Titelaufnahme

Titel
The variability in kerma output and radiation quality of medical diagnostic x-ray units / Khadoudja Meghzifene
VerfasserMeghzifene, Khadoudja
Begutachter / BegutachterinAiginger, Hannes ; Nowotny, Robert
Erschienen2004
UmfangIII, 154, A-25 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. u. Techn. Univ., Diss., 2004
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Röntgendiagnostik / Röntgenröhre / Alterung / Anode
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-9582 Persistent Identifier (URN)
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The variability in kerma output and radiation quality of medical diagnostic x-ray units [7.6 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Mit der Gebrauchsdauer von Röntgenröhren in der medizinischen Röntgendiagnostik nimmt die Rauhigkeit der Anodenoberfläche wegen der hohen Leistungsdichte im Brennfleck zu. Dieser Effekt der Röhrenalterung erhöht die inhärente Filtration der Röntgenröhre, die eine Reduktion der Strahlenausbeute und eine Änderung der Strahlenqualität zur Folge haben.

Zur Untersuchung dieses Effekts wurden an 8 Brennfleckbahnen von außer Betrieb genommenen Röntgenröhren die Oberflächen-profile und die Rauhigkeit gemessen. Die Oberflächenprofile wurden dann für eine Simulation von Röntgenspektren benutzt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine erhöhte Rauhigkeit zu einer zusätzlichen Schwächung der Röntgenstrahlung in der Wolframanode führt. Die Anode mit der grössten Rauhigkeit (Ra=5.22 m) ergab eine mittlere zusätzliche Schichtdicke in Strahlrichtung von etwa 18 m und einen Verlust in der Strahlungsausbeute von 30% bei 70 kV Röhrenspannung. Die Auswirkungen auf mittlere Photonenergie und HWS sind insgesamt geringer, aber am deutlichsten um etwa 70 kV and am geringsten bei 140 kV. Dies ist auf die K-Kante im Schwächungskoeffizient von Wolfram bei 69.5 keV zurückzuführen.

Um den Einfluß der Röhrenalterung auf Strahlungsausbeute, HWS und gesamte Filtration zu untersuchen, wurden an 19 klinischen Röntgengeräten Schwächungskurven mit Aluminiumfiltern durch Messung der Kerma frei in Luft aufgenommen. Es wurde eine neue Methode zur Bestimmung der gesamten Filterung aus den Schwächungskurven unter Berücksichtigung der Anodenrauhigkeit entwickelt. Die Dicke der derart ermittelten Wolframschicht variiert von 2.43 m bis 11.89 m, die einer Rauhigkeit Ra von 1.5 bis 4.5 m entspricht. Diese Rauhigkeit liegt mit guter Übereinstimmung in dem Bereich, der aus den Messungen an den Anoden ermittelt wurde. Da die Filtration üblicherweise als Aluminium-Äquivalent angegeben wird, wurde diese Verfahren auch für Al-Filter angewandt. Es ergaben sich Filterdicken von 0.34 bis 1.72 mm Al. Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkungen der Röhrenalterung auf die Röntgenstrahlung auch durch eine zusätzliche Al-Filterung beschrieben werden kann.

Zusammenfassung (Englisch)

The use of diagnostic x-ray tubes results in an increased roughness of the anode surface. This effect of tube ageing increases the inherent filtration of the x-ray tube, herby reducing kerma output and changing radiation quality. To study this effect, used rotating anodes were collected; the surface profiles and surface roughness of 8 focal tracks were determined. The surface profiles were then used to calculate x-ray spectra using a computer code. The results indicate that an increased roughness induces an additional filtration in the tungsten anode. The roughest surface (Ra=5.22 m) yields a mean additional absorber thickness in direction of the x-ray beam of about 18 m with a corresponding loss in kerma output of about 30% at 70 kV. The effects on mean photon energy and HVL are rather small but highest around 70 kV and lowest at 140 kV. This is due to the K-edge in the attenuation coefficients of tungsten at 69.5 keV.

To study the influence of tube ageing on beam quality with clinical x-ray units, kerma measurements were made for 19 samples as to determine attenuation curves. A fit method for the determination of total filtration including the effects of anode surface deterioration was devised. The thicknesses of the tungsten layers obtained using this method vary from 2.43m to 11.89 m with an associated surface roughness Ra from 1.5 to 4.5m corresponding very well to the thicknesses of the additional absorbing layers determined for rough anodes. A determination of additional filtration in terms of an equivalent aluminium filter gave thicknesses from 0.34 to 1.72 mm aluminium. The results showed that the effects of tube ageing on the X-rays could be described by an additional filtration of aluminium.