. wenn die Speicherfolie die richtige Belichtung erhalten hat). Der L-Wert für dieses Bild betrug 2,1, was zeigt, dass die Erhöhung der Röntgenröhrenspannung von 60 den dynamischen Bereich von 200:1 bei 60 kV auf 125:1 reduziert hat.

Beachten Sie, dass das Bild bei 75 kV dem bei 60 kV erhaltenen sehr ähnlich ist; Unterschiede im dynamischen Bereich werden durch unterschiedliche Anzeigefenster kompensiert. Bilder bei niedrigeren kV, die einen großen dynamischen Bereich aufweisen, müssen in einem breiteren Fenster angezeigt werden; eine Erhöhung der kV verringert den dynamischen Bereich, ermöglicht aber die Verwendung schmalerer Anzeigefenster. Infolgedessen sehen Bilder, die bei unterschiedlichen kV-Werten und gleicher Intensität auf der Speicherfolie aufgenommen wurden, sehr ähnlich aus. Die Hautdosis liegt nun bei 3,2 mGy und ist damit niedriger als die 7,6 mGy, die mit der bei 60 kV aufgenommenen Aufnahme verbunden sind. Bei einem stärker durchdringenden Strahl ist am Patienteneingang weniger Strahlung erforderlich, um die erforderliche Intensität an der Speicherfolie (d. h. 7 mGy) zu erreichen.

Das oben gezeigte Bild wurde bei 120 kV erzeugt und erforderte eine Exposition von nur 6 mAs. Dies ist viel weniger als die mAs bei 60 kV (141 mAs) und 75 kV (36 mAs). Die vom CR-System erzeugte resultierende S-Zahl betrug ~ 160, was wiederum darauf hindeutet, dass die auf die Speicherfolie auftreffende durchschnittliche Strahlung aufgrund der Verwendung von Phototiming dem Wert für das bei 60 kV und 75 kV erzeugte Bild sehr ähnlich war. Der L-Wert für dieses Bild betrug 1,8, was einem dynamischen Bereich von 60:1 entspricht; im Allgemeinen gilt, dass höhere kV-Werte, die mit stärker durchdringenden Röntgenstrahlen korrespondieren, den dynamischen Bereich der detektierten Röntgenstrahlintensitäten am Bildempfänger verringern. Beachten Sie, dass das Bild bei 120 kV ähnlich aussieht wie bei 60 kV und 75 kV. Unterschiede im Dynamikbereich werden in der Regel durch unterschiedliche Anzeigefenster kompensiert. Die Hautdosis ist jetzt mit 1,4 mGy viel niedriger als die 7,6 mGy, die mit der bei 60 kV aufgenommenen Röntgenaufnahme verbunden sind. Eine Erhöhung der kV reduziert zwar immer die Patientendosis, erhöht aber auch die Streuung im Bild (siehe unten).