Таким образом, создание микрофокусного источника рентгеновского излучения приводит к необходимости изменять в процессе проведения рентгеновского исследования электрические параметры (ток и напряжение) трубки. Ниже рассматривается влияние изменения этих параметров на качество теневого рентгеновского изображения.
Как известно, связь между экспозиционной дозой, током и напряжением трубки выражается [2] полуэмпирической зависимостью
(1)
где J – интенсивность излучения, к – коэффициент пропорциональности, iа – ток трубки, ZМ – атомный номер материала мишени, U – рабочее напряжение трубки, R – расстояние, на котором измеряется интенсивность. Степень n определяется типом рентгеновского исследования.
Снижение тока трубки ведет к снижению мощности излучения (плотности потока энергии), что, естественно ведет к снижению экспозиционной дозы. Для сохранения значения, необходимой для просвечивания исследуемого объекта необходимо повышать напряжение трубки.
Теоретические исследования [3] показывают, что использование повышенного напряжения (при сохранении равной с традиционной экспозиционной дозы) ведет к снижению количества поглощенной объектом энергии ввиду повышения эффективной энергии излучения и, как следствие, проникающей способности квантов.
Жесткая съемка, подразумевающая использование микрофокусного источника и экспозицию при повышенном напряжении позволяет значительно повысить такие показатели качества теневого рентгеновского изображения как резкость и, в области высоких пространственных частот, контрастность.
Таким образом, обусловленный применением микрофокусных трубок переход к использованию более высокого, чем используемое традиционно, напряжения ведет:
- к достижению требуемой экспозиционной дозы при меньшей электрической мощности трубки (кроме того, применение вынесенного полого анода позволяет, приблизив фокусное пятно к объекту, еще более снизить мощность трубки),
- к снижению эффективной эквивалентной дозы за счет повышения жесткости спектра.
Кроме того, повышение эффективной энергии квантов в спектре (повышение жесткости излучения) ведет к тому, что через исследуемый объект проходит большая часть квантов и, как следствие, интенсивность излучения у детектора (рентгенопленки или рентгенотелевизионной системы) также становится выше. Указанная особенность позволяет, с учетом рассматривавшихся выше факторов, еще более снизить мощность трубки.
В медицинской диагностике снижение мощности трубки приведет к снижению лучевой нагрузки на пациента, что на сегодняшний день является одним из определяющих требований при разработке новой медицинской рентгенодиагностической аппаратуры, при промышленном просвечивании снижение экспозиционной дозы также важно с точки зрения защиты персонала.
Далее рассмотрим совокупное влияние на качество (резкость и контрастность) теневого рентгеновского изображения одновременно трех факторов: малого (менее 100 мкм) размера фокусного пятна, низкого тока трубки и повышенного, по сравнению с традиционным, рабочего напряжения трубки.
Что касается резкости изображения, то уменьшение размеров фокусного пятна дает ощутимые преимущества, так как, во-первых, позволяет различать на рентгеновском снимке исследуемые объекты значительно меньших размеров, а, во-вторых, позволяет использовать сближенную геометрию съемки, что ведет к повышению эффективности исследований (за счет возможности прямого увеличения при рентгеносъемке).
Значительно меньшее внимание в литературе уделено влиянию рассматриваемых нами факторов на контрастность изображения.
С одной стороны, очевидно, что повышение рабочего напряжения трубки приводит к некоторому снижению контраста теневого рентгеновского изображения ввиду меньшего поглощения более жестких квантов рентгеновского излучения как в исследуемом объекте, так и меньшей чувствительностью к жестким квантам самой регистрирующей системы. Однако в настоящее время использование ориентированных на более жесткое излучение регистрирующих систем позволяет с высокой степенью эффективности регистрировать кванты с энергиями 200 – 400 кэВ, поэтому на ухудшении контраста в основном сказывается снижение поглощения квантов в объекте.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.