Die Kollimation des Röntgenstrahls bei der Röntgen- und Durchleuchtungsprojektionsbildgebung ist aus Gründen der Patientendosis und der Bildqualität wichtig. Die aktive Kollimation auf das interessierende Volumen reduziert die Gesamtdosis für den Patienten und minimiert somit das Strahlenrisiko. Ein geringeres bestrahltes Volumen führt zu einer geringeren Streuung der Röntgenstrahlen auf dem Detektor. Dies führt zu einer Verbesserung des Motivkontrasts und der Bildqualität.

Die Röntgenfeldkollimation unterscheidet sich von der elektronischen Vergrößerung dadurch, dass das erfasste Sichtfeld konstant bleibt und die resultierende räumliche Auflösungsleistung nicht verbessert wird (siehe unten). Die Verwendung der Kollimation verringert jedoch normalerweise die Bildhelligkeit und erfordert eine entsprechende Erhöhung der Strahlungseintrittsdosis für den Patienten, wenn auch nicht in dem Maße wie bei der elektronischen Vergrößerung, da die Verkleinerungsleistung unverändert bleibt.

Beckenphantom

Abbildung Q	Abbildung R	Abbildung S

Die drei oben gezeigten Bilder (Q, R und S) zeigen die Auswirkungen der Kollimation des Röntgenstrahls bei einem konstanten Sichtfeld von 38 cm Durchmesser. Wenn man den Röntgenstrahl von Abbildung Q auf Abbildung S kollimiert, wird weniger vom Patienten belichtet, aber die Bildeigenschaften des zentralen Bereichs bleiben im Wesentlichen unverändert. Insbesondere gibt es keine Verbesserung der räumlichen Auflösung, die durch die Verwendung eines elektronischen Zooms erreicht werden kann, bei dem das erfasste Sichtfeld elektronisch reduziert wird (siehe oben). Für das Bild in Abbildung Q wurden 77 kV/2,5 mA verwendet, was zu einer Eingangsluftkerma-Rate von 39 mGy/Minute führte. Im Gegensatz dazu wurde bei der Aufnahme in Abbildung R 79 kV/2,6 mA verwendet, was zu einer Eintrittskerma-Rate von 40 mGy/Minute führte, und bei der Aufnahme in Abbildung S wurden 84 kV/2,7 mA verwendet, was zu 46 mGy/Minute führte.

Die Verwendung von Kollimation erhöht im Allgemeinen die Eintrittskerma-Rate, was eine sehr wichtige Überlegung ist, wenn die Möglichkeit besteht, deterministische Effekte wie Epilation und Erythem hervorzurufen. Die Schwellendosis für deterministische Effekte wird jedoch konservativ mit mindestens ~2 Gy angenommen, und dieser Wert wird wahrscheinlich nur in der interventionellen Radiologie erreicht. Bei den meisten Durchleuchtungsuntersuchungen sind deterministische Wirkungen nicht zu erwarten, und das Strahlenrisiko für den Patienten ist proportional zur Gesamtenergie, die auf den Patienten einwirkt. Das stochastische Strahlenrisiko ist daher proportional zum Produkt aus der Eintrittskerma-Rate und der exponierten Fläche. Wird die exponierte Fläche halbiert, so ist die entsprechende Erhöhung der Eintrittskerma-Rate wegen der Erhöhung der Röntgenröhrenspannung kleiner als der Faktor zwei. Sofern kein Risiko der Induktion deterministischer Strahlungseffekte besteht, sollte daher eine erhöhte Kollimation während der Durchleuchtung das Risiko stochastischer Effekte beim Patienten verringern und wird daher dringend empfohlen.

Die Verwendung der Kollimation in der Durchleuchtung hat keinen signifikanten Einfluss auf die Gesamtbildqualität in Bezug auf die räumliche Auflösung oder Streuung, wenn das Eingangsgesichtsfeld II unverändert bleibt. Die räumliche Auflösungsleistung, die sich umgekehrt proportional zum Eingangsgesichtsfeld verhält, ist konstant (beachten Sie, dass sich das Anzeigegesichtsfeld in den Abbildungen Q, R und S nicht ändert). Es ist nicht zu erwarten, dass sich die Menge der Streustrahlung durch die Verringerung der gesamten exponierten Patientenmasse signifikant ändert; die Durchleuchtung wird mit Hilfe von Streustrahlen-Entfernungsgittern durchgeführt, die 90 % oder mehr der Streustrahlung eliminieren. Jede Verringerung der Streustrahlung in Abbildung S im Vergleich zu Abbildung O wäre wahrscheinlich viel zu gering, um für die meisten klinischen Anwendungen wahrnehmbar zu sein.

Schädelphantom

Abbildung T	Abbildung U

Abbildung T zeigt ein Bild aus einer nichtkollimierten Durchleuchtung, die mit einem Sichtfeld von 25 cm durchgeführt wurde. Die Durchleuchtungstechniken für dieses Bild waren 74 kV/2,2 mA, und die entsprechende Eingangsluftkerma-Rate betrug 26 mGy/Minute. Beachten Sie die Helligkeit am Rand des Bildes, wo der Röntgenstrahl direkt auf den Bildverstärker trifft, was den Kontrast der anatomischen Merkmale von Interesse verringert. Abbildung Q zeigt die Verbesserung des Darstellungskontrasts durch den Einsatz der Kollimation. In Abbildung U wurde eine Röntgentechnik mit 83 kV/2,6 mA verwendet, was zu einer Eintrittskerma von 40 mGy/Minute führte. In diesem Beispiel stehen Überlegungen zur Bildqualität im Vordergrund, und die Verwendung der Kollimation wird wegen der deutlichen Verbesserung des resultierenden Darstellungskontrasts dringend empfohlen (d. h. der Darstellungskontrast wird nicht „verschwendet“, um die Luft um den Patienten herum darzustellen).