Abstract
Purpose: To investigate the influence of X-ray tube voltage and filtration on image quality
in terms of contrast-to-noise ratio (CNR) and dose for digital radiography of distal
pediatric extremities and to determine conditions that give the best balance of CNR
and patient dose.
Materials and Methods: In a phantom study simulating the absorption properties of distal extremities, the
CNR and the related patient dose were determined as a function of tube voltage in
the range 40 – 66 kV, both with and without additional filtration of 0.1 mm Cu/1 mm
Al. The measured CNR was used as an indicator of image quality, while the mean absorbed
dose (MAD) – determined by a combination of measurement and simulation – was used
as an indicator of the patient dose.
Results: The most favorable relation of CNR and dose was found for the lowest tube voltage
investigated (40 kV) without additional filtration. Compared to a situation with 50 kV
or 60 kV, the mean absorbed dose could be lowered by 24 % and 50 %, respectively,
while keeping the image quality (CNR) at the same level.
Conclusion: For digital radiography of distal pediatric extremities, further CNR and dose optimization
appears to be possible using lower tube voltages. Further clinical investigation of
the suggested parameters is necessary.
Zusammenfassung
Ziel: Ziel der Untersuchung war es, den Einfluss von Röntgenröhrenspannung und Vorfilterung
auf Bildqualität, ausgedrückt durch das Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), und die
Dosis bei digitalen Röntgenaufnahmen distaler kindlicher Extremitäten zu untersuchen
und die Bedingungen zu bestimmen, bei denen das beste Verhältnis von CNR und Patientendosis
erreicht wird.
Material und Methoden: Mittels eines Phantoms, welches die Absorptionseigenschaften kindlicher distaler
Extremitäten simuliert, wurden das CNR und die damit verknüpfte Patientendosis für
Röhrenspannungen von 40 bis 66 kV mit und ohne Zusatzfilter von 0,1 mm Cu/1 mm Al
bestimmt. Das gemessene CNR diente als Maß für die Bildqualität, während die mittlere
absorbierte Dosis (MAD) aus einer Kombination von Messung und Simulation als Maß für
die Patientendosis ermittelt wurde.
Ergebnisse: Das vorteilhafteste Verhältnis von CNR und Dosis ergab sich für die niedrigste untersuchte
Röhrenspannung (40 kV) und ohne Zusatzfilterung. Im Vergleich zu Aufnahmen bei 50 kV
und 60 kV konnte die mittlere absorbierte Dosis bei Beibehaltung der Bildqualität
(des CNR) um 24 % bzw. 50 % gesenkt werden.
Schlussfolgerung: Durch Verwendung niedrigerer Röhrenspannungen erscheint für die digitale Radiographie
distaler kindlicher Extremitäten eine weitergehende Optimierung von CNR und Dosis
möglich. Die Relevanz der Ergebnisse für klinische Anwendungen muss weiter überprüft
werden.
Key words
extremities - digital radiography - image quality - patient dose - contrast-to-noise
ratio (CNR) - mean absorbed dose (MAD)
