FISIKA RADIODIAGNOSTIK,
Distorsi dan Magnifikasi Pada radiografi, kebanyakan distorsi dihasilkan dari variasi magnifikasi obyek yang berlainan tempat dan arah dari obyek tersebut terhadap berkas sinar-x. Penyebab Distorsi pada Radiografi •
Seperti yang telah diuraikan sebelumnya bahwa ukuran relative dan posisi dari obyek mengalami distorsi oleh karena :
•
metode proyeksi penitraan medik yang biasa digunakan pada prosedur radiografi dan floroskopi.
•
variasi magnifikasi !pembesaran" obyek yang berlainan tempat dan arah dari obyek tersebut terhadap berkas sinar-x.
•
•
#arak antara garis tengah struktur se#a#ar film yang yang tidak tegak lurus dengan pusat sinar-x (Central RayCR! . disebabkan oleh #arak fous-film (FFD!, film-ob#ek (FOD!.
•
Semakin dekat #arak film film dengan dengan obyek !$%D" semakin keil bayangan penumbra yang terbentuk pada film film,, semakin besar #arak film dengan obyek maka semakin besar bayangan penumbra yang terbentuk pada film film..
•
Semakin tinggi #arak fokus dengan film !$$D" semakin keil bayangan penumbra yang terbentuk pada film film,, begitu #uga sebaliknya.
"agnifi#asi Geo$etri pada Radiografi Magnifikasi !pembesaran" obyek ditentukan oleh perbandingan #arak. &arak dari foal spot ke reseptor !$$D" yang sepan#ang '() m biasanya digunakan untuk pemeriksaan thorax agar menghasilkan magnifikasi yang sedikit dan #uga untuk menghindari ter#adinnya distorsi. Cara %nt&# "eng&rangi Distorsi *da beberapa langkah yang dapat ditempuh untuk mengurani efek daripada distorsi ini, antara lain :
'. Meminimalka Meminimalkan n #arak film-obyek film-obyek + $%D $%D berarti berarti mengurangi mengurangi resiko resiko ketidak ketidakta#am ta#aman an dan dan mengurangi perbesaran itra+bayangan yang dibentuk pada film film.. . Pastikan Pastikan methode methode proyeksi proyeksi penyinaran penyinaran yang yang diterapkan diterapkan pada pasien pasien tidak tidak mengakibatk mengakibatkan an !ob#ek" dalam hal ini pasien merasa kurang nyaman sehinngga pasien enderung bergerak
dan akan mengakibatkan ada #arak+elah antara fil dengan ob#ek sehingga efek magnifikasi !pembesaran" semakin besar . Sebelum melakukan eksposi, pastikan garis tengah struktur se#a#ar film tegak lurus dengan pusat sinar-x !entral /ay+/". Pe$bent&#an ga$baran radiografi Salah satu dari faktor penting sinar-x adalah bahwa sinar-x dapat menembus bahan. 0etapi hanya yang benar-benar sinar-x sa#a yang mampu menembus ob#ek yang dikenainya dan sebagian yang lain akan diserap. Sinar-x yang menembus itulah yang mampu membentuk gambaran atau bayangan. 1esarnya penyerapan sinar-x oleh suatu bahan tergantung tiga faktor:
'. Pan#ang gelombang sinar-2. . Susunan ob#ek yang terdapat pada alur berkas sinar-2. . 3etebalan dan kerapatan ob#ek. Setelah sinar-x yang keluar dari tabung mengenai dan menembus obyek yang akan difoto. 1agian yang mudah ditembusi sinar x !seperti otot, lemak, dan #aringan lunak" meneruskan banyak sinar x sehingga film men#adi hitam. Sedangkan bagian yang sulit ditembus sinar x !seperti tulang" dapat menahan seluruh atau sebagian besar sinar x akibatnya tidak ada atau sedikit sinar x yang keluar sehingga pada film berwarna putih. 1agian yang sulit ditembus sinar x mengalami ateonasi yaitu berkurangnya energi yang menembus sinar x, yang tergantung pada nomor atom, #enis obyek, dan ketebalan. *dapun bagian tubuh yang mudah ditembus sinar x disebut Radio-lucen yang menyebabkan warna hitam pada film. Sedangkan bagian yang sulit ditembus sinar x disebut Radio-opaque sehingga film berwarna putih. 0elah diketahui bahwa pan#ang gelombang yang besar yang dihasilkan oleh k4 rendah akan mengakibatkan sinar-x nya mudah diserap. Semakin pendek pan#ang gelombang sinar-x !yang dihasilkan oleh k4 yang lebih tinggi" akan membuat sinar-x mudah untuk menembus bah an !lihat pembahasan tentang pengaruh kilovolt". 1agaimana susunan ob#ek ketika ter#adi penyerapan sinar-x5 6al ini tergantung dari nomor atom unsur tersebut. Sebagai ontoh satu lempeng aluminium yang mempunyai nomor atom lebih rendah dibanding tembaga, mempunyai #umlah daya serap lebih rendah terhadap sinar-x dibanding satu lempeng tembaga pada berat dan daerah yang sama. 0imah hitam !nomor atomnya lebih besar" adalah penyerap terbaik sinar-x. 3arena alasan inilah ia digunakan pada wadah tabung yang #uga bertu#uan untuk proteksi, ontoh yang lainnya adalah dinding ruangan sinar-x dan pada sarung tangan khusus serta apron yang digunakan selama proses fluoroskopi. 6ubungan antara penyerapan sinar-x dengan ketebalan adalah sederhana yaitu unsur yang mempunyai lempengan yang tebal dapat menyerap radiasi lebih banyak dibanding lempengan yang tipis pada satu unsur yang sama. 3erapatan+kepadatan suatu unsur yang sama akan #uga mempunyai kesamaan efek, ontoh ,( m air akan menyerap sinar-x lebih banyak dibanding ,( m es karena berat timbangan es akan berkurang ,( m per kubik disbanding air. Mengingat pemeriksaan kesehatan yang menggunakan sinar-x, satu hal yang harus dipahami bahwa tubuh manusia mempunyai susunan yang kompleks yang tidak hanya mempunyai perbedaan pada tingkat kepadatan sa#a tetapi #uga mempunyai perbedaan unsur pembentuk. 6al
ini menyebabkan ter#adinya perbedaan tingkat penyerapan sinar-x. 7aitu, tulang lebih banyak menyerap sinar-x dibanding otot+daging8 dan otot+daging lebih banyak menyerap dibanding udara !paru-paru". 9ebih #auh lagi pada struktur organ yang sakit akan ter#adi perbedaan penyerapan sinar-x dibanding dengan penyerapan oleh daging dan tulang yang normal. mur pasien #uga mempengaruhi penyerapan, ontoh pada umur yang lebih tua tulang-tulang sudah kekurangan kalsium dan akan mengurangi penyerapan sinar-x dibanding tulang-tulang di usia yang lebih muda. 6ubungan diantara intensitas sinar-x pada daerah yang b erbeda gambarannya didefinisikan sebagai kontras subjek . 3ontras sub#ek tergantung pada sifat sub#ek, kualitas radiasi yang digunakan, intensitas dan penyebaran radiasi hambur, tetapi tidak tergantung terhadap waktu, m*, #arak dan #enis film yang digunakan Fl&oros'opy
$luoroskopi adalah ara pemeriksaan yang menggunakan sifat tembus sinar rotngen dan suatu tabir yang bersifat luminisensi bila terkena sinar tersebut. $luoroskopi terutama diperlukan untuk menyelidiki fungsi serta pergerakan suatu organ atau sistem tubuh seperti dinamika alat peredaran darah, misalnya #antung, dan pembuluh darah besar, serta pernafasan berupa pergerakan diafragma dan aerasi paru-paru. !S#ahriar /asad, ';;<". $luoroskopi dapat memberikan diagnosa aktif selama #alannya pemeriksaan. %leh karena itu pemeriksaan fluoroskopi seara primer dilakukan oleh Dokter /adiologi. Peran /adiografer sebagai mitra selama pemeriksaan, termasuk di dalam pengambilan gambar radiografi setelah pemeriksaan fluoroskopi usai. Pemeriksaan fluoroskopi umumnya digunakan untuk mengevaluasi dan mengobservasi fungsi fisiologis tubuh yang bergerak, seperti proses menelan, #alannya barium didalam traktus digestivus, penyuntikan =at kontras pada sistem biliari, dan lainlain. !/ihard /., dan *rlene M. ';;8((".
*dapun alat fluoroskopi modern sekarang ini terdiri dari tube sinar-2 fluoroskopi dan penerima gambar ! Image Receptor " yang berada pada alat - Arm !*lat yang berbentuk seperti huruf " agar tetap pada posisi yang tegak lurus walupun keduanya bergerak atau berotasi. *da dua #enis desain tube sinar-2 fluoroskopi, yaitu yang berada dibawah me#a pemeriksaan dan yang berada diatas me#a pemeriksaan tepatnya diatas tubuh pasien. >amun kebanyakan
pesawat fluoroskopi menggunakan desain under table unit !tube yang berada di bawah me#a pemeriksaan".
0ube sinar-2 fluoroskopi sangat mirip desainnya dengan tube diagnostik konvensional keuali bahwa tube sinar-2 fluoroskopi diranang untuk dap at mengeluarkan sinar-2 lebih lama daripada tube diagnostik konvensional dengan m* yang #auh lebih keil. Dimana tipe tube diagnostik konvensional memiliki range m* antara ()-')) m* sedangkan range m* pada tube sinar-2 fluoroskopi antara ),(-(,) m*.
) Ko$ponen Peralatan Fl&oros#opi)
*da tiga komponen utama yang merupakan bagian dari unit fluoroskopi yakni, X-ray tube beserta generator, Image Intisifier , dan sistem monitoring video. 1agian utama unit fluoroskopi adalah : a.
2-ray tube dan generator. 0ube sinar-2 fluoroskopi sangat mirip desainnya dengan tube sinar-2 diagnostik konvesional keuali bahwa tube sinar-2 fluoroskopi diranang untuk dap at mengeluarkan sinar-2 lebih lama dari pada tube diagnostik konvensional dengan m* yang #auh lebih keil. Dimana tipe tube diagnostik konvensional memiliki range m* antara ()-')) m* sedangkan range m* pada tube sinar-2 fluoroskopi antara ),(-(,) m*. Sebuah ?ntensifiation 0ube !talang penguat" diranang untuk menambah keerahan gambar seara elektronik Penerah gambar modern sekarang ini
mampu menerahkan gambar hingga ())-<))) kali lipat. !/ihard /., dan *rlene M. ';;8(@)". Aenerator 2-ray pada fluoroskopi unit menggunakan tiga phase atau high frequency units, untuk efisiensi maksimum fluoroskopi unit dilengkapi dengan cine fluorography yang memiliki waktu eksposi yang sangat epat, berkisar antara (+B ms untuk pengambilan gambar sebanyak C< gambar+detik. Maka dari itu generator 2-ray tube biasanya merupakan tabung berkapasitas tinggi !paling tidak ()).))) heat unit " dibandingkan dengan tabung 2-ray radiografi biasa !)).))) heat units". b.
Image Intisifier. Semua sistem fluoroskopi menggunakan Image Intisifier yang menghasilkan gambar selama fluoroskopi dengan mengkonversi low intensity full size image ke high-intensity minified image. Image Intisifier adalah alat yang berupa detektor dan PM0 !di dalamnya terdapat photoatoda, fousing eletroda, dinode, dan output phospor".
Sehingga memungkinkan untuk melakukan fluoroskopi dalam kamar dengan keadaan terang dan tanpa perlu adaptasi gelap !S#ahriar /asad, ';;<". ?mage ?ntisifier terdiri dari: '" Detektor
0erbuat dari rystals iodide !s?" yang mempunyai sifat memendarkan aha ya apabila terkena radiasi sinar-2. *bsorpsi dari detektor sebesar B) dari radiasi sinar-2 !/obert *. $osbinder dan harles *, 3elsey, )))". " PM0 !Photo Multiplier 0ube". 0erdiri Dari : a"
Photokatoda. 0erletak setelah input phospor . Memiliki fungsi untuk merubah ahaya tampak yang diserap dari input phospor men#adi berkas elektron. b" ocusing !lectroda. Elektroda dalam fous ?mage ?ntensifier meneruskan elektron-elektron negatif dari photochatode ke output phospor .
c" Anode dan #utput $hospor. Elektron dari photochatode diakselerasikan seara epat ke anoda karena adanya beda tegangan seta merubah berkas elektron tadi men#adi sinyal listrik. . Sistem Monitoring dan 4ideo. 1eberapa sistem penampil gambar !viewing system" telah mampu mengirim gambar dari output sreen menu#u alat penampil gambar !4iewer". Dikarenakan output phospor han ya berdiameter ' inh !,(C m", gambar yang dihasilkan relatif keil, karena itu harus diperbesar dan di monitor oleh sistem tambahan. 0ermasuk diantaranya #ptical %irror& 'ideo& (ine, dan sistem spot film. 1eberapa dari sistem penampil gambar tersebut mampu menampilkan gambar
bergerak seara langsung ! Real-)ime 'iewing " dan beberapa yang lainnya untuk gambar diam !*tatic Image". Faktu melihat gambar, resolusi dan waktu proessing bervariasi antar alat-alat tersebut. Pada saat pemeriksaan fluoroskopi memungkinkan untuk dilakukan proses merekam gambar bergerak maupun gambar yang tidak bergerak !statis". !/ihard /., dan *rlene M. ';;8(@)".
*) Proses Ter+adinya Ga$baran Pada Fl&oros#opi
Pada saat pemeriksaan fluoroskopi berlangsung, berkas ahaya sinar-x primer menembus tubuh pasien menu#u input sreen yang berada dalam Image Intensifier )ube yaitu sebuah tabung hampa udara yang terdiri dari sebuah katoda dan anoda. ?nput sreen yang berada pada Image Intensifier adalah layar yang menyerap foton sinar-x dan mengubahnya men#adi berkas ahaya tampak, yang kemudian akan ditangkap oleh PM0 !Photo Multiplier 0ube". PM0 terdiri dari photokatoda, focusing elektroda, dan anoda dan output phospor . ahaya tampak yang diserap oleh photokatoda pada PM0 akan dirubah men#adi elektron, kemudian dengan adanya focusing elektroda elektron-elektron negatif dari photokatoda difokouskan dan diperepat menu#u dinoda pertama. 3emudian elektron akan menumbuk dinoda pertama dan dalam proses tumbukan akan menghasilkan elektron-elektron lain. Elektron-elektron yang telah diperbanyak #umlahnya yang keluar dari dinoda pertama akan diperepat menu#u dinoda kedua sehingga akan menghasilkan elektron yang lebih banyak lagi, demikian seterusnya sampai dinoda yang terakhir. Setelah itu elektron-elektron tersebut diakselerasikan seara epat ke anoda karena adanya beda potensial yang kemudian nantinya elektron tersebut dirubah men#adi sinyal listrik.
*lat kur Proteksi /adiasi 6alaman @ ß
Dosimeter Saku Dosimeter ini se benarnya merupakan detektor kamar ionisasi sehingga prinsip ker#anya sama dengan detektor isian gas akan tetapi tidak menghasilkan tanggapan seara langsung karena muatan yang terkumpul pada proses ionisasi akan GdisimpanH seperti halnya suatu kapasitor. Aambar : 3onstruksi dosimeter saku 3onstruksi dosimeter saku berupa tabung silinder berisi gas sebagaimana pada Aambar di atas. Dinding silinder akan berfungsi sebagai katoda, bermuatan negatif, sedangkan sumbu logam dengan #arum IJuart=I di bagian baw ahnya bermuatan positif. Mula mula, sebelum digunakan, dosimeter ini diberi muatan menggunakan harger yaitu suatu atu daya dengan tegangan tertentu. &arum Juart= pada sumbu detektor akan menyimpang karena perbedaan potensial. Dengan mengatur nilai tegang an pada waktu melakukan IhargingI maka penyimpangan #arum tersebut dapat diatur agar menun#ukkan angka nol. Dalam pemakaian di tempat ker#a, bila ada radiasi
yang memasuki detektor maka radiasi tersebut akan mengionisasi gas, sehingga akan terbentuk ion i on positif dan negatif. ?on ion ini akan bergerak menu#u anoda atau katoda sehingga mengurangi perbedaan potensial antara #arum dan dinding detektor. Perubahan perbedaan potensial ini menyebabkan penyimpangan #arum berkurang. ¨ah ion ion yang dihasilka n di dalam detektor sebanding dengan intensitas radiasi yang memasukinya, sehingga penyimpangan #arum #uga sebanding dengan intensitas radiasi yang telah memasuki detektor. Skala dari penyimpangan #arum tersebut kemudian dikonversikan men#adi nilai dosis. 3euntungan dosimeter saku ini adalah dapat dibaa seara langsung dan tidak membutuhkan peralatan tambahan untuk pembaaannya. Peralatan lain yang dibutuhkan adalah harger untuk me reset !membuat nol" skala #arum Juart=. 3elemahannya, dosimeter ini tidak dapat menyimpan informasi dosis yang telah mengenainya dalam waktu yang lama !sifat akumulasi kurang baik". 6al ini disebabkan oleh adanya kebooran elektrostatik pada detektor. &adi, meskipun tidak sedang dikenai radiasi, nilai yang ditun#ukkan #arum akan berubah. Selain itu dosimeter ini kurang teliti *lat kur Proteksi /adiasi 6alaman < dan mempunyai rentang energi pengukuran tertentu yang relatif lebih sempit dibandingkan dengan film badge dan 09D. Pada saat ini, sudah dibuat dan dipasarkan dosimeter saku yang diintegrasikan dengan kompone n elektronika ma#u !advaned omponents" sehingga skala pembaaannya tidak lagi dengan melihat pergeseran #arum !seara mekanik" melainkan dengan melihat display digital yang dapat langsung menampilkan angka hasil pengukurannya. Dosimeter saku digital
ini #uga tidak membutuhkan peralatan harger terpisah karena sudah built in di dalamnya. Setiap kali diaktif kan, seara otomatis dosimeter ini menampilkan angka nol. ß
$ilm 1adge $ilm badge terdiri atas dua bagian yaitu detektor film dan holder. Sebagaimana tel ah dibahas sebelum ini, bahwa detektor film dapat GmenyimpanH dosis radiasi yang telah mengenainya seara akumulasi selama film belum diproses. Semakin banyak dosis radiasi yang telah mengenainya K atau telah mengenai orang yang memakainya K maka tingkat keh itaman film setelah diproses akan se makin pekat . Aambar : proses detektor film 6older film selain berfungsi sebagai tempat film ketika digunakan #uga berfungsi sebagai penyaring !filter" energi radiasi. Dengan adanya beberapa #enis filter pada holder, maka dosimeter film badge ini dapat membedakan #enis dan energi radiasi yang telah mengenainya. Di pasar terdapat beberapa merk film maupun holder, tetapi 1*0*> selalu menggunakan film dengan merk 3odak buatan S* dan holder merk hiyoda buatan &epang sepe rti pada Aambar ?4.. 6al ini dilakukan agar mempunyai standar atau kalibrasi pembaaan yang tetap. *lat kur Proteksi /adiasi 6alaman ; Aamb ar C : k onstruksi holder film merk hiyoda
Dalam penggunaan film badge, perlu diperhatikan dua hal yaitu batas saturasi tingkat kehitaman film dan mas alah fadding. Sebagaimana telah dibahas pada sub bab detektor film bahwa setelah menapai nilai saturasi nya penambahan dosis radiasi tidak mempengaruhi tingkat kehitaman film. %leh karena itu, film badge harus sudah diproses sebelum dosis radiasi yang meng enainya menapai nilai saturasi. Sedangkan masalah fadding adalah peristiwa perubahan tingkat kehitaman film karena pengaruh temperatur dan kelembaban. 3husus di ?ndonesia yang memiliki temperatur dan kelembaban yang relatif sangat tinggi, masalah fadding ini perlu diperhatikan. Dosimeter film badge ini mempunyai sifat akumulasi yang lebih baik daripada dosimeter saku. 3euntungan lainnya film badge dapat membedakan #enis radiasi yang mengenainya dan mempunyai rentang pengukuran energi yang lebih besar darip ada dosimeter saku. Selain itu, film yang telah diproses dapat digunakan untuk perhitungan yang lebih teliti serta dapat didokumentasikan. 3elemahannya, untuk mengetahui dosis yang telah mengenainya harus diproses seara khusus dan membutuhkan peralatan ta mbahan untuk membaa tingkat kehitaman film, yaitu densitometer. ß
Dosimeter 0ermoluminisensi !09D" Dosimeter ini sangat menyerupai dosimeter film badge, hanya detektor yang digunakan ini adalah kristal anorganik thermoluminisensi, misalnya bahan 9i$. Proses yang ter#adi pada bahan ini bila dikenai radiasi adalah proses termoluminisensi. Senyawa lain yang sering digunakan untuk 09D adalah aS% C
. Sebagaimana film badge, dosimeter ini digunakan selama #angka waktu tertentu, misalnya satu bulan, baru kemudian di proses untuk mengetahui #umlah dosis radiasi yang telah diterimanya. Pemrosesan dilakukan dengan memanaskan kristal 09D sampai temperatur tertentu, kemudian mendeteksi perikan -
perikan ahaya yang dipanarkannya. *lat yang digunakan untuk memproses dosime ter ini adalah 09D reader. *lat kur Proteksi /adiasi 6alaman ') 3eunggulan 09D dibandingkan dengan film badge adalah terletak pada ketelitiannya. Selain itu, ukuran kristal 09D relatif lebih keil dan setelah diproses kristal 09D tersebut dapat digunakan lagi. Dari tiga #enis dosimeter yang telah dibahas di atas terlihat bahwa dosimeter saku merupakan dosimeter yang dapat dibaa langsung sedang film badge dan 09D memerlukan suatu proses sehingga hasil pengukurannya tidak dapat diketahui seara langsung. Peker#a radiasi yang beker#a di daerah radiasi tinggi dian#urkan untuk menggunakan dua #enis dosimeter yaitu dosimeter saku dan film badge atau 09D. Dosimeter saku digunakan untuk mengetahui dosis yang telah diterimanya seara langsung, misalnya setelah menyelesaikan suatu peker#aan. Sedang fi lm badge atau 09D digunakan untuk GmenatatH dosis yang telah diterimanya selama selang waktu yang lebih pan#ang, misalnya selama satu bulan.
