2) пропорциональна кожно-фокусному
3) обратно пропорциональна кожно-фокусному
4) обратно пропорциональна квадрату кожно-фокусного (+)
Мощность дозы рентгеновского излучения в первичном пучке подчиняется закону обратных квадратов расстояния: при неизменных напряжении, токе трубки, времени экспозиции и фильтрации она обратно пропорциональна квадрату расстояния от фокуса рентгеновской трубки до точки измерения. Математически это выражается формулой: Ḋ₂ = Ḋ₁ × (r₁/r₂)², где Ḋ — мощность дозы, а r — расстояние от фокусного пятна. Поэтому при увеличении кожно-фокусного расстояния в два раза мощность дозы на поверхности объекта уменьшается в четыре раза.
Физическая основа закономерности заключается в пространственном расхождении фотонного пучка: одно и то же количество излучения распределяется по поверхности сферы, площадь которой возрастает пропорционально квадрату радиуса. В рентгенодиагностике это правило используют для снижения входной кожной дозы и выбора рационального расстояния фокус—кожа . При изменении расстояния необходимо учитывать экспозицию приемника изображения: для сохранения его оптической плотности или цифрового сигнала может потребоваться корректировка произведения силы тока на время экспозиции (мАс).
Закон наиболее точно применим к первичному излучению в воздухе при неизменной геометрии и пренебрежимо малом влиянии рассеяния. В реальных исследованиях на измеряемую дозу дополнительно влияют размер поля, фильтрация, коллимация, толщина и состав тканей, а также автоматический контроль экспозиции. Тем не менее именно обратная квадратичная зависимость является базовым принципом расчета изменения мощности дозы при варьировании кожно-фокусного расстояния.
| Кожно-фокусное расстояние | Отношение к 100 см | Относительная мощность дозы в воздухе | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| 50 см | 0,5 | 400% | Мощность дозы в 4 раза выше, чем при 100 см |
| 70 см | 0,7 | ≈204% | Мощность дозы примерно в 2 раза выше |
| 100 см | 1,0 | 100% | Исходный уровень для сравнения |
| 120 см | 1,2 | ≈69% | Мощность дозы снижается примерно на треть |
| 150 см | 1,5 | ≈44% | Мощность дозы менее половины исходной |
| 200 см | 2,0 | 25% | Мощность дозы уменьшается в 4 раза |
Увеличение кожно-фокусного расстояния обычно способствует уменьшению входной кожной дозы при прочих равных условиях. Однако увеличение расстояния может изменить геометрию снимка, включая увеличение изображения и его нерезкость, поэтому оно должно соответствовать протоколу исследования и размеру приемника. При оценке радиационной нагрузки следует различать мощность дозы, дозу за одну экспозицию и суммарную эффективную дозу пациента. Контроль расстояния, коллимация и оптимизация мАс являются основными элементами принципа оптимизации радиационной защиты.