Effet du changement de la tension du tube à rayons X (kV)

En radiographie sur film écran, le choix de la tension du tube à rayons X (kV) affectait le contraste de l’image ; ce n’est plus le cas pour aucun système radiographique numérique. Dans cet exemple, des images ont été obtenues d’un fantôme pelvien à trois valeurs de kV à l’aide d’une plaque d’imagerie commerciale de radiographie informatisée (CR). Toutes les expositions ont été réalisées à l’aide de la photoposition. Cette image a été générée à 60 kV, et a nécessité une intensité de rayonnement relativement élevée de 141 mAs. Le nombre S généré par le système était de ~140, ce qui correspond à un kerma aérien moyen incident sur la plaque d’imagerie de l’ordre de 7 mGy. Le nombre L généré par ce système d’imagerie était de 2,3, ce qui signifie que la gamme des intensités incidentes sur la plaque différait d’un facteur de 200 environ (10^2,3 ~ 200). La dose à la peau pour cet examen a été estimée à 7,6 mGy ; pour une géométrie d’irradiation et un système à rayons X donnés, les facteurs qui affectent la dose à la peau sont le kV et les mAs utilisés pour générer l’image.

L’image présentée ci-dessus a été générée à 75 kV et a nécessité une exposition de 36 mAs. L’augmentation de la tension du tube à rayons X augmente la quantité de rayonnement qui sort du tube à rayons X, ainsi que l’énergie moyenne des photons (c’est-à-dire une pénétration accrue). En conséquence, la valeur du produit courant-temps d’exposition du tube (mAs) est réduite à 36 mAs, alors qu’à 60 kV, cette valeur était beaucoup plus élevée (141 mAs). Le nombre S résultant généré par le système de tomodensitométrie était de ~ 150, ce qui indique que le rayonnement moyen incident sur la plaque d’imagerie était très similaire à la valeur de l’image générée à 60 kV ; ceci est prévisible car les images ont été obtenues à l’aide de la photostimulation, où le temps d’exposition est déterminé automatiquement (c’est-à-dire lorsque la plaque d’imagerie a reçu l’exposition correcte). La valeur L de cette image était de 2,1, ce qui montre que l’augmentation de la tension du tube à rayons X de 60 a réduit la gamme dynamique de 200:1 à 60 kV à 125:1.

Notez que l’apparence de l’image à 75 kV est très similaire à celle obtenue à 60 kV ; les différences de gamme dynamique sont compensées en utilisant différentes fenêtres d’affichage. Les images à faible kV, qui ont une large gamme dynamique, doivent utiliser une fenêtre plus large ; l’augmentation du kV réduit la gamme dynamique, mais permet l’utilisation de fenêtres d’affichage plus étroites. Par conséquent, les images obtenues à des valeurs de kV différentes, et à la même intensité sur la plaque d’imagerie, auront une apparence très similaire. La dose à la peau est maintenant de 3,2 mGy, ce qui est inférieur aux 7,6 mGy associés à la radiographie prise à 60 kV. Pour un faisceau plus pénétrant, moins de rayonnement est nécessaire à l’entrée du patient pour atteindre l’intensité requise à la plaque d’imagerie (c’est-à-dire 7 mGy).

L’image présentée ci-dessus a été générée à 120 kV et a nécessité une exposition de seulement 6 mAs. C’est beaucoup moins que les mAs alors qu’à 60 kV (141 mAs) et 75 kV (36 mAs). Le nombre S résultant généré par le système CR était de ~ 160, ce qui indique à nouveau que le rayonnement moyen incident sur la plaque d’imagerie était très similaire à la valeur de l’image générée à 60 kV et 75 kV, en raison de l’utilisation de la photo-stimulation. La valeur L de cette image était de 1,8, ce qui correspond à une plage dynamique de 60:1 ; il est généralement vrai que des valeurs de kV plus élevées, correspondant à des faisceaux de rayons X plus pénétrants, réduiront la plage dynamique des intensités des faisceaux de rayons X détectés au niveau du récepteur d’image. Notez que l’aspect de l’image à 120 kV est similaire à celui des images à 60 kV et 75 kV. Les différences de plage dynamique sont généralement compensées par l’utilisation de différentes fenêtres d’affichage. La dose à la peau est maintenant beaucoup plus faible, soit 1,4 mGy, ce qui est inférieur aux 7,6 mGy associés à la radiographie prise à 60 kV. Bien que l’augmentation du kV réduise toujours la dose au patient, cela augmente également la quantité de diffusion dans l’image (voir ci-dessous).