Articles

Kollimationseffekter

Kollimation av röntgenstrålar för röntgen- och fluoroskopiprojektionsbilder är viktigt av skäl som rör patientdos och bildkvalitet. Aktiv kollimering till den intressanta volymen minskar den totala integrerade dosen till patienten och minimerar därmed strålningsrisken. Mindre bestrålad volym leder till mindre röntgenspridning som träffar detektorn. Detta resulterar i förbättrad ämneskontrast och bildkvalitet.

Röntgenfältskollimation skiljer sig från användningen av elektronisk förstoring genom att det förvärvade synfältet förblir konstant, och det finns ingen förbättring av den resulterande rumsliga upplösningsförmågan (se nedan). Användningen av kollimation kommer dock normalt att minska bildens ljusstyrka och kräva en motsvarande ökning av strålningsdosen till patienten, dock inte till samma nivå som när elektronisk förstoring används, eftersom förstoringsvinsten är oförändrad.

Pelvisfantom

Figur Q Figur R Figur S

De tre bilderna ovan (Q, R och S) visar effekten av att kollimera röntgenstrålen samtidigt som ett konstant synfält med en diameter på 38 cm bibehålls. När man kollimerar röntgenstrålen genom att gå från figur Q till figur S exponeras mindre av patienten, men bildegenskaperna för det centrala området är i stort sett oförändrade. I synnerhet finns det ingen förbättring av den rumsliga upplösningen som kan uppnås genom användning av elektronisk zoom där det förvärvade synfältet minskas elektroniskt (se ovan). På bilden i figur Q användes 77 kV/2,5 mA, vilket resulterade i en kermahastighet på 39 mGy/minut. I bilden i figur R användes däremot 79 kV/2,6 mA vilket resulterade i en kermahastighet på 40 mGy/minut och i bilden i figur S användes 84 kV/2,7 mA vilket resulterade i 46 mGy/minut.

Användning av kollimation ökar generellt kermahastigheten vid ingång, vilket är ett mycket viktigt övervägande om det finns någon möjlighet att framkalla deterministiska effekter som epilering och erytem. Tröskeldosen för deterministiska effekter antas dock konservativt vara minst ~2 Gy, och det är troligt att detta värde endast uppnås inom interventionell radiologi. För de flesta fluoroskopiundersökningar förväntas inga deterministiska effekter, och patientstrålningsrisken är proportionell mot den totala energi som tillförs patienten. Den stokastiska strålningsrisken är därför proportionell mot produkten av luftkermahastigheten vid ingångsexponering och den exponerade ytan. Om den exponerade ytan halveras kommer motsvarande ökning av kermahastigheten vid ingången att vara mindre än en faktor två på grund av den ökade spänningen i röntgenröret. Följaktligen, förutsatt att det inte finns någon risk för induktion av deterministiska strålningseffekter, bör ökad kollimation under fluoroskopi minska risken för patientens stokastiska effekter, och rekommenderas därför starkt.

Användningen av kollimation vid fluoroskopi påverkar inte nämnvärt den övergripande bildkvaliteten när det gäller rumslig upplösning eller spridning när det II inkommande synfältet är oförändrat. Den spatiala upplösningsprestandan, som är omvänt proportionell mot det ingående synfältet, är konstant (observera att displayens synfält inte förändras i figurerna Q, R och S). Mängden spridning förväntas inte förändras nämnvärt på grund av minskningen av den totala exponerade patientmassan; fluoroskopi utförs med hjälp av galler för avlägsnande av spridning som eliminerar 90 % eller mer av den spridda strålningen. En eventuell minskning av spridningen i figur S jämfört med figur O skulle sannolikt vara alldeles för liten för att vara märkbar för de flesta kliniska tillämpningar.

Skullfantom

Figur T Figur U

Figur T visar en bild från en icke-kollimerad fluoroskopikörning som erhållits med ett 25 cm synfält. Den radiografiska tekniken för denna bild var 74 kV/2,2 mA, och motsvarande kermahastighet i inkommande luft var 26 mGy/minut. Observera ljusstyrkan i kanten av bilden där röntgenstrålen direkt träffar bildförstärkaren, vilket minskar kontrasten för de anatomiska detaljerna av intresse. Figur Q visar den förbättring som uppnås när det gäller bildkontrast genom användning av kollimation. I figur U användes röntgentekniken 83 kV/2,6 mA, vilket resulterade i en kermahastighet på 40 mGy/minut. I det här exemplet är bildkvaliteten viktigast, och användning av kollimation rekommenderas starkt på grund av den markanta förbättringen av den resulterande bildkontrasten (dvs. bildkontrasten ”slösas inte bort” för att avbilda luften runt patienten).