La collimazione del fascio di raggi X per la radiografia e la proiezione di immagini in fluoroscopia è importante per la dose al paziente e la qualità delle immagini. Collimare attivamente il volume di interesse riduce la dose integrale complessiva al paziente e quindi minimizza il rischio di radiazioni. Un minor volume irradiato si traduce in una minore dispersione di raggi X incidente sul rivelatore. Questo si traduce in un miglioramento del contrasto del soggetto e della qualità dell’immagine.

La collimazione del campo di raggi X differisce dall’uso dell’ingrandimento elettronico in quanto il campo di vista acquisito rimane costante, e non vi è alcun miglioramento nelle prestazioni della risoluzione spaziale risultante (vedi sotto). Tuttavia, l’uso della collimazione ridurrà normalmente la luminosità dell’immagine, e richiederà un corrispondente aumento della dose di radiazioni all’ingresso della pelle del paziente, anche se non al livello di quando viene utilizzato l’ingrandimento elettronico, perché il guadagno di minificazione è invariato.

Fantasma del bacino

Figura Q	Figura R	Figura S

Le tre immagini mostrate sopra (Q, R, e S) mostrano l’effetto della collimazione del fascio di raggi X pur mantenendo un campo visivo di ingresso di 38 cm di diametro costante. Man mano che si collima il fascio di raggi X passando dalla figura Q alla figura S, viene esposta meno parte del paziente, ma le caratteristiche dell’immagine della regione centrale sono essenzialmente invariate. In particolare, non vi è alcun miglioramento nella risoluzione spaziale che può essere ottenuto con l’uso dello zoom elettronico in cui il campo visivo acquisito viene ridotto elettronicamente (vedi sopra). L’immagine nella Figura Q ha utilizzato 77 kV/2,5 mA che ha portato a un tasso di kerma in aria di ingresso di 39 mGy/minuto. Al contrario, l’immagine nella figura R ha usato 79 kV/2,6 mA che ha portato a un tasso di kerma in aria in entrata di 40 mGy/minuto e l’immagine nella figura S ha usato 84 kV/2,7 mA e ha portato a 46 mGy/minuto.

L’uso della collimazione generalmente aumenta il tasso di kerma in aria in entrata, che è una considerazione molto importante se c’è qualche possibilità di indurre effetti deterministici come epilazione ed eritema. Tuttavia, la dose di soglia per gli effetti deterministici è prudentemente presa per essere almeno ~2 Gy, e questo valore è probabile che sia raggiunto solo in radiologia interventistica. Per la maggior parte degli esami di fluoroscopia non sono previsti effetti deterministici, e il rischio di radiazione del paziente è proporzionale all’energia totale impartita al paziente. Il rischio stocastico di radiazione è quindi proporzionale al prodotto del tasso di kerma dell’aria di esposizione all’ingresso e dell’area esposta. Se l’area esposta viene dimezzata, il corrispondente aumento del tasso di kerma dell’aria di ingresso sarà inferiore a un fattore di due a causa dell’aumento della tensione del tubo a raggi X. Di conseguenza, a condizione che non vi sia alcun rischio di induzione di effetti deterministici delle radiazioni, una maggiore collimazione durante la fluoroscopia dovrebbe ridurre il rischio di effetti stocastici del paziente, ed è quindi fortemente raccomandata.

L’uso della collimazione in fluoroscopia non influenza significativamente la qualità complessiva dell’immagine in termini di risoluzione spaziale o scatter quando il campo visivo di ingresso II è invariato. La prestazione di risoluzione spaziale, che è inversamente proporzionale al campo visivo di ingresso, è costante (si noti che il campo visivo di visualizzazione non cambia nelle figure Q, R e S). La quantità di dispersione non dovrebbe cambiare significativamente dalla riduzione della massa totale esposta del paziente; la fluoroscopia viene eseguita con l’uso di griglie di rimozione della dispersione che eliminano il 90% o più della radiazione diffusa. Qualsiasi riduzione della dispersione nella Figura S rispetto alla Figura O sarebbe probabilmente troppo piccola per essere percepibile per la maggior parte delle applicazioni cliniche.

Fantasma di cranio

Figura T	Figura U

La Figura T mostra un fotogramma da una fluoroscopia noncollimato ottenuto utilizzando un campo visivo di 25 cm. Le tecniche radiografiche per questa immagine erano 74 kV/2,2 mA, e il corrispondente tasso di kerma dell’aria d’ingresso era 26 mGy/minuto. Si noti la luminosità al bordo dell’immagine dove il fascio di raggi X impatta direttamente sull’intensificatore d’immagine, che ridurrà il contrasto di visualizzazione delle caratteristiche anatomiche di interesse. La Figura Q mostra il miglioramento che si ottiene in termini di contrasto di visualizzazione con l’uso della collimazione. Nella Figura U, le tecniche radiografiche utilizzate erano 83 kV/2,6 mA, che hanno portato a un tasso di kerma dell’aria in entrata di 40 mGy/minuto. In questo esempio, le considerazioni sulla qualità dell’immagine sono fondamentali, e l’uso della collimazione è fortemente raccomandato a causa del netto miglioramento del contrasto di visualizzazione risultante (cioè, il contrasto di visualizzazione non è “sprecato” per raffigurare l’aria intorno al paziente).