Expositionsparameter (Radiologie)
Definition
Expositionsparameter sind technische Einstellgrößen in der Radiologie, welche die Erzeugung von Röntgenstrahlung sowie die Strahlenexposition und Bildqualität beeinflussen.
Hintergrund
Die Expositionsparameter bestimmen die Anzahl und Energie der erzeugten Röntgenphotonen und sind damit zentrale Stellgrößen zur Optimierung von Bildqualität und Dosis im Sinne des ALARA-Prinzips. Expositionsparameter sind von geräteinternen Nachverarbeitungs- und Rekonstruktionsverfahren (z.B. Iterative Rekonstruktion) zu unterscheiden, welche die Bildqualität nach der Datenerfassung beeinflussen. Automatische Systeme wie die Belichtungsautomatik oder die Dosismodulation passen Expositionsparameter während der Untersuchung dynamisch an.
Systematik
Expositionsparameter lassen sich physikalisch in zwei Gruppen einteilen:
- Photonenanzahl (Quantität): bestimmt durch Röhrenstrom, Belichtungszeit bzw. Rotationszeit und Röhrenstrom-Zeit-Produkt. Entscheidend für Quantenrauschen und Signal-Rausch-Verhältnis
- Photonenenergie (Qualität): bestimmt durch die Röhrenspannung. Entscheidend für Durchdringung und Kontrast
In der Computertomographie beeinflusst zusätzlich der Pitch die effektive Dosisverteilung.
Einfluss auf Bildqualität und Dosis
Die wichtigsten Zusammenhänge sind vereinfacht:
| Parameter | beeinflusst | Bildqualität | Dosis |
|---|---|---|---|
| Röhrenstrom (mA) | Photonenanzahl | Rauschen ↓ | ↑ linear |
| Belichtungszeit / Rotationszeit (s) | Photonenanzahl | Rauschen ↓ (aber Bewegungsartefakte ↑) | ↑ linear |
| Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mAs) | Gesamtphotonen | Rauschen ↓ | ↑ linear |
| Röhrenspannung (kV) | Photonenergie | Kontrast ↓, Durchdringung ↑ | ↑ überproportional |
| Pitch (CT) | Datendichte pro Volumen | Rauschen ↑ bei ↑ Pitch | ↓ bei ↑ Pitch |
Dosismodulation und Referenz-mAs
In der Computertomographie werden Expositionsparameter häufig automatisch angepasst. Das Referenz-mAs ist ein vom Anwender vorgegebener Zielwert für das Röhrenstrom-Zeit-Produkt. Es definiert das gewünschte Bildrauschen für eine Referenzsituation. Bei aktivierter Dosismodulation passt das System den tatsächlichen Röhrenstrom kontinuierlich an die Abschwächung des Patienten an:
- bei geringer Abschwächung → mAs ↓
- bei hoher Abschwächung → mAs ↑
Dadurch wird eine möglichst konstante Bildqualität erreicht.
Das effektive mAs berücksichtigt den Einfluss des Pitch: