Röntgenputkijännitteen (kV) muuttamisen vaikutus

Ruutufilmiradiografiassa röntgenputkijännitteen (kV) valinta vaikutti kuvan kontrastiin; näin ei ole enää missään digitaalisessa röntgenkuvausjärjestelmässä. Tässä esimerkissä kuvat otettiin lantion fantomista kolmella kV:n arvolla kaupallisella tietokoneröntgenkuvauslevyllä (CR). Kaikki valotukset suoritettiin fototimingin avulla. Tämä kuva otettiin 60 kV:n jännitteellä, ja se vaati suhteellisen suuren 141 mAs:n säteilyintensiteetin. Järjestelmän tuottama S-luku oli ~140, mikä vastaa kuvantamislevylle kohdistuvaa keskimääräistä 7 mGy:n luokkaa olevaa ilmakermaa. Tämän kuvausjärjestelmän tuottama L-luku oli 2,3, mikä tarkoittaa, että levyyn kohdistuvien intensiteettien vaihteluväli vaihteli noin 200-kertaisesti (10^2,3 ~ 200). Tämän tutkimuksen ihoannoksen arvioitiin olevan 7,6 mGy; tietyllä säteilytysgeometrialla ja röntgenjärjestelmällä ihoannokseen vaikuttavat tekijät ovat kuvan tuottamiseen käytetyt kV ja mAs.

Yllä oleva kuva tuotettiin 75 kV:n jännitteellä, ja siihen tarvittiin 36 mAs:n valotus. Röntgenputken jännitteen kasvattaminen lisää röntgenputkesta tulevan säteilyn määrää sekä keskimääräistä fotonienergiaa (eli lisää läpäisykykyä). Näin ollen putkivirran valotusaika-tuotteen arvo (mAs) pienenee 36 mAs:iin, kun taas 60 kV:n jännitteellä arvo oli paljon suurempi (141 mAs). CT-järjestelmän tuottama S-luku oli ~ 150, mikä osoittaa, että kuvantamislevyyn kohdistuva keskimääräinen säteily oli hyvin samankaltainen kuin 60 kV:n jännitteellä tuotetun kuvan arvo; tämä on odotettavissa, koska kuvat saatiin käyttämällä valotusajastusta, jossa valotusaika määritetään automaattisesti (eli kun kuvantamislevy on saanut oikean valotuksen). Tämän kuvan L-arvo oli 2,1, mikä osoittaa, että röntgenputken jännitteen nostaminen 60:stä pienensi dynaamisen alueen 200:1:stä 60 kV:n jännitteellä 125:1:een.

Huomaa, että 75 kV:n jännitteellä saadun kuvan ulkoasu on hyvin samankaltainen kuin 60 kV:n jännitteellä saadun kuvan ulkoasu; dynamiikka-alueen eroja kompensoidaan erilaisilla näyttöikkunoilla. Alemmilla kV:lla otetuissa kuvissa, joilla on laaja dynaaminen alue, on käytettävä leveämpää näyttöikkunaa; kV:n nostaminen pienentää dynaamista aluetta, mutta mahdollistaa kapeampien näyttöikkunoiden käytön. Tämän seurauksena eri kV-arvoilla ja samalla intensiteetillä kuvantamislevyllä saadut kuvat ovat hyvin samannäköisiä. Ihoannos on nyt 3,2 mGy, mikä on pienempi kuin 60 kV:lla otettuun röntgenkuvaan liittyvä 7,6 mGy. Jos säde on läpäisevämpi, potilaan sisäänkäynnin kohdalla tarvitaan vähemmän säteilyä, jotta kuvantamislevyllä saavutetaan vaadittu intensiteetti (eli 7 mGy).

Yllä kuvattu kuva tuotettiin 120 kV:n jännitteellä, ja siihen tarvittiin vain 6 mAs:n valotus. Tämä on paljon vähemmän kuin mAs, kun taas 60 kV:lla (141 mAs) ja 75 kV:lla (36 mAs). CR-järjestelmän tuottama S-luku oli ~ 160, mikä taas osoittaa, että kuvantamislevylle kohdistuva keskimääräinen säteily oli hyvin samanlainen kuin 60 kV:n ja 75 kV:n jännitteellä tuotetun kuvan arvo, koska siinä käytettiin fototimointia. Tämän kuvan L-arvo oli 1,8, mikä vastaa dynaamista vaihteluväliä 60:1. Yleisesti ottaen on totta, että suuremmat kV-arvot, jotka vastaavat läpäisevämpiä röntgensäteitä, pienentävät havaittujen röntgensäteiden intensiteettien dynaamista vaihteluväliä kuvareseptorissa. Huomattakoon, että kuvan ulkonäkö 120 kV:n jännitteellä on samanlainen kuin 60 kV:n ja 75 kV:n jännitteillä. Dynaamisen alueen erot kompensoidaan yleensä käyttämällä erilaisia näyttöikkunoita. Ihoannos on nyt paljon pienempi, 1,4 mGy, joka on pienempi kuin 60 kV:lla otettuun röntgenkuvaan liittyvä 7,6 mGy. Vaikka kV:n nostaminen pienentää aina potilasannosta, tämä lisää myös sironnan määrää kuvassa (ks. jäljempänä).