ピークキロボルト

ピークキロボルト（kVp ）とは、X線を生成するためにX線管に印加される最大高電圧を指します。X線生成中、表面電子は加熱された陰極から熱電子放出によって放出されます。印加電圧（kV）はこれらの電子を陽極ターゲットに向かって加速し、最終的に電子が陽極で停止したときにX線を生成します。したがって、kVpはターゲットに衝突する電子の最大運動エネルギーに対応し、結果として生じるX線放出スペクトルの最大光子エネルギーに比例します。^{[ 1 ]}初期の基本的なX線装置では、印加電圧は主電源ACサイクルごとに1、2、またはそれ以上のパルスで周期的に変化します。脈動DCを測定する標準的な方法の1つは、そのピーク振幅、つまりkVpです。最新のX線発生器のほとんどは、X線管に一定の電位を印加します。このようなシステムでは、kVpと定常状態のkVは同一です。

kVpは、X線画像の「放射線コントラスト」（異なる厚さまたは密度の領域を通過する放射線の比率）と呼ばれる特性を制御します。各身体部位は特定の種類の細胞構成を持ち、それを透過するには特定のkVpのX線ビームが必要です。身体部位は「被写体コントラスト」（つまり、特定の身体部位内に密度の高い組織と低い組織など、異なる細胞構成）を持つと言われます。たとえば、腹部の骨、筋肉、空気の比率は胸部の比率とは異なります。そのため、被写体コントラストは腹部よりも胸部の方が高いと言われます。身体を撮影して最大限の情報を得るためには、被写体コントラストの高い領域では、放射線コントラストの低い画像が得られるように、より高いkVpが必要となり、その逆もまた然りです。

管電流と露光時間の積（ミリアンペア秒（mA・s）で測定）がX線濃度の主要な制御因子であるが、kVpも間接的にX線濃度に影響を与える。X線管内の電子の流れのエネルギー（ピーク電圧に比例）が増加すると、それらの電子から生成されたX線光子が体内の細胞を透過して画像受容体（フィルムまたはプレート）に到達する可能性が高くなり、結果としてフィルム濃度が増加する（画像受容体に向かう途中で体内に吸収される可能性のある低エネルギービームと比較して）。しかし、散乱X線もフィルム濃度の増加に寄与する。ビームのkVpが高いほど、散乱が多く発生する。散乱は不要な濃度（つまり、画像受容体に適切な情報をもたらさない濃度）を追加する。これが、kVpがフィルム濃度を制御するために主に使用されない理由である。kVpの増加によって生じる濃度は、身体部位を透過するために必要な濃度を超え、画像に不要な光子を追加するだけである。

mAsを上げると、特定のkVpエネルギーの光子（放射線）が多く生成されます。これは、より大きな身体部位を撮影する場合に役立ちます。なぜなら、大きな身体部位はより多くの光子を必要とするからです。特定の組織タイプ（細胞レベルで相互作用するkVpを持つ組織）を通過する光子が多いほど、画像受容体に到達する光子の数も多くなります。身体部位を通過して関連情報とともに画像受容体に到達する光子が多いほど、結果として得られる画像のフィルム濃度はより有用になります。逆に、mAsを下げると生成される光子の数は少なくなり、フィルム濃度は低下しますが、小さな身体部位を撮影する場合に役立ちます。kVpの測定はkVメーターで行います。X線管の品質は、ターゲットのフィラメントに印加されるkVに依存します。kVのわずかな変化でも画像に大きな影響を与えます。したがって、管に印加されるkVを正確に測定する必要があります。