Effekten av att ändra röntgenrörets spänning (kV)

I röntgen med skärmfilm påverkade valet av röntgenrörets spänning (kV) bildkontrasten, men detta är inte längre fallet med alla digitala röntgensystem. I det här exemplet togs bilder av en bäckenfantom vid tre kV-värden med hjälp av en kommersiell bildplatta för datoriserad radiografi (CR). Alla exponeringar utfördes med fototiming. Denna bild skapades vid 60 kV och krävde en relativt hög strålningsintensitet på 141 mAs. S-numret som genererades av systemet var ~140, vilket motsvarar en genomsnittlig luftkerma som infaller på bildplattan i storleksordningen 7 mGy. L-talet som genererades av detta bildsystem var 2,3, vilket innebär att intervallet av intensiteter som infaller på plattan skiljde sig åt med en faktor 200 eller så (10^2,3 ~ 200). Huddosen för denna undersökning uppskattades till 7,6 mGy; för en given bestrålningsgeometri och ett givet röntgensystem är de faktorer som påverkar huddosen kV och mAs som används för att generera bilden.

Bilden som visas ovan genererades vid 75 kV och krävde en exponering på 36 mAs. Ökningen av spänningen i röntgenröret ökar mängden strålning som kommer ut ur röntgenröret, liksom den genomsnittliga fotonenergin (dvs. ökad penetration). Följaktligen minskas värdet av produktvärdet (mAs) för exponeringstiden för rörströmmen till 36 mAs, medan värdet vid 60 kV var mycket högre (141 mAs). Det resulterande S-nummer som genererades av CT-systemet var ~ 150, vilket tyder på att den genomsnittliga strålningen som inföll på bildplattan var mycket lik värdet för den bild som genererades vid 60 kV; detta är förväntat eftersom bilderna togs med hjälp av fototiming, där exponeringstiden bestäms automatiskt (dvs. när bildplattan har fått rätt exponering). L-värdet för denna bild var 2,1, vilket visar att en ökning av röntgenrörsspänningen från 60 minskade det dynamiska området från 200:1 vid 60 kV till 125:1.

Notera att bildutseendet vid 75 kV är mycket likt det som erhålls vid 60 kV; skillnaderna i dynamiskt område kompenseras med hjälp av olika visningsfönster. Bilder vid lägre kV, som har ett stort dynamiskt område, måste använda ett bredare fönster; om man ökar kV minskar det dynamiska området, men tillåter användning av smalare visningsfönster. Resultatet är att bilder som erhålls vid olika kV-värden och samma intensitet vid bildplattan kommer att ha ett mycket likartat utseende. Huddosen är nu 3,2 mGy, vilket är lägre än de 7,6 mGy som hör ihop med den röntgenbild som togs vid 60 kV. För en mer penetrerande stråle krävs mindre strålning vid patientens ingång för att uppnå den erforderliga intensiteten vid bildplattan (dvs. 7 mGy).

Bilden som visas ovan genererades vid 120 kV och krävde en exponering på endast 6 mAs. Detta är mycket lägre än mAs medan vid 60 kV (141 mAs) och 75 kV (36 mAs). Det resulterande S-nummer som genererades av CR-systemet var ~ 160, vilket återigen visar att den genomsnittliga strålningen som inföll på bildplattan var mycket lik värdet för den bild som genererades vid 60 kV och 75 kV, på grund av användningen av fototiming. L-värdet för denna bild var 1,8, vilket motsvarar ett dynamiskt område på 60:1. Det är i allmänhet sant att ökade kV-värden, som motsvarar mer genomträngande röntgenstrålar, kommer att minska det dynamiska området för de detekterade röntgenstrålintensiteterna vid bildreceptorn. Observera att bildutseendet vid 120 kV liknar det vid 60 kV och 75 kV. Skillnader i dynamiskt omfång kompenseras i allmänhet med hjälp av olika visningsfönster. Huddosen är nu mycket lägre, 1,4 mGy, vilket är lägre än de 7,6 mGy som hör ihop med den röntgenbild som togs vid 60 kV. Även om en ökning av kV alltid minskar patientdosen, ökar detta också spridningen i bilden (se nedan).