Effect of Changing X-ray Tube Voltage (kV)

In beeldfilmradiografie had de keuze van het röntgenbuisvoltage (kV) invloed op het beeldcontrast; dit is niet langer het geval voor een digitaal radiografisch systeem. In dit voorbeeld werden beelden verkregen van een bekkenfantoom bij drie kV-waarden met behulp van een commerciële beeldvormingsplaat voor computerradiografie (CR). Alle belichtingen werden uitgevoerd met fototiming. Dit beeld werd gegenereerd bij 60 kV, en vereiste een relatief hoge stralingsintensiteit van 141 mAs. Het S-getal gegenereerd door het systeem was ~ 140, wat overeenkomt met een gemiddelde lucht kerma incident op de imaging plaat van de orde van 7 mGy. Het L-getal dat door dit beeldvormingssysteem werd gegenereerd bedroeg 2,3, hetgeen betekent dat het bereik van de intensiteiten die op de plaat invielen, verschilde met een factor van ongeveer 200 (10^2,3 ~ 200). De huiddosis voor dit onderzoek werd geraamd op 7,6 mGy; voor een gegeven bestralingsgeometrie en röntgensysteem zijn de factoren die de huiddosis beïnvloeden de kV en mAs die worden gebruikt om het beeld te genereren.

Het hierboven getoonde beeld werd gegenereerd bij 75 kV en vereiste een blootstelling van 36 mAs. De verhoging van het röntgenbuisvoltage verhoogt de hoeveelheid straling die uit de röntgenbuis komt, evenals de gemiddelde fotonenergie (d.w.z. verhoogde penetratie). Dienovereenkomstig wordt de waarde van het buisstroom-blootstellingsduurproduct (mAs) verlaagd tot 36 mAs; terwijl bij 60 kV de waarde veel hoger was (141 mAs). Het resulterende S-getal dat door het CT-systeem werd gegenereerd was ~ 150, hetgeen aangeeft dat de gemiddelde straling die op de beeldvormende plaat viel zeer vergelijkbaar was met de waarde voor het beeld dat bij 60 kV werd gegenereerd; dit is te verwachten omdat de beelden werden verkregen met gebruikmaking van fototiming, waarbij de belichtingstijd automatisch wordt bepaald (d.w.z. wanneer de beeldvormende plaat de juiste belichting heeft ontvangen). De L-waarde voor dit beeld was 2,1, waaruit blijkt dat het verhogen van de röntgenbuis spanning van 60 verminderde het dynamisch bereik van 200:1 bij 60 kV tot 125:1.

Merk op dat het beeld verschijning bij 75 kV is zeer vergelijkbaar met die verkregen bij 60 kV; verschillen in dynamisch bereik worden gecompenseerd met behulp van verschillende weergave vensters. Beelden bij lagere kV’s, die een groot dynamisch bereik hebben, moeten een breder venster gebruiken; verhoging van de kV verkleint het dynamisch bereik, maar maakt het gebruik van smallere beeldvensters mogelijk. Bijgevolg zullen beelden die bij verschillende kV-waarden en dezelfde intensiteit op de beeldvormingsplaat zijn verkregen, er zeer gelijkaardig uitzien. De huiddosis bedraagt nu 3,2 mGy, wat lager is dan de 7,6 mGy voor de röntgenfoto die bij 60 kV is gemaakt. Voor een meer doordringende bundel is minder straling nodig bij de ingang van de patiënt om de vereiste intensiteit bij de beeldvormingsplaat te bereiken (d.w.z. 7 mGy).

Het hierboven getoonde beeld werd gegenereerd bij 120 kV en vereiste een blootstelling van slechts 6 mAs. Dit is veel lager dan de mA’s die bij 60 kV (141 mA’s) en 75 kV (36 mA’s) nodig waren. Het resulterende S-getal dat door het CR-systeem werd gegenereerd was ~ 160, hetgeen opnieuw aangeeft dat de gemiddelde straling die op de beeldvormende plaat viel zeer vergelijkbaar was met de waarde voor het beeld dat bij 60 kV en 75 kV werd gegenereerd, vanwege het gebruik van fototiming. De L-waarde voor dit beeld was 1,8, hetgeen overeenkomt met een dynamisch bereik van 60:1; het is in het algemeen zo dat hogere kV-waarden, die overeenkomen met meer doordringende röntgenstralen, het dynamische bereik van de gedetecteerde röntgenstraalintensiteiten bij de beeldontvanger zullen verminderen. Merk op dat het beeldverloop bij 120 kV vergelijkbaar is met dat bij 60 kV en 75 kV. Verschillen in dynamisch bereik worden in het algemeen gecompenseerd door verschillende beeldschermvensters te gebruiken. De huiddosis is nu veel lager, namelijk 1,4 mGy, wat minder is dan de 7,6 mGy voor de röntgenfoto die bij 60 kV is gemaakt. Hoewel een hogere kV de patiëntdosis altijd verlaagt, neemt hierdoor ook de hoeveelheid verstrooiing in het beeld toe (zie hieronder).