Automatic exposure control for digital radiography without a physical anti-scatter grid
No Thumbnail Available
Date
2025-09-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Purpose: This study aimed to find a factor R for different parameter settings
that can be used to adjust the AEC preset value, in order to maintain a
constant amount of primary radiation to the detector when the anti-scatter grid
is removed. Method and materials: A factor R was calculated as the fraction
between dose-area product (DAP) with and without an anti-scatter grid, from
each exposure on polymethylmethacrylate (PMMA) phantoms, multiplied with a
primary transmission factor Tp. These measurements lead to a deeper understanding
of how varying PMMA thickness, kV and field size would influence R. Second,
anthropomorphic phantoms were examined, with a built-in AEC assistance detector
(BiAA), while increasing their thicknesses and using different kV and field sizes.
An adult chest phantom were examined in anteroposterior (AP) and lateral (LAT)
projections (AP/LAT thickness: 21/29, 27/35, 32/39 cm). An adult pelvis and hip
phantom (thickness: 23, 29, 35 cm) was examined in AP projection. A pediatric
chest phantom (thickness: 15 cm) was examined in AP projection. Results: The Rs
from examination of the PMMA resulted in an increase as the thickness increased.
This trend was also observed when the field size increased. However, as the
kV increased, R decreased. The adult chest (thickness: 21, 27 and 32 cm) AP
examination resulted in Rs of 1.13, 1.36 and 1.59. The adult chest (thickness: 29,
35, 39 cm) LAT examination resulted in Rs of 1.20, 1.36 and 1.51, with 141 kV.
The adult pelvis (thickness: 23, 29, 35 cm) AP examination resulted in Rs of 2.89,
3.49 and 4.13 with 70 kV. The Rs for the hip examination were 2.34, 2.95 and 2.62.
The pediatric chest (thickness: 15 cm) AP examination resulted in an R of 1.08.
Discussion and conclusion: R had a similar relative increase for the examination of
the adult chest and pelvis with increasing thickness, but R was higher for the pelvis.
The change in R between the different thicknesses and phantoms was substantial,
which implies the importance of optimizing the examination protocol according to
patient size during a gridless examination with AEC. The difference in R also means
that the protocol should include a combination of R for a specific anatomic region
and patient size, for a finer adjustment of the AEC preset dose. The results of the
pediatric phantom measurement, where two different mA were used, the lower mA
increased the exposure time. However, the exposure time remained shorter than
the minimum recommended by the generator manufacturer. This implies that for
smaller thicknesses, the AEC may not be reliable. This study can be used as a base
for further studies, and the performance of virtual anti-scatter grids and its impact
on image quality needs to be investigated.
Description
Syfte: Syftet med denna studie var att finna en faktor R för olika
parameterinställningar som kan användas för att justera den förinställda
AEC-dosen, i syfte att bibehålla en konstant mängd primärstrålning till detektorn
när det fysiska rastert tas bort. Metod och material: Först beräknades en faktor
R, från dos-area-produkten (DAP) för AEC exponeringar med och utan ett raster
multiplicerat med en primärtransmissions faktor, på flera PMMA-fantom. Dessa
mätningar skapade en djupare förståelse om hur varierande PMMA-tjocklek, kV och
fältstorlek skulle påverka R. För det andra, undersöktes antropomorfa fantom och
samtidigt som deras tjocklek ökade, varierade även kV och fältstorlek i mätningarna.
Ett vuxen thoraxfantom undersöktes i anterioposterior (AP) och laterala (LAT)
projektioner (AP/LAT-tjocklek: 21/29, 27/35, 32/39 cm). Ett vuxen bäckenoch höftfantom (tjocklek: 23, 29, 35 cm) undersöktes i AP-projektion. En
pediatrisk thoraxfantom (tjocklek: 15 cm) undersöktes i AP-projektion och med
två olika milliampere (mA), 25 och 50 mA. Resultat: R från mätningar av PMMA
resulterade i en ökning när tjockleken ökade. Denna trend observerades också
när fältstorleken ökade. När kV ökade, minskade R. AP-undersökning av det
vuxna thoraxfantomet (AP-tjocklek: 21, 27 och 32 cm) resulterade i R på 1.13,
1.36 och 1.59, med 125 kV. LAT-undersökningen av det vuxna thoraxfantomet
(LAT-tjocklek: 29, 35, 39 cm) resulterade i R på 1.20, 1.36 oh 1.51 med 141
kV. AP-undersökningen för det vuxna bäckenfantomet (tjocklek: 23, 29, 35 cm)
resulterade i R på 2.89, 3.49 och 4.13 med 70 kV. R för höftundersökningen var
2.34, 2.95 och 2.62. AP-undersökningen på det pediatriska fantomet (tjocklek: 15
cm) resulterade i R på 1.08. Diskussion och sammanfattning: R hade en liknande
relativ ökning för undersökningen av det vuxna thoraxfantomet och bäckenfantomet
med ökande tjocklek, men R var högre för bäckenet. Förändringen i R mellan de
olika tjocklekarna och fantomen var betydande, vilket innebär att optimering av
undersökningsprotokollet utifrån patientstorlek innan en undersökning, utan fysiskt
raster, är viktigt. Skillnaden i R innebär också att protokollet bör innehålla en
kombination av R för en specifik anatomisk region och patientstorlek, för en finare
justering av AEC-dosen. Resultatet från mätningen med det pediatriska fantomet,
där två olika mA-inställningar användes, visade att den lägre mA-nivån ökade
exponeringstiden. Exponeringstiden var dock fortfarande kortare än den minimitid
som rekommenderas av tillverkaren av generatorn. Detta antyder att AEC kanske
inte är tillförlitlig vid mindre kroppstjocklekar. Denna studie kan användas som
grund för vidare forskning, och prestandan hos virtuella antistrålningsgaller samt
deras inverkan på bildkvaliteten behöver undersökas.
Keywords
Anti-scatter grid, PMMA, anthropomorphic phantom, built-in AEC detector