Till skillnad från lasrar (monokromatiska) producerar röntgenrör ett kontinuum av fotonenergier – polyenergetiska strålar. Spektrumsformen bestämmer penetration, kontrast och dos. Kliniska röntgenstrålar kategoriseras efter effektivt energispann.
1. Mjuka röntgenstrålar (~0,1–10 keV)
- Egenskaper: Låg energi, längre våglängd, hög absorption av materia
- Penetration: Begränsad – absorberas av ytliga vävnader
- Tillämpningar: Mammografi (lägre ende), mjukvadsradiografi, forskning (synkrotron), röntgenmikroskopi, fotoelektronspektroskopi
- Filtrering: Tung filtrering (Be, Al) tar bort lägsta energier som bara bidrar med dos
2. Intermediära röntgenstrålar (~10–100 keV)
- Diagnostiskt "sweet spot": Optimal vävnadskontrast för mjukvadsdifferentiering
- Primär användning: Mammografi (typiskt 18–30 keV med Mo/Rh-mål och filter) – maximerar körtel/fettvävnadskontrast
- Allmän radiografi: Bröstkorg, extremiteter, buk (40–80 kVp)
- Tandläkare: Intraoral (60–70 kVp), panoramatisk (70–90 kVp)
3. Hårda röntgenstrålar (~100 keV – flera MeV)
- Hög penetration: Går genom täta material, tjocka kroppsdelar
- Industriell radiografi: Svetsinspektion, rörledningsintegritet, flygkompositer, gjutfel (150 keV – 20+ MeV linjära acceleratorer)
- Täta benavbildning: Rygg, bäcken, belastningsled
- Strålbehandling: Megavoltage (MV) linjära acceleratorer (4–25 MV) för djupligande tumörer – hudskonande, djup dosdeponering
- Lastbils/fordonskontroll: Gränssäkerhet, hamninspektion (3–9 MeV)
Spektrumbestämmande faktorer
- Rörspänning (kVp): Sätter maximal fotonenergi; högre kVp → hårdare stråle
- Målmaterial: Wolfram (standard), molybden/rhodium (mammo) – karakteristiska toppar
- Filtrering: Inhänt (rörfönster) + tillagd (Al, Cu) – tar bort lågenergifotoner, hårdar stråle, minskar patientdos
- Rörström (mA) & tid (s): Bestämmer kvantitet (mAs), inte energifördelning
Klinisk implikation
Polyenergetisk natur orsakar stråleförhårdning (medelenergi ökar med djup) och differentiell absorption (fotoelektrisk effekt ∝ Z³/E³). Detta skapar kontrast men också artefakter (cupping, streaking). Modern CT använder bowtie-filter, iterativ rekonstruktion och dual-energy-tekniker för att hantera spektraleffekter.
