Jakým způsobem ovlivňuje napětí rtg svazku dávku pacientovi?

Proč u skiagrafie klesá dávka pacientovi s rostoucí hodnotou napětí (ale jenom někdy), ale u CT tomu tak není, resp. je to přesně naopak?
—————————————————————————————–

Nejprve ke skiagrafii:
Budu-li mít skiagrafický rtg systém bez expoziční automatiky, tak tam platí, že s rostoucím napětím roste dávka pacientovi, protože s rostoucím napětím roste nejen pronikavost, ale i množství vyprodukovaných fotonů (celkově fluence energie). Tedy nezměním-li hodnotu mAs, ale pouze zvednu hodnotu napětí, vzroste s vyšší hodnotou napětí i dávka pacientovi, protože se vyprodukuje více rtg fotonů, navíc i vyšší energie, vzroste i dávka na receptoru obrazu. Platí zde tzv. „pravidlo 15%“ neboli zvednu-li napětí o 15%, bude fluence energie rtg fotonů o 50% vyšší. V praxi to pak znamená, že s nárůstem napětí o 15% je potřeba snížit hodnotu mAs o 50%, abych dostala stejnou energii na receptoru obrazu.

Ačkoliv je fluence energie úměrná druhé mocnině napětí, v praxi je to více než jen druhá mocnina. Při nižším napětí jsou ve spektru zastoupeny více nízkoenergetické fotony, které jsou pohlceny základní filtrací (kryt rentgenky, chladící olej), zatímco při vyšším napětí nejsou odfiltrovány v takové míře. Takže fluence energie roste s vyšším napětím rychleji než jen s druhou mocninou, někdy se uvádí, že je to téměř třetí mocnina.

Situace je ale jiná v případě skiagrafického rtg systému s expoziční automatikou. Expoziční automatika funguje tak, že jakmile na ni dopadne dostatečná energie záření, tak expozici ukončí. Nechť je při rtg vyšetření na takovém rtg systému použito určité napětí a určitá hodnota mAs. Zvednu-li napětí o 15%, tak se mi automaticky sníží hodnota mAs přibližně o 50%. Tím dostanu na expoziční automatice stejnou fluenci energie. Ale dávka pacientovi se zmenší, protože mnohem více záření pacientem proletí a dopadne na receptor obrazu než v případě nižší hodnoty napětí, kdy se více rtg fotonů pohltí v pacientovi.

Nevýhodou vyšší hodnoty napětí je ztráta kontrastu v důsledku většího množství rozptýleného záření, což může u některých expozic vyžadovat zvýšení hodnoty proudu (množství rtg fotonů).

Nyní k CT:
Nechť mám CT skener s automatickou modulací proudu a napětí. Provedu vyšetření při 120 kV a dávka pacientovi, resp. hodnota CTDI nebo DLP, dosáhne určité hodnoty. Snížím-li hodnotu napětí na 80 kV, sníží se i dávka pacientovi, resp. CTDI nebo DLP. Důvodem je rozdílný způsob optimalizace, CT optimalizuje obraz na poměr kontrast vs. šum, na rozdíl od skiagrafických rtg systémů, které optimalizují na fluenci energie dopadající na receptor obrazu (v případě systémů s expoziční automatikou). CT skener se vždy snaží o získání konstantní hodnoty kontrast/šum, je-li kontrast vyšší, pak je akceptovatelný i vyšší šum a naopak.

Při nižší hodnotě napětí na CT mi vzroste zastoupení fotoefektu, tj. získávám podstatně lepší kontrast v obraze. S lepším kontrastem si můžu dovolit vyšší šum, který tam dozajista je, protože mám méně rtg fotonů a taktéž jsou nižší energie, tj. menší pronikavosti. Přesto dosáhnu požadované hodnoty kontrast/šum. Takže pak platí, že s nižší hodnotou napětí klesá dávka pacientovi, i když celkově je výsledný obraz podstatně více zašuměný než v případě vyšší hodnoty napětí.

Proto u CT platí, že s nižší hodnotou napětí klesá dávka pacientovi, ale podstatně narůstá šum v obraze, o kterém se většinou nemluví.

S napětím 140 kV dochází k velké ztrátě kontrastu, proto musím požadovaný poměr kontrast/šum „nahnat“ tím, že snížím významně šum, čehož dosáhnu vyšším počtem vyprodukovaných rtg fotonů, čemuž odpovídá vyšší dávka pacientovi. Takže s vyšším napětím narůstá dávka pacientovi.

Závěr:
Použiji-li skiagrafický rtg systém bez expoziční automatiky, pak platí, že s rostoucí hodnotou kV (bez změny hodnoty mAs) roste dávka pacientovi.

Použiji-li skiagrafický rtg systém s expoziční automatikou, pak platí, že s rostoucí hodnotou kV mi klesá dávka pacientovi, protože automatika mi sama sníží hodnotu mAs na potřebnou hodnotu.

U CT platí, že s nižší hodnotu kV je menší i dávka pacientovi, ale obraz je více zašuměný.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *