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Collimation Effects

X線撮影や透視投影画像のためのX線ビームコリメーションは、患者の線量と画質の理由から重要である。 関心のある体積に積極的にコリメートすることにより、患者への全体の積分線量を減らし、したがって放射線リスクを最小にすることができる。 照射される体積が少なければ、検出器に入射するX線散乱も少なくなる。

X線フィールドコリメーションは、取得した視野が一定のままであり、結果として得られる空間分解能性能に向上がない点で電子拡大の使用とは異なります(下記を参照)。 しかし、コリメーションを使用すると、通常、画像の明るさが低下し、電子拡大鏡を使用した場合のレベルまでではないものの、ミニフィケーションゲインは変化しないため、患者への放射線入口皮膚線量に対応する増加が必要となる。

骨盤ファントム

図Q 図R 図S

上の3つの画像(Q, R、S)は、直径38cmの入力視野を一定に保ちながら、X線ビームをコリメートした場合の効果を示している。 図Qから図SへとX線ビームをコリメートしていくと、患者の被爆量は少なくなりますが、中心部の画像特性は基本的に変わりません。 特に、取得した視野を電子的に縮小する電子ズームの使用によって達成できる空間分解能の向上はない(上記参照)。 図Qの画像は77kV/2.5mAを使用し、入口空気カーマ率は39mGy/分となった。 対照的に、図Rの画像は79 kV/2.6 mAを使用し、40 mGy/分の入口空気カーマ率となり、図Sの画像は84 kV/2.7 mAを使用し、46 mGy/分となった。

コリメーションの使用は一般的に入口空気カーマ率を高め、これは脱毛や紅斑などの確定的効果を引き起こす可能性がある場合には非常に重要な考慮事項である。 しかし、決定論的効果の閾値は保守的に少なくとも2Gyとされており、この値に達するのはインターベンショナルラジオロジーにおいてのみであろう。 ほとんどの透視検査では決定論的効果は期待できず、患者の放射線リスクは患者に付与される全エネルギーに比例する。 したがって、確率的放射線リスクは、入口被ばく空気カーマ率と被ばく面積の積に比例する。 露光面積が半分になれば、X線管電圧の上昇により、それに対応する入口空気カーマ率の増加は2分の1以下になる。 したがって、決定論的な放射線影響の誘発のリスクがない限り、透視中のコリメーションを増やすことは、患者の確率的影響のリスクを減らすはずであり、したがって強く推奨される。

透視中のコリメーションの使用は、II入力視野が変化しない場合、空間分解能や散乱に関して全体の画像品質に大きな影響を及ぼさない。 入力視野に反比例する空間分解能性能は一定である(図Q、R、Sでは表示視野が変化しないことに注意)。 散乱線の量は、被曝した患者の総質量の減少によって大きく変化することはないと考えられる。透視検査は、散乱線を90%以上除去する散乱線除去グリッドを用いて行われる。 図Sにおける図Oに対する散乱の減少は、ほとんどの臨床応用において感知するにはあまりにも小さいと思われる。

スカルファントム

図T

図U

図Tは非画像の一コマであり、図Tは図Uからのフレームを示す。25cmの視野で行われたコリメートされた透視検査で得られた。 この画像のX線撮影技術は74 kV/2.2 mAであり、対応するエントランスエアカーマレートは26 mGy/分であった。 X線ビームがイメージインテンシファイアに直接衝突し、関心のある解剖学的特徴の表示コントラストを低下させる、画像端の明るさに注意してください。 図Qは、コリメーションによって表示コントラストが改善されることを示しています。 図Uでは、使用したX線撮影技術は83kV/2.6mAで、入口空気カーマ率は40mGy/分となった。 この例では、画質の考慮が最も重要であり、結果として生じる表示コントラストの顕著な改善(すなわち、表示コントラストが患者の周囲の空気を描写するために「無駄に」ならない)のため、コリメーションの使用が強く推奨される<527>。