Flouroscopy

Teknik Flouroscopy

Pesawat sinar-x merupakan salah satu perangkat pencitraan yang digunakan sebagai alat diagnose. Pesawat ini ditemukan oleh seorang berkebangsaan Jerman bernama Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Peralatan utamanya adalah tabung sinar-x, Trafo tegangan tinggi (HV) dan sistem kontrol. Alat bantunya terdiri dari meja diagnostik, support stand, lieder stand dan perangkat fluoroscopy.

Fluoroskopi adalah cara pemeriksaan yang menggunakan sifat tembus sinar rotngen dan suatu tabir yang bersifat luminisensi bila terkena sinar tersebut. Fluoroskopi terutama diperlukan untuk menyelidiki fungsi serta pergerakan suatu organ atau sistem tubuh seperti dinamika alat peredaran darah, misalnya jantung, dan pembuluh darah besar, serta pernafasan berupa pergerakan diafragma dan aerasi paru-paru. (Sjahriar Rasad, 1998).

Fluoroskopi dapat memberikan diagnosa aktif selama jalannya pemeriksaan. Oleh karena itu pemeriksaan fluoroskopi secara primer dilakukan oleh Dokter Radiologi. Peran Radiografer 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, jalannya barium didalam traktus digestivus, penyuntikan zat kontras pada sistem biliari, dan lain-lain. (Richard R.C, dan Arlene M. 1992;553). 

Ada dua jenis desain tube sinar-X fluoroskopi, yaitu yang berada dibawah meja pemeriksaan dan yang berada diatas meja pemeriksaan tepatnya diatas tubuh pasien. Namun kebanyakan pesawat fluoroskopi menggunakan desain under table unit (tube yang berada di bawah meja pemeriksaan).

Pesawat sinar-x fluoroscopy adalah perangkat pencitraan dimana hasilnya sebuah gambar yang ditangkap oleh screen fluoroscent untuk digunakan sebagai bahan diagnose. Pengamatan hasil gambar oleh dokter langsung dilakukan pada screen fluoroscent sehingga dokter beresiko terkena pancaran radiasi dari tabung sinar-x. 

Untuk mengatisipasi hal tersebut maka perlu dilakukan perekayasaan pada sistem fluoroscopy. Cara yang dilakukan adalah dengan memasang kamera (CCTV) untuk menangkap hasil gambar dari screen fluoroscent yang terdapat pada Image Intensifier, kemudian ditransfer ke sistem komputer yang ditempatkan di ruang kontrol. Untuk pengamatan hasil gambar dokter cukup melihat pada monitor di ruang kontrol, sehingga akan terhindar dari pancaran radiasi secara langsung. Teknologi system fluoroscopy yang lebih modern adalah CT-Scan yang sudah banyak di rumah sakit.

Sistem fluoroscopy modern dapat menghasilkan gambar yang langung diamati  pada  sebuah monitor di tempat ruang kontrol. Dengan sistem fluoroscopy remote controle diharapkan dapat mengurangi resiko radiasi pada pekerja radiasi

Tube sinar-X fluoroskopi sangat mirip desainnya dengan tube diagnostik konvensional kecuali bahwa tube sinar-X fluoroskopi dirancang untuk dapat mengeluarkan sinar-X lebih lama daripada tube diagnostik konvensional dengan mA yang jauh lebih kecil. Dimana tipe tube diagnostik konvensional memiliki range mA antara 50-1200 mA sedangkan range mA pada tube sinar-X fluoroskopi antara 0,5-5,0 mA.

2. Komponen Peralatan Fluoroskopi.

Ada tiga komponen utama yang merupakan bagian dari unit fluoroskopi yakni, X-ray tube beserta generator, Image Intisifier, dan sistem monitoring video. Bagian utama unit fluoroskopi adalah :

a.       X-ray tube dan generator.

Tube sinar-X fluoroskopi sangat mirip desainnya dengan tube sinar-X diagnostik konvesional kecuali bahwa tube sinar-X fluoroskopi dirancang untuk dapat mengeluarkan sinar-X lebih lama dari pada tube diagnostik konvensional dengan mA yang jauh lebih kecil. Dimana tipe tube diagnostik konvensional memiliki range mA antara 50-1200 mA sedangkan range mA pada tube sinar-X fluoroskopi antara 0,5-5,0 mA. Sebuah Intensification Tube (talang penguat) dirancang untuk menambah kecerahan gambar secara elektronik Pencerah gambar modern sekarang ini mampu mencerahkan gambar hingga 500-8000 kali lipat. (Richard R.C, dan Arlene M. 1992;570).

Generator X-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 cepat, berkisar antara 5/6 ms untuk pengambilan gambar sebanyak 48 gambar/detik. Maka dari itu generator X-ray tube biasanya merupakan tabung berkapasitas tinggi (paling tidak 500.000 heat unit) dibandingkan dengan tabung X-ray radiografi biasa (300.000 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 PMT (di dalamnya terdapat photocatoda, focusing electroda, dinode, dan output phospor). Sehingga memungkinkan untuk melakukan fluoroskopi dalam kamar dengan keadaan terang dan tanpa perlu adaptasi gelap (Sjahriar Rasad, 1998). Image Intisifier terdiri dari:

1)   Detektor

Terbuat dari crystals iodide (CsI) yang mempunyai sifat memendarkan cahaya apabila terkena radiasi sinar-X. Absorpsi dari detektor sebesar 60% dari radiasi sinar-X (Robert A. Fosbinder dan Charles A, Kelsey, 2000).

2)   PMT (Photo Multiplier Tube).

Terdiri Dari :

a)    Photokatoda.

Terletak setelah input phospor. Memiliki fungsi untuk merubah cahaya tampak yang diserap dari input phospor menjadi berkas elektron.

b)   Focusing Electroda.

Elektroda dalam focus Image Intensifier meneruskan elektron-elektron negatif dariphotochatode ke output phospor.

                   c)    Anode dan Output Phospor.

Elektron dari photochatode diakselerasikan secara cepat ke anoda     karena adanya beda tegangan seta merubah berkas elektron tadi menjadi sinyal listrik.

3. Sistem Monitoring dan Video.

Beberapa sistem penampil gambar (viewing system) telah mampu mengirim gambar dari output screen menuju alat penampil gambar (Viewer). Dikarenakan output phospor hanya berdiameter 1 inch (2,54 cm), gambar yang dihasilkan relatif kecil, karena itu harus diperbesar dan di monitor oleh sistem tambahan. Termasuk diantaranya Optical Mirror, Video, Cine, dan sistem spot film. Beberapa dari sistem penampil gambar tersebut mampu menampilkan gambar bergerak secara langsung (Real-Time Viewing) dan beberapa yang lainnya untuk gambar diam (Static Image). Waktu melihat gambar, resolusi dan waktu processing bervariasi antar alat-alat tersebut. Pada saat pemeriksaan fluoroskopi memungkinkan untuk dilakukan proses merekam gambar bergerak maupun gambar yang tidak bergerak (statis). (Richard R.C, dan Arlene M. 1992;570).

3. Proses Terjadinya Gambaran Pada Fluoroskopi

Pada saat pemeriksaan fluoroskopi berlangsung, berkas cahaya sinar-x primer menembus tubuh pasien menuju input screen yang berada dalam Image Intensifier Tube yaitu sebuah tabung hampa udara  yang terdiri dari sebuah katoda dan anoda. Input screen yang berada pada Image Intensifieradalah layar yang menyerap foton sinar-x dan mengubahnya menjadi berkas cahaya tampak, yang kemudian akan ditangkap oleh PMT (Photo Multiplier Tube). PMT terdiri dari photokatoda, focusing elektroda, dan anoda dan output phospor. Cahaya tampak yang diserap oleh photokatoda pada PMT akan dirubah menjadi elektron, kemudian dengan adanya focusing elektroda elektron-elektron negatif dari photokatoda difokouskan dan dipercepat menuju dinoda pertama. Kemudian elektron akan menumbuk dinoda pertama dan dalam proses tumbukan akan menghasilkan elektron-elektron lain. Elektron-elektron yang telah diperbanyak jumlahnya yang keluar dari dinoda pertama akan dipercepat menuju dinoda kedua sehingga akan menghasilkan elektron yang lebih banyak lagi, demikian seterusnya sampai dinoda yang terakhir. Setelah itu elektron-elektron tersebut diakselerasikan secara cepat ke anoda karena adanya beda potensial yang kemudian nantinya elektron tersebut dirubah menjadi sinyal listrik.

Sinyal listrik akan diteruskan ke amplifier kemudian akan diperkuat dan diperbanyak jumlahnya. Setelah sinyal-sinyal listrik ini diperkuat maka akan diteruskan menuju ke ADC (Analog to Digital Converter). Pada ADC sinyal-sinyal listrik ini akan diubah menjadi data digital yang akan ditampilkan pada tv monitor berupa gambaran hasil fluoroskopi.

4. Kilovoltage (kV)

Kilovoltage (kV) mengontrol kualitas dari berkas sinar-X. Peningkatan kilovoltage pada panel kontrol akan menyebabkan peningkatan kecepatan dan energi elektron pada tabung sinar-X. Jika elektron bergerak lebih cepat dari katoda ke anoda, lebih banyak elektron yang akan mencapai target dengan pemberian mAs tertentu, akan menghasilkan peningkatan dalam produksi dari photon sinar-X dengan energi lebih besar. Karena energi photon sinar-X meningkat, kemampuan photon menembus bertambah. Kilovoltage mempengaruhi kuantitas berkas sinar-X karena banyak elektron yang akan mencapai target jika kV bertambah, dan kV mempengaruhi kualitas berkas sinar-X karena setiap elektron mempunyai energi lebih, menghasilkan berkas dengan kemampuan menembus lebih besar. (Richard R.C, dan Arlene M. 1992;366). 

 

5.  Digital kV Meter.

            Merupakan penetrameter elektronik yang dilengkapi detector solid state (Detector Sintillation). Bahan sintilator merupakan suatu bahan padat yang mampu menghasilkan percikan cahaya bila dikenakan energi foton sinar-X. Alat ini berfungsi untuk mengetahui tingkat keakurasian setting kilovoltage pesawat sinar-X yang dilengkapi dengan fluoroskopi. Alat digital kV meter RTI PMX-1R memiliki spesifikasi yang terdiri dari :

1.      Tombol ON/OFF yang ada pada alat digital kV meter RTI PMX- 1R digunakan untuk menghidupkan ataupun mematikan alat digital digital kV meter tersebut .

2.      Tombol kVp/TIme digunakan untuk memilih mode pengujian yaitu untuk mengukur akurasi kVp ataupun untuk mengukur akurasi timer. (User’s Manual RTI Electronics;Chapter 3)

3.      Tombol delay digunakan untuk memilih jeda waktu dalam melakukan eksposi yang pertama ke eksposi yang selanjutnya.

4.      Tombol auto/manual. (User’s Manual RTI Electronics;Chapter 3)

5.      Menggunakan detektor solid state ( detektor sintillation )  yang terbuat dari bahan padat berupa plate.

6.      LCD Display digunakan untuk menampilkan nilai setelah dilakukan eksposi.

7.      Baterai.(User’s Manual RTI Electronics;Chapter 11)

8.      Berat alat ini (1 kg) dan panjangnya (55x140x220 mm).

Dengan spesifikasi yang dimiliki oleh alat digital kV meter RTI PMX-1R ini sangat sederhana cara kerjanya serta memudahkan dalam pembacaan nilai pada saat pengujian karena memiliki LCD display. 

Adapun cara kerja alat dgital kV meter RTI PMX-1R ini adalah sebagai berikut :

1.   Pada saat dilakukan eksposi maka energi foton sinar-X akan mengenai detektor sintillation kemudian akan menimbulkan percikan cahaya.

2.   Percikan cahaya ini akan mengenai photokatoda yang ada di dalam PMT (Photo Multiplayer Tube) yang kemudian akan memancarkan elektron.

3.   Elektron yang dihasilkan akan diarahkan menuju dinode pertama dengan adanya beda potensial. Dinode pertama ini akan memancarkan beberapa elektron sekunder bila dikenai elektron.

4.     Elektron-elektron sekunder yang dihasilkan dinode pertama akan menuju dinode kedua dan dilipatgandakan kemudian diarahkan ke dinode ketiga dan seterusnya sehingga elektron yang terkumpul pada dinode terakhir berjumlah sangat banyak.

5.   Dengansebuahkapasitorkumpulanelektrontersebutakandiubahmenjadipulsalistrik. Oleh Amplifier pulsa listrik ini akan diperkuat dan digandakan. Kemudian pulsa listrik ini akan dibawa ke PHA (Pulse High Analyzer) untuk menganalisa pulsa tegangan tinggi.  

6.    Kemudian pulsa listrik ini akan dibawa ke ADC (Analog to Digital Converter) untuk dirubah menjadi data digital. Data digital ini akan ditampilkan pada LCD Display berupa angka nilai kV.

7.   Perlu diingat pada saat dilakukan eksposi pertama nilai yang muncul pada LCD display diabaikan.

6.  Jaminan Kualitas (Quality Assurance).

            Pengertian menurut WHO (1987), quality assurance adalah upaya pengorganisasian staf dan fasilitas yang ada untuk menjamin gambaran yang dihasilkan berkualitas tinggi agar dapat memberikan informasi diagnosa yang tepat dengan biaya dan dosis pasien minimum. Menurut Stewart C.Bushong (1998;235), quality assurance adalah aktifitas rutin dan prosedur spesial yang dikembangkan untuk menjamin produk yang dihasilkan berkualitas tinggi, quality assurance di radiologi diagnostik memerlukan perencanaan, program yang terus menerus diantaranya evaluasi dan pengawasan peralatan prosedur radiologi.

            Menurut NCRP (1995;5), quality assurance adalah kegiatan yang mencakup keseluruhan program dan metode pemeliharaan yang didalamnya mencakup program evaluasi yang berkelanjutan dengan menampilkan hasil pengukuran dari evaluasi yang dibutuhkan.

Sedangkan menurut Richard R.Carlton (1992;439), quality assurance terdiri dari kegiatan yang bertujuan memberikan kepercayaan terhadap pelayanan radiologi agar tetap memberikan pelayanan dan hasil gambar yang berkualitas tinggi. Quality assurance meliputi kegiatan evaluasi seperti interpretasi hasil pemeriksaan,pemeliharaan peralatan, pelaksanaan prosedur, sistem pencatatan, perbaikan staf, penjadwalan pemeriksaan dan lain-lain.

Cara menjalankan quality assurance yaitu dengan mengidentifikasi masalah atau area potensial masalah, memonitor masalah dan kemudian memecahkan masalah. Memonitor masalah meliputi beberapa langkah, menentukan kriteria, melakukan monitor dan collecting, menganalisa dan mengevaluasi data.

7.  Quality Control.

Pengertian menurut Richard R.Charlton (1992;439), quality control adalah aspek dari quality assurance yang memonitor peralatan teknik sampai ke kualitas standar. Pengawasan sistem pemprosesan film termasuk pengujian sensitometri dan safe light kamar gelap. Evaluasi hamburan sinar eksternal termasuk memonitor sistem diagnosa radiografi, sistem fluoroscopy, sistem tomografi dan luas lapangan penyinaran kolimator pada pesawat rontgen dan beragam test lainnya seperti kaset, viewing box, harus selalu diawasi.

Sedangkan menurut Carl Borras (1997;87), quality control adalah bagian dari quality assurance yang terdiri dari satu set operasi (perencanaan, pengkoordinasian, pelaksanaan) yang bertujuan untuk memelihara atau meningkatkan kualitas yang meliputi peralatan agar pelaksanaannya dapat ditetapkan, di atur, dan dikontrol.

8.  Proteksi Radiasi.

            Prinsip dasar proteksi radiasi berhubungan dengan penggunaan radiasi pengion  pada tingkat As Low As Reasonably Achieveable (ALARA) atau tingkat dosis radiasi rendah yang masih dapat diterima.  ( Richard R, Carlton,1992;54)

Untuk pengujian tingkat keakurasian keluaran kV Pesawat Fluoroskopi nilai batas toleransi yang masih diijinkan menurut BPFK adalah + 10%, menurut Western Australia + 6%, menurut pabrikan alat ukur digital kV meter RTI PMX-1R nilai batas toleransinya adalah + 10%.

Interaksi sinar-x dengan materi

Kehilangan energi dari sinar-x bila melewati suatu media (zat) adalah terjadi karena

tiga proses utama  yaiu  efek fotolistrik, efek Compton dan efek produksipasangan. Efekfotolistrik dan efek compton timbul karena interaks iantara sinar-x dengan elektron elektron dalam atom dari media (zat) itu, sedang efek produksi pasangan timbul  karena interaksi dengan medan listrik dari inti atom.

Apabila Io adalah intensitas sinar-x yang datang pada suatu lapisan media (zat) dan

Ix adalah intensitas sinar-x yang berhasil menembus media setebal x. Oleh karena adanya kehilangan energi foton didalam tebal x dari lapisan, maka akan terjadi pengurangan intensitas.

Hubungan antara Io dan Ix adalah sebagai berikut :

Ix = Io e ^{-,xx ..................................................................} (1)

Dimana :

Ix = Intensitas sinar-x yang menembus media

Io = Intensitas sinar-x yang datang ke media

< = koefisienabsorbsi linier

x = Tebalmateri

Sifat terpenting dari radiasi  adalah sifat merusak. Hal initerjadisebagaiakibat

interaksi radiasi dengan materi yang secara langsung atau tidak langsung menimbulkan pengionan.

Tingkat kerusakan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

1. Sumber radiasi.

2. Lama penyinaran

3. Jarak sumber radiasi dengan subyek

4. Ada tidaknya penghalang antara sumber radiasi dan subyek

Dosis Radiasi

Untuk membahas tingkat bahaya radiasi secara kuantitatip diperkenalkan konsep besaran dosis radiasi yang dikaitkan dengan banyaknya energi radiasi yang diserap oleh subyek / organisme.

Didalampengetahuankeselamatandosisradiasidikenaltigamacamdosis, yaitu :

1. Nilaipenyinaran (exposure)

Yaitu kemampuan radiasi tertentu untuk menimbulkan ionesasi pada medium tertentu, satuanya adalah Roentgen (R). Di dalam satuan standard Internasional (SI) maka :

1 R = 2,58 x 10-4 coulomb.

Disamping nilai penyinaran, dikenal pula kecepatan penyinaran (exposure rates) yang menyatakan ialah R/jam atau mR / jam

.

2. Dosis Serap (absorbed dose)

Yaitu jumlah energi radiasi yang diserap oleh satu satuan massa/berat dari medium

yang dilaluinya. Satuan dari dosis serap adalah rad (radiation absorbed dose)

1 rad = 100 erg/gram, dalam satuan SI dosis serap adalah Gray (Gy)

1 Gray = 1 Joule / kg

3. Dosis Setara (dosis ekivalen)

Yaitu menyatakan jumlah energi radiasi yang diserap oleh satuan massa / berat bahanatau medium yang dilaluinya. Satuan yang dipergunakan adalah rem (roentgen equivalentman), sedang di dalam satuan SI dipergunakan satuan Sievert (Sv)

1 Sv = 1 Joule / kg = 100 rem