Basic Sinar pengion dan sumber non pengion lain Pemakaian dalam diagnostik dan terapi Cara kerja kamar gelap dan proses pencucian
foto Proyeksi dasar cara membuat foto Bahaya pada penderita, pekerja dan lingkungan Proteksi radiasi
DEFINISI RADIOLOGI Cabang ilmu kedokteran yang menggunakan energi pengion dan non pengion, untuk membantu diagnosis (Radiodiagnostik) dan terapi (Radioterapi) Energi pengion Sinar rontgen = X Sinar gamma, partikel elektron, neutron, proton, dsb.
Energi non-pengion Gelombang ultrasound (USG), magnetik (MRI), Gelombang listrik micro Infrared
1.Air 2.Fat 3.Fluid 4.Bone 5.Metal
SINAR
RONTGEN / SINAR
X
Radiologi terbentuk setelah ditemukannya
sinar-X = sinar rontgen. Prof. Wilhelm Conrad Rontgen 8 November 1895 Nobel Fisika tahun 1901 sinar-X
SINAR
RONTGEN / SINAR
X (con’t)
TERBENTUKNYA SINAR-X Dalam tabung hampa udara, elektronelektron dalam kecepatan tinggi dibenturkan pada suatu sasaran (target), energi elektronelektron tersebut berubah menjadi panas (99%) dan sinar-X (1%).
SINAR RONTGEN / SINAR X (con’t) Syarat tabung pesawat rontgen : 1. Sumber elektron, yaitu katoda, bermuatan negatif. Kawat (filamen) Wolfram 2. Gaya untuk mempercepat gerakan elektron. Tegangan diberikan pada katoda 3. Lintasan bebas untuk elektron Ruang hampa 4. Alat pemusat berkas elektron (focusing cup). “lensa elektronik” (silinder dari Wehnelt) 5. Penghenti gerakan elektron. Berupa : a) b)
Keping Wolfram-tungstate ditanam pada tembaga anoda diam (focal spot). Piring Wolfram pada tangkai molybdenum anoda putar (lintasan focus).
2 4 3
5 1
SINAR
RONTGEN / SINAR
X (con’t)
Filamen (katoda) dipanaskan dulu 2000 ºC
(Awan elektron) disertai pelepasan elektron
Lompatan atau pelepasan elektron alat pemusat elektron
Tegangan tinggi (step-up trafo)
“Focal-spot” target (anoda) elektron Panas & Sinar-X
Garis lurus ke semua arah Perisai timah (Pb) jendela ± 10% dari sinar
SIFAT-SIFAT SINAR-X 1. Mempunyai daya tembus (penetrating power). Tegangan tabung (KV) Berat atom/kepadatan suatu benda ↑ ↓ 2. Pertebaran. Attenuasi (pengurangan / perlemahan) karena : Penyerapan Berat atom/kepadatan ↑ penyerapan sinar X ↑ Penghamburan radiasi hambur / radiasi sekunder (scatter)
GRID di antara objek dan film rontgen
SIFAT-SIFAT SINAR-X (con’t) 3. Efek fotografik.
Menghitamkan emusi film (AgBr) (dibangkitkan = developing) 4. Efek fluoresensi. Memendarkan cahaya (luminisensi) berupa : Fluoresensi : sewaktu ada sinar-X saja. Fosforesensi : (after-glow). 5. Ionisasi. Menimbulkan ionisasi partikel-partikel benda tersebut.
SIFAT-SIFAT SINAR-X (con’t) 6. Efek biologis
Sinar-X pada jaringan hidup : Kelainan somatis Kelainan genetis, yaitu mutasi gen dan aberasi chromosome. Kelainan biologis : Luka permukaan yang dangkal Kerusakan kulit Epilasi Kuku rapuh Kerusakan hemopoetik : Lymphopenia, leucopenia, anemi, leucaebi Kehilangan respon daya tahan spesifik. Induksi keganasan : Leucaemia, carcinoma kulit, sarcoma. Berkurangnya harapan hidup (life span). Aberasi genetis : Mutasi gen, perubahan chromosom. Efek-efek lain : Cataract, sterilitas temporary / permanent.
Efek deterministik Terdapat ambang dosis Derajat dapat diperkirakan / estimated sesuai
dosis
Efek stochastic Tidak terdapat ambang dosis Kemungkinan meningkat dengan peningkatan
dosis Derajat tidak berhubungan dengan dosis
FISIKA
RADIASI (RADIO-FISIKA)
KONSEP ATOM. Bagian terkecil dari suatu materi adalah atom. Atom berasal dari bahasa Yunani atomos, yaitu undivisible.
FISIKA
RADIASI (RADIO-FISIKA)
Niels Bohr & Rutherford Tersusun seperti suatu “solar system” terdiri dari : Inti (nucleus) (+) Elektron (-) Inti : proton (+) dan neutron (netral) Jumlah proton = elektron Kekecualian Hydrogen (H) 1 proton, 1 elektron, tidak mempunyai neutron. Jumlah neutron ≠ jumlah proton.
FISIKA
RADIASI (RADIO-FISIKA)
System berskala Mendeleyef : Proton & neutron berat atom (massa) Proton / elektron nomor atom Atom stabil karena elektron diikat dengan electrostatic force oleh inti Elektron lapisan dalam (K, L, dst) diikat kuat oleh inti
(inner tightly bound) Elektron lapisan luar (O, P, Q) lebih longgar (outer loosely bound) Lapisan lebih luar energi yang lebih besar Lapisan terluar dari suatu atom disebut elektron Sifat-sifat kimia dari atom tersebut.
RADIASI
DAN
IONISASI
Pemancaran energi / tenaga secara divergen dari sumber ke sekitarnya menurut suatu garis
lurus Radiasi materi ionisasi Ionisasi : pembentukan sepasang ion : (+) & (-) Ion (+) : atom / molekul yang kekurangan elektron Ion (-) : elektron / atom / molekul yang kelebihan
elektron
Kemampuan ionisasi Radiodiagnostik &
Radioterapi Radiasi yang menimbulkan ionisasi radiasi pengion (sinar pengion)
RADIASI
DAN
IONISASI
Radiasi pengion dapat digolongkan menjadi : Radiasi elektromagnetik (radiasi nonkorpuskuler)
Panjang gelombang yang sangat pendek (kecil) mempunyai daya tembus yang besar Seperti : a. Sinar-X (pesawat / generator Rontgen) b. Sinar gamma-γ (bahan radioaktif atau radioisotop) c. Sinar kosmis (bintang-bintang di alam raya) .
RADIASI
DAN
IONISASI
Pemencaran energi (tenaga) tanpa melalui
suatu materi, tetapi berupa foton / partikel tenaga Termasuk dalam spektrum sinar elektromagnetik ini adalah sinar-sinar yang bukan sinar pengion, misalnya
Sinar infra-red. Sinar ultra-violet. Sinar yang kelihatan (visible light). Gelombang radio.
RADIASI
DAN
IONISASI
Radiasi korpuskuler (Sinar-sinar korpuskuler)
Pemancaran energi (tenaga) melalui suatu materi Daya tembus yang kecil. Dapat digolongkan menjadi : Bermuatan listrik :
Sinar elektron = sinar beta (β). Sinar proton. Sinar deutron. Sinar alpha (α).
Tidak bermuatan listrik : Sinar neutron.
RADIASI
DAN
IONISASI
Energi radiasi dan kualitas radiasi : Radiasi mempunyai energi yang besarnya sesuai rumus Planck : E (erg) = h x n = h x (c / λ ) λ = (lambda) E = energi dalam erg/detik. h = konstanta Planck. n = frekuensi radiasi. c = kecepatan radiasi = 3 x 1010 cm/detik. λ = panjang gelombang.
Besarnya energi radiasi berbanding terbalik dengan panjang
gelombang.
Makin kecil (pendek) gelombang, makin besar energinya.
Kualitas radiasi - homogenitas radiasi.
Pesawat Rontgen terdiri dari sinar dengan panjang gelombang yang berbedabeda Bahan radio-aktif / radio-isotop (lebih homogen daripada sinar-X).
RADIASI
DAN
IONISASI
Isotop, Isobar dan Isomer. Isotop : 2 (dua) atom atau lebih nomor atom yang sama tetapi mempunyai jumlah neutron yang berbeda berat atomnya berbeda “isotop” stabil Isotop yang tidak stabil (radio-isotop) : selalu mengalami perubahan dan memancarkan sinar gamma, beta, dll Cth : Cobalt 60
RADIASI
DAN
IONISASI
Reaktor nuklir : Isotopnya stabil menjadi radioisotop membombarder bahan tersebut dengan sinar neutron (sinar beta). Isobar : (baros = berat) 2 atom berat atom yang sama beda nomor atomnya Cth : Co dan Ni
INTERAKSI
RADIASI
Sinar-X / gamma suatu benda / tubuh manusia pemindahan energi radiasi ke dalam jaringan tubuh (attenuasi/pengurangan / perlemahan). 3 (tiga) proses yang berlainan : 1. Absorpsi foto-elektrik : Seluruh energi sinar-X diabsorpsi oleh atom tersebut, untuk melepaskan elektron (lapisan dalam).
eV = electron Volt, adalah satuan energi listrik yang terkecil. 1 eV = 1.6 x 10-12 erg.
INTERAKSI
RADIASI
2. Efek scatter Compton Sinar-X dengan energi yang agak besar, misalnya 200 – 1000 kV, mengenai suatu atom, sebagian energi diabsorpsi untuk melepaskan elektron (lapisan luar), sedangkan energi yang tersisa keluar sebagai sinar yang lebih lemah, arahnya menyimpang dari arah sinar primer, sinar ini disebut scatter radiation = Comptom scatter. 3. Pair production (Pembentukan pasangan ion) Proses ini terjadi pada sinar-X dengan energi yang sangat besar, misalnya lebih dari 1020 keV = 1,020 MeV, inti atom berubah menjadi positron (elektron bermuatan positif) dan elektron. Positron dan elektron ini kemudian bergabung kembali untuk menjadi dua sinar (sepasang energi) baru yang berlawanan arah (sinar gamma) dan masing-masing mempunyai energi 0.51 MeV. Proses penggabungan kembali dari positron dan electron dan membentuk pasangan ion ini disebut proses annihilasi.
RADIOGRAFI Pemeriksaan radiodiagnostik dengan sinar-X ada 2 macam : A. FLUOROSKOPI (DOORLICHTING). Digunakan untuk melihat dan mempelajari organ-organ tubuh yang bergerak, dengan image intensifier pada kamera TV di ruang pemeriksaan B. PEMERIKSAAN FOTO RONTGEN (RADIOGRAFI) Untuk radiografi ini perlu dijelaskan beberapa hal, yaitu : Perlengkapan untuk membuat radiograf. Jenis pemeriksaan dan posisi pemotretan. Pengetahuan tentang pesawat Rontgen. Pengetahuan tentang kamar gelap (processing room). Proses terjadinya gambaran (imaging) foto radiograf.
RADIOGRAFI Perlengkapan untuk membuat radiograf : 7 (tujuh) lapisan, tebalnya < 0.2 mm. Lapisan 1 dan 7 : supercoat untuk melindungi emulsi AgBr. Lapisan 2 dan 6 : emulsi AgBr. Lapisan 4 : cellulose acetate / polyester sebagai bahan dasar. Lapisan 3 dan 5 : perekat emulsi pada bahan dasar.
1
2
3
4
5
6 7
RADIOGRAFI Jenis film Rontgen : 1) Screen film : penggunaan film ini memakai intensifiying-screen. 2) Non-screen film : penggunaan film ini tanpa memakai insifiying
screen Film gigi (dental film). Mammographic film. Film foto extremitas
Menurut kecepatan : 1. High-speed : AgBr kasar, detail rendah, radiasi sedikit. 2. Medium-speed : AgBr sedang, detail sedang, radiasi sedang 3. Low-speed : AgBr halus, detailtinggi, radiasi banyak.
Menurut sensivitasnya : 1. Blue sensitive. 2. Green sensitive.
RADIOGRAFI INTENSIFIYING-SCREEN : Alat terbuat dari kardus (cardboard) khusus dilapisi emulsi tipis Calcium-tungstate. Cara kerja : Gambar (image) film sinar-X & fluoresensi: memperpendek expose Fast, medium, dan slow intensifiying-screen. KASET Suatu tabung tahan cahaya (light-proof container), berisi 2 intensifiying-screen dengan film Rontgen di antara kedua screen tersebut.
RADIOGRAFI Grid adalah alat untuk mengurangi atau mengeliminasi radiasi hambur agar tidak mengenai film Rontgen. Grid terdiri dari lajur-lajur tipis timbal (Pb) yang disusun tegak (vertical) atau miring di antara bahan-bahan yang tembus radiasi (plastik,kayu, bakelit). Jenis Grid : a. Grid diam (stationary grid = Lysholm). b. Grid bergerak (moving grid = Potter-Bucky).
RADIOGRAFI Alat-alat pelindung (proteksi). a. Diaphragma cahaya (light beam diaphragm). b. Konus. c. Pelindung gonad, ovarium (gonad,ovarium shield). d. Apron timbal (lead apron), sarung tangan timbal (lead gloves). e. Pencegah pelindung (protective shielding). f. Kaca timbal (lead glass), karet timbal (lead rubber). Marker (tanda / kode) : Digunakan untuk : a. Identifikasi pasien. b. Letak anatomi R=Right=kanan L=Left=kiri.
Jenis pemeriksaan dan posisi pemeriksaan : JENIS PEMERIKSAAN Pemeriksaan dasar :
Polos (tanpa kontras) seperti thorax, tulang-tulang kepala, vertebra, extremitas uperior / inferior. Pemeriksaan kontras (dengan media kontras) seperti pemeriksaan tractus gastrointestinalis, tractus urinarius, tractus genitalis, dsb.
Pemeriksaan khusus :
Diperlukan peralatan Rontgen khusus, seperti pada Arteriografi, flebografi, angiokardiografi,dsb.
POSISI PEMERIKSAAN Karena organ atau bagian tubuh itu 3 dimensi, diperlukan 2 (dua) posisi, misalnya AP dan lateral untuk cruris / antebrachii. Untuk organ-organ tertentu dibuat posisi khusus seperti : Sinus paranasalis Mastoid Foramen opticum Mandibula
: posisi Water’s. : posisi Schuller. : posisi Rheese. : posisi Eisler.
Pengetahuan tentang operasional pesawat Rontgen Faktor expose : Sangat bervariasi tergantung pada beberapa hal : Ukuran / tebal objek. Menggunakan grid atau tidak. Organ yang selalu bergerak.
Yang termasuk dalam faktor expose adalah: KV. (Kilo Volt)
Makin tinggi KV makin besar daya tembus sinar-X kualitas radiasi
Pengetahuan tentang operasional pesawat Rontgen MAS (Milli Ampere Seconds). MAS merupakan perkalian antara nilai ampere dengan waktu expose kuantitas radiasi. Contoh MAS : = MA x s. = 100 x detik. = 400 x detik. = 50 x detik. Untuk organ yang bergerak menggunakan MA tertentu
Distance radiograph Jarak Pemotretan : Terdiri atas : FFD = Focus Film Distance. OFD = Object Film Distance. FOD = Focus Object distance.
Apabila salah satu jarak tersebut diubah, maka gambaran akan berubah, faktor expose (KV dan MAS) harus berubah. Bila FFD diperbesar, OFD tetap, maka gambar akan mendekati besar aslinya. Bila OFD diperbesar, FOD tetap, gambar mengalami pembesaran (magnifikasi).
Proses terjadinya gambaran (foto / radiograf) Film Rontgen yang sudah disinar (dalam kaset) dibawa ke kamar gelap untuk dicuci / diproses Teknik pencucian film ada 2 : Manual (manual processing ). Film dikeluarkan dari kaset dan digantung pada film
hanger yang sesuai Ke dalam cairan pembangkit (developer) Bak berisi air (H20) pembilas mencuci alkali Cairan penetap (fixer) Bak air Pengeringan dengan alat pengering
Otomatis (automatic processing).
PROTEKSI
RADIASI
DOSIMETRI (SATUAN-SATUAN). Rontgen = R, sebagai satuan paparan. 1 R = Sejumlah sinar-X / gamma pada 1 cubic centimeter udara menghasilkan 2.083 x 109 pasangan ion dengan 1 electrostatic unit (esu)
Rad = Rontgen absorbed dose, sebagai dosis. 1 rad = radiasi yang melepaskan energi 100 erg per 1 gram bahan per objek yang disinar Rad = R x 0.87 x F (faktor tergantung energi)
1 Gray (Gy) = 100 rad
Rem = Rontgen equivalent man, sebagai proteksi. Rem = Rad x RBE (Relative Biological Effect). 1 Sievert (Sv) = 100 rem.
PROTEKSI
RADIASI
2. Tujuan proteksi radiasi : Pada pasien: dosis radiasi diberikan harus sekecil mungkin (ALARA : As Low As Reasonably Achieveable) Pada personil Radiologi : dosis radiasi yang diterima harus ditekan sekecil mungkin, < MPD (Maximum Permisible Dose).
Faktor-faktor proteksi radiasi: Waktu : Makin lama berada di lingkungan radiasi, makin besar dosis radiasi yang diterima Jarak dari sumber sinar : Sesuai hukum kuadrat terbalik, bila jarak menjadi 2 X, maka dosis yang diterima menjadi ¼ Alat-alat perisai / pelindung radiasi. Melindungi personil radiology dari sinar hambur, bukan terhadap sinar primer.
Proteksi radiasi pada pasien : Pemeriksaan sinar-X atas permintaan seorang dokter. Penggunaan filter maximum pada sinar primer. Penggunaan KV yang lebih tinggi sehingga daya tembusnya tinggi. Jarak fokus pasien (FOD) jangan terlalu dekat, sesuai dengan hukum kuadrat terbalik Jarak fokus-kulit pada fluoroscopy > 45 cm. Jarak fokus-kulit pada radiography > 90 cm.
Daerah yang disinari harus sekecil mungkin Radiography Fluoroscopy
konus diaphragma.
Waktu penyinaran sesingkat mungkin. Alat kelamin dilindungi. Pasien hamil, terutama trimester ke-1, tidak boleh
diperiksa dengan sinar-X.
Proteksi radiasi pada personil Radiologi : Hindari penyinaran bagian tubuh yang tidak terlindungi. Penggunaan apron timbal, sarung tangan timbal, dsb. Hindari melakukan fluoroscopy, usahakan melakukan radiography. Menggunakan alat-alat pengukur dosis personil, seperti film badge, dosimeter saku. Pemeriksaan pesawat Rontgen sebelum digunakan : * adakah kebocoran tabung pesawat. Pemeriksaan rutin kemungkinan kebocoran alat-alat pelindung Pb.
Proteksi radiasi pada masyarakat umum : Ruang pemeriksaan Radiologi harus terpisah dari masyarakat umum, misalnya dalam Rumah Sakit : * jauh dari lalu-lintas dalam RS, ruang tunggu bagi pemeriksaan lain, dsb. Dinding pemeriksaan Radiologi harus dari beton tebal minimum 20 cm atau dilapisi timbal (Pb) ketebalan minimum 2 mm.
Alat pencatat dosis radiasi personil : Film badge. Harus selalu dipakai oleh personil Instalasi Radiolog. Di Indonesia diurus oleh Depkes (Balai Pengamanan
Fasilitas Kesehatan).
Dosimeter saku. Geiger Muller surveymeter mengukur paparan
mR /jam pada : Ruang pemeriksaan Radiologi (dinding, pintu, jendela, dsb). Alat-alat proteksi, baik atau ada kebocoran
CT-SCAN (Computerized Tomography)
Geoffry Hounsfield tahun 1972 (Nobel) 4TH GEN Komputer film-kaset dan processing film Tabung sinar-X dan detector-detector (yang menangkap sisa sinar-X setelah menembus tubuh pasien) bergerak memutasi pasien 360 derajat Data dikirim ke computer yang mengolahnya dan dimunculkan di layar monitor TV berupa penampang / irisan (slice) tubuh. Polos atau dengan kontras (mengetahui adanya enchancement). Dapat dilakukan untuk cranium, thorax, abdomen, dsb.
MRI (Magnetic Resonance Imaging) Tahun 1980 MRI 3 tesla (1 tesla = 10`000 Gauss). Medan magnet yang kuat Diberi gelombang radio (RF)
Inti-inti H (hydrogen) akan ber-resonansi (H2O) Diproses oleh komputer membentuk
gambaran / imaging
MRI (Magnetic Resonance Imaging) Keuntungan MRI : Tidak menggunakan energi peng-ion. Banyak pemeriksaan dilakukan tanpa media kontras. Gambaran (imaging) lebih jelas, dapat menunjukkan parameter biologik. Potongan dapat 3 dimensi (axial, frontal dan sagital). Kerugian MRI : Tidak dapat dilakukan pada pasien dengan pacemaker, prothese, dsb. Sulit dilakukan pada pasien dengan claustro-phobia. Relatif “mahal” alatnya / pemeliharaannya.
X RAYS • Discovered in 1895 • Images of bones
Dream See soft tissues such as muscles, blood vessels, ligaments and internal organs.
Images show the brain and other structures inside a human head.
Mansfield and Lauterbur Nobel prize 1978 first MR images
“Interesting images, but will never be as useful as CT” Neuroradiologist, 1982
MRI T2
CT Scan Brain Image MRI T1
Pituitary Microadenoma 1.5 T
3T
Accoustic neuroma
45 y.o, M, Left sided hemiparese 2 hr
70 y.o. M, right side hemiplegia and aphasia
MRI showing nerve connections inside the brain
USG (Ultrasonography) Gelombang ultrasound Frekuensi 1 − 10 Mhz (1 − 10 juta Hertz) Transducer = probe digunakan sebagai
pemancar dan penerima gelombang ultrasound. Jaringan mempunyai “acoustic-impendance” tertentu, hingga jaringan yang heterogen akan tampak echogenic, jaringan yang homogen akan tampak anechoic (echofree). Cairan – anechoic
