Effetto della variazione della tensione del tubo a raggi X (kV)

Nella radiografia con pellicola a schermo, la scelta della tensione del tubo a raggi X (kV) influenzava il contrasto dell’immagine; questo non è più il caso per qualsiasi sistema radiografico digitale. In questo esempio, le immagini sono state ottenute da un fantasma pelvico a tre valori di kV usando una piastra per radiografia computerizzata (CR) commerciale. Tutte le esposizioni sono state eseguite utilizzando la fotosintesi. Questa immagine è stata generata a 60 kV e ha richiesto un’intensità di radiazione relativamente alta di 141 mAs. Il numero S generato dal sistema era ~140, che corrisponde a un kerma medio dell’aria incidente sulla piastra di imaging dell’ordine di 7 mGy. Il numero L generato da questo sistema di imaging era 2,3, il che significa che la gamma di intensità incidente sulla piastra differiva di un fattore 200 circa (10^2,3 ~ 200). La dose cutanea per questo esame è stata stimata a 7,6 mGy; per una data geometria di irradiazione e un dato sistema a raggi X, i fattori che influenzano la dose cutanea sono i kV e i mAs che vengono utilizzati per generare l’immagine.

L’immagine mostrata sopra è stata generata a 75 kV e ha richiesto un’esposizione di 36 mAs. L’aumento della tensione del tubo a raggi X aumenta la quantità di radiazione che esce dal tubo a raggi X, così come l’energia media dei fotoni (cioè, una maggiore penetrazione). Di conseguenza, il valore del prodotto del tempo di esposizione della corrente del tubo (mAs) si riduce a 36 mAs; mentre a 60 kV, il valore era molto più alto (141 mAs). Il numero S risultante generato dal sistema CT era ~ 150, indicando che la radiazione media incidente sulla piastra di imaging era molto simile al valore per l’immagine generata a 60 kV; questo è da aspettarsi perché le immagini sono state ottenute utilizzando la fotosintesi, dove il tempo di esposizione è determinato automaticamente (cioè, quando la piastra di imaging ha ricevuto la corretta esposizione). Il valore L per questa immagine era 2,1, mostrando che l’aumento della tensione del tubo a raggi X da 60 ha ridotto la gamma dinamica da 200:1 a 60 kV a 125:1.

Nota che l’aspetto dell’immagine a 75 kV è molto simile a quello ottenuto a 60 kV; le differenze nella gamma dinamica sono compensate utilizzando diverse finestre di visualizzazione. Le immagini a kV più bassi, che hanno un’ampia gamma dinamica, devono usare una finestra più ampia; aumentando i kV si riduce la gamma dinamica, ma si possono usare finestre di visualizzazione più strette. Di conseguenza, le immagini ottenute a diversi valori di kV, e la stessa intensità alla piastra di imaging, avranno un aspetto molto simile. La dose alla pelle è ora di 3,2 mGy, che è inferiore ai 7,6 mGy associati alla radiografia fatta a 60 kV. Per un fascio più penetrante, è necessaria meno radiazione all’ingresso del paziente per ottenere l’intensità richiesta alla piastra di imaging (cioè, 7 mGy).

L’immagine mostrata sopra è stata generata a 120 kV e ha richiesto un’esposizione di soli 6 mAs. Questo è molto più basso dei mAs mentre a 60 kV (141 mAs) e 75 kV (36 mAs). Il numero S risultante generato dal sistema CR era ~ 160, ancora una volta indicando che la radiazione media incidente sulla piastra di imaging era molto simile al valore per l’immagine generata a 60 kV e 75 kV, a causa dell’uso del phototiming. Il valore L per questa immagine era 1,8, corrispondente a una gamma dinamica di 60:1; è generalmente vero che valori di kV più elevati, corrispondenti a fasci di raggi X più penetranti, ridurranno la gamma dinamica delle intensità del fascio di raggi X rilevato al recettore dell’immagine. Si noti che l’aspetto dell’immagine a 120 kV è simile a quello di 60 kV e 75 kV. Le differenze nella gamma dinamica sono generalmente compensate utilizzando diverse finestre di visualizzazione. La dose cutanea è ora molto più bassa a 1,4 mGy, che è inferiore ai 7,6 mGy associati alla radiografia fatta a 60 kV. Anche se l’aumento dei kV riduce sempre la dose al paziente, questo aumenta anche la quantità di dispersione nell’immagine (vedi sotto).