Filtráció (szűrés)
A RadiWiki wikiből
Mivel a röntgensugárzás különböző energiájú fotonokból épül fel, bizonyos fotonok könnyebben áthatolnak egy adott anyagon, mint mások. A fotonok ezen szelektív attenuációját – mely energiájuktól függ – filtrációnak nevezzük. Az izom esetén a 10 keV-nél kisebb energiájú fotonok nem penetrálnak, az összes ilyen foton a szövetben elnyelődik.
Az alacsony energiájú fotonok kis penetrációját a magas attenuációs érték is jelzi. A magas attenuációs együttható érték a fotoelektromos kölcsönhatásra jellemző, melynek valószínűsége ebben az energiatartományban rendkívül nagy. A 10-25 keV tartományban a penetráció az energia függvényében gyorsan nő. 40 keV fölött a sugárzás penetrációja tovább nő, de sokkal lassabb mértékben emelkedik. A 20 keV alatti fotonok gyenge penetrációs képessége külön figyelmet érdemel. Ennél az energiánál az 1 cm szöveten át történő penetráció értéke 0,45, mely azt jelenti, hogy 15 cm vastag szöveten a sugárzás penetrációja: P = (0,45)15 = 0,0000063
Ugyanakkor egy 50 keV energiájú foton penetrációja az 1 cm vastag izomszöveten kb. 0,8, így a 15 cm vastag izmon: P = (0,8)15 = 0,035
Ez azt jelenti, hogy 50 keV energiájú fotonok egy része (3,5%) penetrál a 15 cm vastag lágyrészen, míg a 20 keV energiájú fotonok gyakorlatilag egyáltalán nem hatolnak át. Ebből következik, hogy az energiaspektrum alacsony tartományát reprezentáló fotonok nem vesznek részt a röntgenkép kialakításában, ugyanakkor növelik a páciens sugárterhelését. Az emberi szövetek tehát az alacsony energiájú fotonokat szelektív módon kiszűrik. Ennek a problémának egy egyszerű megoldása az lehet, ha a röntgensugár útjába egy olyan anyagot helyezünk, mely a betegbe való belépés előtt kiszűri a röntgensugárzásból az alacsony energiájú fotonokat. A diagnosztikai röntgenkészülékekben erre a célra alumíniumot használnak.
Az ábrán egy 1 mm vastag alumíniumon való sugárzáspenetráció látható. Jellemző, hogy a legtöbb röntgenkészülék több mm alumíniumnak megfelelő szűrőt tartalmaz. A szűrés nem mindig alumíniumszűrőkkel történik, mivel számos „tárgy” hozzájárul a kilépő röntgensugárzás szűréséhez: például a röntgencső ablaka, a kollimátor tükör, fluoroszkópiás készüléknél az asztallap, stb. Egy adott röntgenkészüléknél a szűrés teljes mennyiségét alumínium-vastagság ekvivalensben adják meg. A szűrés jelentősen befolyásolja a spektrum alakját. Mivel a szűrés szelektíven abszorbeálja az alacsony energiájú fotonokat, a röntgensugárzás effektív energiáját eltolja (jobbra tolja). Az ábrán összehasonlíthatjuk a filtráció nélküli, valamint 1 és 3 mm alumíniumszűrő esetén kapott spektrumokat. Látható, ahogyan a filtrációt emeljük, a röntgen fotonok száma jelentősen csökken. Ez a csökkenés ugyanakkor leginkább a 40 keV alatti fotonok mennyiségére igaz, melyek a röntgenkép keletkezése szempontjából alig kapnak szerepet, de a beteg sugárterhelését jelentősen növelnék. A filtráció tehát növeli a röntgensugárzás penetrációját (FRV) az alacsony energiájú fotonok szűrése, illetve eltávolítása révén. Az FRV értéket a szűrés megfelelőségének jellemzésére is használják. Az FRV érték a röntgenkészülék minőségi mutatója is egyben, melyet a minőségbiztosításban és a hatósági előírásokban is felhasználnak.
A filtráció befolyásolja a röntgensugárzás intenzitását és ezáltal van hatása a denzitásra is. Ez érvényes mindenfajta filtrációra, úgymint például belső és külső filtrációra. Ha a filtráció növekszik, akkor a denzitás csökken. Ha a külső filtráción változtatunk, mely ritkán történik meg, a röntgensugárzás felezőréteg vastagságát újból meg kell határozni és a megfelelő mAs kompenzációt végrehajtani.
