Radiologi

SEJARAH RADIOLOGY

Wilhelm Conrad Roentgen seorang ahli fisika di Universitas Wurzburg, Jerman, pertama kali menemukan sinar Roentgen pada tahun 1895 sewaktu melakukan eksperimen dengan sinar katoda. Saat itu dia melihat timbulnya sinar fluoresensi yang berasal dari krostal barium platinosianida dalam tabung Crookes-Hittorf yang dialiri listrik. Ia segera menyadari bahwa fenomena ini merupakan suatu penemuan baru sehingga dengan gigih ia terus menerus melanjutkan penyelidikannya dalam minggu-minggu berikutnya. Tidak lama kemudian ditemukanlah sinar yang disebutnya sinar baru atau sinar X. Baru di kemudian hari orang menamakan sinar tersebut sinar Roentgen sebagai penghormatan kepada Wilhelm Conrad Roentgen.

Wilhelm Conrad Roentgen

Penemuan Roentgen ini merupakan suatu revolusi dalam dunia kedokteran karena ternyata dengan hasil penemuan itu dapat diperiksa bagian-bagian tubuh manusia yang sebelumnya tidak pernah dapat dicapai dengan cara-cara konvensional. Salah satu visualisasi hasil penemuan Roentgen adalah foto jari-jari tangan istrinya yang dibuat dengan mempergunakan kertas potret yang diletakkan di bawah tangan istrinya dan disinari dengan sinar baru itu.

Foto Tangan Istri Roentgen

Pembentukan sinar X

Proses Pembentukan Sinar-X

1.     Sinar X

Sinar X :adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya sinar ultraviolet, tetapi mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga dapat menembus benda-benda.

Sifat-sifat sinar X :

• Mempunyai daya tembus yang tinggi Sinar X dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.
• Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan
• Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap.
• Mempunyai sifat berionisasi.Efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut.
• Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.

2.       Proses Terjadinya sinar X

-          Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dan bila katoda (filament) dipanaskan lebih dari 20.000 derajat C sampai menyala dengan mengantarkan listrik dari transformator, 

-          Karena panas maka electron-electron dari katoda (filament) terlepas, 

-          Dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target),

-          Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan sinar X (1%), 

-          Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma, 

-          Panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator pendingin.

Dasar Biologi

DASAR BIOLOGI RADIOTERAPI

INTERAKSI RADIASI DENGAN TUBUH

•         Interaksi radiasi dengan materi biologik diawali dengan terjadinya interaksi fisik, yaitu proses eksitasi dan / ionisasi.

•         Elektron sekunder hasil dari proses ionisasi akan berinteraksi secara langsung maupun tidak langsung

•         Langsung : Bila penyerapan energi dari elektron langsung terjadi pada molekul organik dalam sel, seperti DNA.

•         Tidak langsung : Bila terlebih dahulu terjadi terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel yg efeknya kemudian akan mengenai molekul organik penting.

•         Interaksi fisikokimia tsb dapat menimbulkan kerusakan pada sel à efek biologik yg dapat diamati

A. Interaksi Radiasi dengan Molekul Air

•         Penyerapan energi radiasi oleh molekul air dalam proses radiolisis air  akan menghasilkan ion radikal à Radikal bebas ( H+ dan OH+)

•         Radikal bebas adalah suatu atom atau molekul yg bebas, tidak bermuatan dan mempunyai sebuah elektron yg tidak berpasangan pada orbit terluarnya.

•         Keadaan tsb diatas menyebabkan radikal bebas tidak stabil, sangat reaktif dan toksik thd molekul organik vital tubuh.

•         Krn sebagian besar tubuh kita terdiri dari air, maka sebagian besar interaksi radiasi dalam tubuh terjadi secara tdk langsung.

B. Interaksi Radiasi dengan DNA

•         Kerusakann pada DNA akibat radiasi dapat menyebabkan terjadinya perubahan struktur , putusnya ikatan hydrogen dll.

•         Single strand break : Putusnya salah satu rantai DNA

•         Double strand break : Putusnya kedua rantai DNA

•         Secara alamiah sel mempunyai kemampuan untuk melakukan proses perbaikan terhadap kerusakan yang timbul. Kerusakan yang terjadi dapat diperbaiki tanpa kesalahan sehingga struktur DNA kembali seperti semula. Tetapi dalam kondisi tertentu, proses perbaikan tidak berjalan sebagaimana mestinya sehingga walau kerusakan dapat diperbaiki tapi tidak secara tepat atau sempurna sehingga menghasilkan DNA dengan struktur yang berbeda  mutasi.

HIGH KV TEKNIK

HIGH KV TEKNIK

A.    PENGERTIAN DARI  HIGH KV TEKNIK

1.         G. Simon

Pengaruh perubahan kVp atas kecepatan pemotretan.

Dalam batas – batas 50-80kVp, kenaikan 10 kVp akan menurunkan sampai setengah, sedangkan penurunan 10 kVp akan melipat-duakan, detik miliampere (mAs) yang diperlukan untuk membuat sebuah radiograf thorax yang kehitamannya kurang lebih sama. Pembuatan sinar-X yang sehubungan dengan pembangkitan panas pada sasaran, adalah lebih efisien pada kVp tinggi dari pada yang rendah. Karena itu, jika kecepatan yang tinggi adalah mutlak dan kekuatan alat tidak besar maka mungkin dibutuhkan kilovoltasi yang lebih tinggi dari pada halnya jika bagian-bagian yang dipotret tidak bergerak dan waktu pemotretan yang pendek tidaklah mutlak.

Makin tinggi kVp, makin kurang pula radiasi yang diserap oleh kulit yang berdekatan pada tabung sinar-X selama membuat radiograf yang memuaskan dan karena itu lebih luas pula batasan-batasan keamanan bagi penderita. Inilah satu alasan lagi mengapa suatu kVp yang lebih tinggi harus dipakai untuk memotret bagian- bagian yang tebal, seperti abdomen atau kepala. Lebih –lebih bilamana telah diketahui bahwa akan diperlukan beberapa buah radiograf.

2.         Clark (1974)

Teknik High kV merupakan teknik yang sangat mengutamakan waktu eksposi yang sangat rendah. Teknik ini sangat efektif untuk mengontrol ketidaktajaman karena pergerakan dari objek yang tidak disengaja dan menyebabkan gambaran menjadi kabur. Teknik High kV dapat digunakan untuk pemeriksaan angiografi karena memerlukan waktu yang singkat, dan juga pada teknik pemeriksaan tulang.

3.      Bushong (1988)

Teknik High kV merupakan teknik radiografi yang menggunakan faktor eksposi dengan kV tinggi yaitu lebih dari 100 kV, sehingga perbedaan densitas antar tulang, jaringan, dan udara menjadi relative homogen,

MRI

MRI( Magnetic Resonance Imaging )

Merupakan suatu alat diagnostik terkini bagi memeriksa dan mengenalpasti tubuh anda dengan menggunakan medan magnet yang besar dan gelombang frekuensi radio, tanpa pembedahan, penggunaan sinar X, ataupun bahan radioaktif. selama pemeriksan MRI akan memungkinkan molekul-molekul dalam tubuh bergerak dan bergabung untuk membentuk sinyal-sinyal. Sinyal ini akan ditangkap oleh antena dan dikirimkan ke komputer untuk diproses dan ditampilkan di layar monitor menjadi sebuah gambaran yang jelas dari struktur rongga tubuh bagian dalam

MRI menciptakan gambar yang dapat menunjukkan perbedaan sangat jelas dan lebih sensitive untuk menilai anatomi jaringan lunak dalam tubuh, terutama otak,.sumsum tulang belakang, susunan saraf dibandingkan dengan pemeriksaan x-ray biasa maupun CT scan Juga jaringan lunak dalam susunan musculoskeletal seperti otot, ligament , tendon , tulang rawan , ruang sendi seperti misalnya pada cedera lutut maupun cedera sendi bahu. Pemeriksaan lain yang dapat dilakukan dengan MRI yaitu evaluasi anatomi dan kelainan dalam rongga dada, payudara , organ organ dalam perut, payudara, pembuluh darah, dan jantung, . Pada umumnya struktur tulang akan dapat lebih diteliti dengan lebih baik dengan CT scan daripada dengan MRI.

Prosedur MRI tidak menimbulkan sakit, kerusakan jaringan dan sebagainya. Namun karena berada di medan magnet yang besar,pada saat pemeriksaan berlangsung akan dapat menarik benda-benda yang bersifat logam, dan menyebabkan tempatnya bergeser .Bisa dibayangkan jika letaknya di dalam tubuh maka akan dapat melukai pasien. Oleh karena itu sangatlah penting diingatkan kepada pasien untuk melepas benda-benda yang bersifat logam sebelum pasien menjalani pemeriksaan MRI. Fasilitas MRI tentu saja mengharuskan operator atau staf radiologi untuk mengetahui keberadaan benda-benda logam di dalam tubuh dengan menanyakan riwayat operasi atau riwayat kesehatan pasien sebelumnya. Benda-benda logam yang ditanamkan di dalam tubuh (implant) antara lain dapat berupa clip pada operasi aneurisma, pacemaker pada jantung, alat bantu dengar (hearing-aid), gigi palsu, dan sebagainya. Pada pasien dengan keadaan-keadaan tersebut diatas prosedur MRI dapat dibatalkan karena takut akan melukai pasien.

Kelebihan MRI berbanding peralatan lain ialah gambar yang dihasilkan lebih jelas serta dapat dilihat dari berbagai sisi tanpa melibatkan pengunaan radiasi, memberikan hasil tanpa perlu mereposisi pasien, tidak menggunakan kontras untuk sebagian besar pemeriksaan MRI. Fasilitas MRI di Rumah Sakit Medistra dilengkapi dengan kemampuan untuk menilai funksi organ tertentu secara dinamik ( Functional MRI ), untuk menilai distribusi darah baik di otak maupun di jantung (Perfusion Imaging ) serta melihat metabolisme yang ada didalam sebuah tumor (Spectroscopy Imaging )

Tidak ada persiapan khusus untuk pemeriksaan MRI. Hanya saja pasien akan diminta untuk melepaskan beberapa benda-benda logam seperti :

-          dompet, kartu kredit, dam kartu-kartu lainnya

-          peralatan elektronik seperti telepon genggam

-          alat bantu pendengaran (hearing-aid)

-          perhiasan atau jam tangan

-          bolpen, klip kertas, kunci, dan koin

-          ikat rambut ,bulu mata palsu

-          baju yang memiliki kancing logam / resleting logam

-          sepatu, sabuk, pin, dsb.

Sebelum prosedur MRI pasien akan diminta untuk mengisi kuesioner / selembar kertas mengenai keadaan pasien sebelum dilakukan pemeriksaan MRI. Selain itu pasien akan ditanyakan juga riwayat kesehatan atau operasi sebelumnya.

Seperti pada pemeriksaan CT scan dan Radiologi lainnya , kadang kadang dokter memerlukan penyuntikan kontras media intra vena pada kasus tertentuk untuk memperjelas kelainan yang ada didalam tubuh .Untuk hal ini pasien diharapkan puasa untuk tidak makan padat 4 jam sebelum pemerikaan . Dan untuk menghindari kemungkinan risiko penyuntikan kontras intravena terhadap gangguan funksi ginjal , maka diperlukan penilaian funksi ginjal ( cek ureum dan creatinine darah ) sebelum pemeriksaan dilakukan

MRI dilakukan di ruangan khusus dan pasien akan diminta oleh staf radiologi untuk berbaring didalam meja pemeriksaan . Selanjutnya dipasang penutup telinga untuk mengurangi bunyi mesin yang tidak diinginkan.( beberapa jenis suara akan terdengar dari mesin selama pemeriksaan berlangsung ) .

Hal penting yang harus dilakukan oleh pasien adalah berbaring dengan tenang dan relaks. Pemeriksaan MRI biasanya berlangsung antara 20 - 60 menit tergantung dari bagian tubuh mana yang akan diperiksa .

Saat pemeriksaan berlangsung petugas MRI akan dapat berkomunikasi dengan Anda dapat mendengar Anda, serta mengobservasi Anda setiap saat. Segera sampaikan kepada petugas MRI jika ada perasaan yang tidak nyaman pada saat pemeriksaan berlangsung. Setelah prosedur MRI selesai, Anda dapat melakukan aktivitas normal.


Cara Kerja MRI

1.  Pertama, putaran nukleus atom molekul otot diselarikan dengan menggunakan medan magnet yang berkekuatan tinggi.

2.   Kemudian, denyutan/pulsa frekuensi radio dikenakan pada tingkat menegak kepada garis medan magnet agar sebagian nuklei hidrogen bertukar arah.

3. Selepas itu, frekuensi radio akan dimatikan menyebabkan nuklei berganti pada konfigurasi awal. Ketika ini terjadi, tenaga frekuensi radio dibebaskan yang dapat ditemukan oleh gegelungyang mengelilingi pasien.

4.  Sinyal ini dicatat dan data yang dihasilkan diproses oleh komputer untuk menghasilkan gambar otot.

Dengan ini, ciri-ciri anatomi yang jelas dapat dihasilkan. Pada pengobatan, MRI digunakan untuk membedakan otot patologi seperti tumor otak dibandingkan otot normal.

Teknik ini bergantung kepada ciri tenang nuklei hidrogen yang dirangsang menggunakan magnet dalam air. Bahan contoh ditunjukkan seketika pada tenaga radio frekuensi, yang dengan kehadiran medan megnet, membuatkan nuklei dalam keadaan bertenaga tinggi. Ketika molekul kembali menurun kepada normal, tenaga akan dibebaskan ke sekitarnya, melalui proses yang dikenal sebagai relaksasi. Molekul bebas menurun pada ambang normal, tenang lebih pantas. Perbedaan antara kadar tenang merupakan asas gambar MRI--sebagai contoh, molekul air dalam darah bebas untuk tenang lebih pantas, dengan itu, tenang pada kadar berbeda berbanding molekul air dalam otot lain.

CR

            Computed Radiography 

              adalah sistem untuk memproses gambar radiograf digital dengan menggunakan teknologi phosphor photostimulable plate pada awal akuisisi data pencitraan. Ballinger (1999)

            Computed radiography merupakan teknologi digital yang mendukung pengembangan komputer berbasis sistem informasi dan prosessing. Radiograf yang dihasilkan CR akan terformat dalam bentuk digital sehingga dapat dimanipulasi untuk mendapatkan hasil yang maksimal (Ballinger, 1999).

1.    Komponen-komponen pada Computer Radiography :

1.      CASSETTE + IMAGING PLATE CR

IMAGING PLATE CR MERUPAKAN LAPISAN YANG TERBUAT DARI BARIUM FLUOROBROMIDE  YANG DILEKATKAN PADA LEMBARAN FLEKSIBEL POLYESTER BASE

2.      CR READER

CR READER MELAKUKAN PEMROSESAN LATENT IMAGE PADA IMAGING PLATE YANG TELAH DIEKSPOSE MENJADI GAMBAR TAMPAK PADA CR CONSOLE

3.      CR CONSOLE

DIGUNAKAN UNTUK MELAKUKAN POST-PROCESSING (EX: MENGATUR DENSITAS, KONTRAS, DLL).

4.      CR PRINTER

MENCETAK GAMBAR DARI CR CONSOLE KE DALAM MEDIA FILM

2.      Keuntungan Computed Radiography

    CR memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan radiografi konvensional, antara lain

a. Dosis pasien lebih rendah QDE (Quantum detection efficiency) fosfor IP lebih tinggi

b. Angka pengulangan yang lebih rendah karena kesalahan-kesalahan faktor teknis.

c.   Resolusi kontras yang lebih tinggi latitude ekspose yang lebih luas dibandingkan emulsi film radiografi.

d. Tidak memerlukan kamar gelap atau biaya untuk film (jika gambar tidak

ditampilkan dalam hardcopy)

e. Kualitas gambar dapat ditingkatkan

f. Penyimpanan gambar lebih mudah baik dengan hardcopy maupun penyimpanan elektronik

3. Kekurangan Computed Radiography

            Kekurangan CR antara lain :

a.  Biaya yang cukup tinggi untuk Imaging Plate, Digitaizer Computed Radiography, hardware dan software untuk workstation

b. Resolusi spatial yang rendah

c.  Pasien potensial menerima radiasi yang overexposed. CR dapat mengkompensasi overexposure sehingga radiografer terkadang menggunakan faktor eksposi yang berlebihan pada pasien.

d. Adanya artefak pada gambar jika menggunakan grid

4. Proses Pembentukan Gambaran pada Computer Radiography

DR

DIGITAL RADIOGRAFI

1.      Pengertian

Digital radiografi adalah sebuah bentuk pencitraan sinar_X, dimana sensor-sensor sinar-X digital digunakan menggatikan film fotografi konvensional. Dan processing kimiawi digantikan dengan sistem komputer yang terhubung dengan monitor atau laser printer.

2.      Komponen Digital Radiograph

Sebuah sistem digital radiographi terdiri dari 4 komponen utama, yaitu X-ray source, detektor, Analog-Digital Converter, Computer, dan Output Device.

A. X-ray Source
Sumber yang digunakan untuk menghasilkan X-ray pada DR sama dengan sumber X-ray pada Coventional Radiography. Oleh karena itu, untuk merubah radiografi konvensional menjadi DR tidak perlu mengganti pesawat X-ray.

B. Image Receptor

Detector berfungsi sebagai Image Receptor yang menggantikan keberadaan kaset dan film. Ada dua tipe alat penangkap gambar digital, yaitu Flat Panel Detectors (FPDs) dan High Density Line Scan Solid State Detectors.

1).  Flat Panel Detectors (FPDs)

 FPDs adalah jenis detektor yang dirangkai menjadi sebuah panel tipis. Berdasarkan bahannya, FPDs dibedakan menjadi dua, yaitu
a. Amorphous Silicon
Amorphous Silicon (a-Si) tergolong teknologi penangkap gambar tidak langsung karena sinar-X diubah menjadi cahaya. Dengan detektor-detektor a-Si, sebuah sintilator pada lapisan terluar detektor (yang terbuat dari Cesium Iodida atau Gadolinium Oksisulfat), mengubah sinar-X menjadi cahaya. Cahaya kemudian diteruskan melalui lapisan photoiodida a-Si dimana cahaya tersebut dikonversi menjadi sebuah sinyal keluaran digital. Sinyal digital kemudian dibaca oleh film transistor tipis (TFT’s) atau oleh Charged Couple Device (CCD’s). Data gambar dikirim ke dalam sebuah computer untuk ditampilkan. Detektor a-Si adalah tipe FPD yang paling banyak dijual di industri digital imaging saat ini.

b. Amorphous Selenium (a-Se)
Amorphous Selenium (a-Se) dikenal sebagai detektor langsung karena tidak ada konversi energi sinar-X menjadi cahaya. Lapisan terluar dari flat panel adalah elektroda bias tegangan tinggi. Elektrode bias mempercepat energi yang ditangkap dari penyinaran sinar X mealui lapisan selenium. Foton-foton sinar-X mengalir melalui lapisan selenium menciptakan pasangan lubang electron. Lubang-lubang elektron tersebut tersimpan dalam selenium berdasarkan pengisian tegangan bias. Pola (lubang-lubang) yang terbentuk pada lapisan selenium dibaca oleh rangakaian TFT atau Elektrometer Probes untuk diinterpretasikan menjadi citra.

2) High Density Line Scan Solid State device
Tipe penangkapan gambar yang kedua pada DR adalah High Density Line Scan Solid State device. Alat ini terdiri dari Photostimulable Barium Fluoro Bromide yang dipadukan dengan Europium (BaFlBr:Eu) tatu Fosfor Cesium Bromida (CsBr).
Detektor fosofor merekam energi sinar-X selama penyinaran dan dipindai (scan) oleh sebuah dioda laser linear untuk mengeluarkan energi yang tersimpan yang kemudian dibaca oleh sebuah penangkap gambar digital Charge Coupled Devices (CCD’s). Image data kemudian ditransfer oleh Radiografer untuk ditampilkan dan dikirim menuju work stasion milik radiolog.

C. Analog to Digital Converter

Komponen ini berfungsi untuk merubah data analog yang dikeluarkan detektor menjadi data digital yang dapat diinterpretasikan oleh komputer.

D. Komputer

Komponen ini berfungsi untuk mengolah data, manipulasi image, menyimpan data-data (image), dan menghubungkannya dengan output device atau work station.

E. Output Device

Sebuah sistem digital radiografi memiliki monitor untuk menampilkan gambar. Melaui monitor ini, radiografer dapat menentukan layak atau tidaknya gambar untuk diteruskan kepada work station radiolog.

Selain monitor, output device dapat berupa laser printer apabila ingin diperoleh data dalam bentuk fisik (radiograf). Media yang digunakan untuk mencetak gambar berupa film khusus (dry view) yang tidak memerlukan proses kimiawi untuk mengasilkan gambar.
Gambar yang dihasilkan dapat langsung dikirimkan dalam bentuk digital kepada radiolog di ruang baca melaui jaringan work station. Dengan cara ini, dimungkinkan pembacaan foto melaui teleradiology.

3. Prinsip Kerja

Prinsip kerja Digital Radiography (DR) atau (DX) pada intinya menangkap sinar-X tanpa menggunakan film. Sebagai ganti film sinar X, digunakan sebuah penangkap gambar digital untuk merekam gambar sinar X dan mengubahnya menjadi file digital yang dapat ditampilkan atau dicetak untuk dibaca dan disimpan sebagai bagian rekam medis pasien.

4. Kelebihan dan Kekurangan Digital Radiography

Kelebihan yang dimiliki digital radiography antara lain:

a. Cepat dan efisien karena tidak membutuhkan kamar gelap untuk pencetakan gambar.
b. Hasil lebih akurat.

c. Sistem sinar-X (pesawat) dapat tetap digunakan dengan dilakukan moifikasi.
d. Tidak membutuhkan ahli komputer karena perangkat lunak yang digunakan untuk mengatur image        mudah digunakan.
e. Angka penolakan film dapat ditekan.
f. Dapat digunakan untuk radiografi mobile X-Ray unit dengan detektor digital (flat digital).

Kekurangan digital radiography antara lain :
a. Dibutuhkan dana yang besar untuk mengganti fasilitas radiografi konvensional menjadi digital.
b. Kesalahan faktor eksposi yang terlalu parah tidak dapat diperbaiki.
c. Walaupun diklaim dapat mengurangi dosis yang diterima pasien, digital radiografi justru lebih sering meningkatkan dosis pasien, karena
- Over eksposure tidak akan terdeteksi (dapat dikurangi dengan mudah dalam proses komputer). Sehingga radiografer cenderung menambah faktor eksposi.
- Pengulangan pemeriksaan (sebelum dicetak) tidak akan menambah jumlah film yang digunakan, sehingga menurunkan tingkat kehati-hatian radiografer.