5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Produksi sinar

5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Produksi sinar-X
Wilhelm Conrad Rontgen seorang ahli fisika di Universitas Wurzburg,
Jerman pertama kali menemukan sinar Rontgen pada tahun 1895, sewaktu
melakukan eksperimen dengan sinar katoda saat itu dia melihat timbulnya sinar
fluorosensi yang berasal Kristal barium platinosianida dalam tabung CrookesHittorf yang dialiri listrik. Kemudian dia melanjutkan penelitiannya dan
menemukan sinar yang disebutnya sebagai sinar baru atau sinar-X. ( Rasad, 2005)
Sinar-X merupakan gelembong elektromegnetik, dimana dalam proses
terjadinya memiliki energi yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut didasarkan
pada energi kinetik elektro. Sinar-X yang berbentuk ada yang memiliki energi
sangat rendah sesuai dengan energi electron pada saat timbulnya sinar-X. juga
ada yang berenergi tinggi, yakni berenergi sama dengan energi kinetik elektro
pada saat menumbuk target anode.
Pada dasarnya pesawat sinar-X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung
sinar-X , sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua
elktrode dalam tabung sinar-X dan unit pengatur bagian pesawat sinar-X.
Proses terjadinya sinar-X adalah sebagai berikut Filamen pada katoda
dipanaskan dengan pemberian arus generator sehingga terbentuk elektron elektron pada permukaan katoda. Dalam hal ini anoda bermuatan positif terhadap
katoda. Ketrika diberikan beda potensial antara katoda dan anoda, maka elektron
akan menumbuk anoda. Dari tumbukan inilah terbentuk sinar-X 1 % dan 99 %
energi panas. ( Rasad,2005 )
5
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1 Produksi Sinar-X
(Sumber : RTEC III, Bushong ch 8&9_Xray Production and Emission_WEB)
2.2 Spektrum sinar-X
Konversi energi kinetik elektron menjadi radiasi sinar-X. sinar-X
Bremsstrahlung berasal dari elektron melintas mendekati inti atom ( nucleus )
target, gaya tarik coulomb yang kuat menyebabkan elektron mengalami
pengereman dan arah elektron dibelokkan dari lintasan awal dimana hal ini
berakibat hilangnya energi kinetik elektron berubah menjadi sinar-X dengan
energi sebanding dengan energi kinetik yang hilang, sinar-X Bremsstrahlung
dapat kita lihat pada Gambar 2.2.
Universitas Sumatera Utara
7
Gambar 2.2 Sinar-X Bremsstrahlung
Terbentuknya sinar-X karakteristik pada Gambar 3.3 melalui tahapan :
1. Elektron datang berinteraksi dengan elektron kulit K
2. Elektron kulit K keluar dari kulit atom terjadi jka energi elektron yang
datang lebih besar dari energi ikat elektron kulit K meninggalkan
kekosongan pada kulit K
3. Elektron atom dari tingkat energi yang lebih besar bertransisi mengisi
kekosongan pada kulit K
4. Sinar-X karakteristik terpancar ketika elektron atom mengisi kekosongan
kulit K, dengan energi yang sebanding dengan selisih energi ikat kedua
atom.
Universitas Sumatera Utara
8
Gambar 2.3 Sinar-X Karakteristik
2.3 Interaksi Sinar-X Terhadap Materi
Sinar-X merupaka gelombang electromagnet yang tidak memiliki massa,
muatan, dengan daya tembus yang cukup tinggi. Proses interaksi sinar-X dengan
materi meliputi 5 kemungkinan yaitu, hamburan kohern atau hamburan klasik,
efek fotolistrik, hamburan Compton, produksi pasangan dan desintegrasi
fotonuklir.
( Harold Elford Johns and John Robert Cunningham, 1983
2.4 Dosimeter Diagnostik
Ada berbagai dosimeter yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai ESD
radiografi. Untuk mendapatkan ESD pasien dengan metode langsung umumnya
digunakan Thermoluminescence Dosemeter ( TLD ). TLD yang sering dipakai
berbahan : LiF; Mg, Ti, LiF ; Mg, Cu, P dan Li2B407 : Mn. Sebelum digunakan
TLD terlebih dahulu diannealing untuk menghapus signal yang tersisa.
Prinsip kerja dosimeter ini berdasarkan fenomena Thermoluminescence
(TL). Pada saat radiasi pengion berinterkasi dengan Kristal TLD sebagian atau
seluruh energy diberikan keatom-atom Kristal maka electron pada atom-atom
Kristal akan melompat ketingkat energi yang lebih tinggi dan menyebabkan
kekosongan ( hole ).
Universitas Sumatera Utara
9
Electron ini akan terperangkap oleh zat pengotor pada Kristal pemanasan
TLD diperlukan pada saat pembacaan TLD, ketika TLD dipanasi menyebabkan
electron pada Kristal kembali kekeadaan awal ( ground state ) sambil
memancarkan energy dalam bentuk cahaya. Cahaya yang terpancar dihitung
dengan menggunakan Photomultiplier ( PMT ) dan intensitas cahaya tersebut
diubah menjadi sinyal elektrik dan dikuatkan. Proses pemancaran foton akibat
pemanasan ini disebut Thermoliminisensi. ( Vienna : IAEA, 2007 )
2.5 Pengukuran ESD
Didalam IAEA technical report series No. 457 memberikan penjelasan tentang
pengambilan nilai ESD pemeriksaan radiografi, dimana ESD dapat diperoleh
dengan :
1. Metode langsung menggunakan TLD
2. Metode tidak langsung dengan perhitungan ( kalkulasi )
Pengukuran yang dilakukan dengan penelitian ini dilakukan hanya dengan
metode langsung yakni menggunakan TLD. Metode langsung merupakan metode
pengukuran ESD yang dilakukan dengan meletakkan thermoluminescence
dosimeter pada central point ( titik pusat ) lapangan radiasi dan dosimeter akan
merekam jumlah dosis permukaan pasien termasuk radiasi hamburan baik tubuh
pasien.
2.6
Computed Radiography ( CR )
Computed Radiography (CR) merupakan suatu system atau proses untuk
mengubah system analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi.
Posisi film dan kaset sebagai reseptor pada radiografi konvensional pada CR
digantikan oleh imaging plate. CR mempunyai kelebihan dalam proses lokalisasi
objek yang akan diamati. Hal tersebut disebabkan dalam proses lokalisasi objek
yang akan diamati. Hal tersebut disebabkan karena citra pada CR dapat diatur
sesuai dengan keperluan. ( Vienna : IAEA, 2004 )
Universitas Sumatera Utara
10
CR mempunyai perlengkapan operasional terdiri dari :
2.6.1
Imaging Plate
Image Plate merupakan media pencatat sinar-X pada CR yang terbuat dari
photosimulable phosphor tinggi, dengan Imaging Plate memungkinkan processor
gambar untuk memodifikasi kontras. Image Plate berada dalam kaset imaging.
Fungsi dari Image Plate adalah sebagai penangkap gambar dari objek yang sudah
disinar ( ekspose). Prosesnya adalah pada saat terjadi penyinaran Image Plate akan
menangkap energi dan disimpan oleh phosphor yang akan dirubah sinyal
elektronik dengan laser scanner dalam image reader.
Imaging terdiri dari beberapa lapisan yang dirancang merekam dan
meningkatkan transmisi gambar. Gambar berkas ionisasi (Gambar 2.4) terdiri
dari:
a. Protective layer/ lapisan pelindung
Lapisan ini berfungsi melindungi IP dari benturan kerusakan pada saat
proses handling dan transfer, goresan, kontraksi, pecah akibat temperature
dan kelembaban. ( Ballinger 2003)
b. Phosphor layer/ lapisan fosfor
Lapisan yang paling aktif dalam IP. Lapisan fosfor IP adalah lapisan
Kristal
Europium-doped
Barium
(BaFX;Eu 2+)
Fluorohalide
atau
Photostimulable Phosphor. Saat menumbuk Kristal ini, BaFX:Eu2+berubah
menjadi bentuk gambar laten. Standar resolusi spatial dari IP kira-kira
2.5lp/mm yang terdiri dari 150 nm lapisan BaFX:Eu 2+.
c. Support layer/ lapisan penyokong
Lapisan peyokong adalah lapisan dasar yang melapisi lapisan lain yang
terbuat dari polyester.
d. Conductor layer/ lapisan konduktor
Lapisan konduktor berfungsi mengeliminasi masalah-masalah elektrostatik
dan menyerap cahaya untuk meningkatkan ketajaman.
e. Light shield layer / lapisan pelindung cahaya
Lapisan ini berfungsi untuk mencegah cahaya masuk saat proses
penghapusan data dari IP, kebocoran, dan menurunkan spasial.
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 2.4 Lapisan Photostimulable Phosphor Imaging Plate
Gambar 2.5 Imaging Plate
2.6.2
Image Reader
Image Reader (Gambar 2.6) berfungsi sebagai pembaca dan mengubah
gambar yang diperoleh dari Image Plate (Gambar 2.5). Semakin besar kapasitas
memorinya maka semakin cepat waktu yang diperlukan untuk proses Image Plate,
dan mempunyai daya simpan yang besar. Waktu tercepat yang diperlukan untuk
membaca Image Plate pada Image Reader yaitu selama 64 detik. Selain tempat
dalam proses pembacaan, Image Reader mempunyai peranan yang sangat penting
juga dalam proses pengolahan gambar, system transportasi Image Plate serta
penghapusan data yang ada di Image Plate. Image Reader sudah dilengkapi
Universitas Sumatera Utara
12
dengan monitor yang berfungsi untuk menampilkan gambar yang sudah dibaca
oleh Image Reader disebut Image Console.
Image Console berfungsi sebagai media pengolahan data, berupa computer
khusus untuk medical imaging dengan touch screen monitor. Image Console
dilengkapi oleh berbagai macam menu yang menunjang dalam proses editing dan
pengolahan gambar sesuai dengan anatomi tubuh, seperti pada kondisi hasil
gambaran organ tubuh, kondisi tulang dan kondisi jaringan lunak.
Gambar 2.6 Image Reader
2.6.3
Image Recorder
Image Recorder mempunyai fungsi sebagai proses akhir dari suatu
pemeriksaan yaitu media pencetakan hasil gambaran yang sudah diproses dari
awal penangkapan sinar-X oleh Image Plate kemudian dibaca Image Reader dan
diolah oleh Image Console terus dikirim ke Image Recorder untuk dilakukan
Universitas Sumatera Utara
13
proses output dapat berupa media compact disc sebagai media penyimpanan atau
dengan printer laser yang berupa laser Imaging Film.
2.7 Fantom Leeds
Fantom leeds pertama kali dibuat pada tahun 1955, fantom leeds telah menjadi
terkenal didunia sebagai standar klinis untuk membangun kinerja operasional
yang baik dari pesawat sinar-X. Fantom leeds adalah alat jaminan kualitan untuk
perangkat pencitraan medis. Perangkat ini sebagian besar berkaitan dengan tehnik
pencitraan sinar-X seperti fluoroscopy, radiografi digital, mamografi, dan
computed tomografi (CT) walaupun leeds fantom juga biasa digunakan dalam
Quality Ansurance radioterapi dan untuk tehnik lain seperti MRI.
(http ://www.leedstestobjects.com/April 2013)
2.8 Anatomi Thorax
Thorax atau rongga dada adalah rongga berbentuk kerucut, dimana pada sisi
bawah lebih lebar dari sisi atas dan bagian belakang lebih panjang dari bagian
depan. Thorax pada bagian belakang terbentuk dari dua belas vertebra thorakalis
( tulang belakang thoracal ), pada bagian depan oleh tulang sternum, pada sisi
samping terbentuk dari dua belas pasang iga, yang melengkapi badan mulai dari
belakang dari tulang belakang thoracal sampai tulang sternum dibagian depan.
Batas bawahnya terdapat diafragma yang membatasi dengan rongga abdomen
(Gambar 2.7).
Rongga thorax terdiri dari dua bagian utama yaitu paru-paru dan
mediastinum. Paru-paru merupakan bagian dari saluran pernafasan. Saluran
pernafasan terdiri dari laring, trakea, bronkus, dan paru-paru mediastinum terletak
diantara paru kiri dan kanan dan merupakan daerah tempat organ-organ penting
seperti jantung, aorta, esofagus, duktus torasika, aorta descenden, vena cava
superior, saraf fagus, fenikus dan sejumlah besar kelenjar limfe. (Ballinger, 1995)
Fungsi paru-paru adalah sebagai tempat dimana terjadinya pertukaran gas
oksigen dan karbondioksida.
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 2.7 Rongga Thorax
(Sumber : Akshanur Blog’s_Anatomi Paru-Paru_WEB)
Dari gambaran radiografi rongga thorax memiliki kontras gambaran yang
cukup tinggi dikarenakan perbedaan materi penyusun ataupun perbedaan nomor
atom masing-masing penyususn organ di thorax. Pada paru-paru yang kaya akan
oksigen dan karbondioksida akan memberikan gambaran radio paque ( densitas
tinggi / hitam ), sedangkan pada daerah mediastinum akan memberikan gambaran
radiolucent ( densitas rendah / putih ), lebih jelas anatomi Radiografi Thorax lihat
pada Gambar 2.8.
Universitas Sumatera Utara
15
Gambar 2.8 Gambaran Radiografi Thorax
(Sumber :Qucams_Teknik Radiografi Thorax_dan_Anatomi Paru-Paru_WEB)
2.9 Radiografi Thorax Antero Posterior ( AP ) / Postero Anterior ( PA )
Pemeriksaan radiografi thorax ditujukan untuk menilai terutama organ paruparu dan jantung. Untuk mendapatkan gambaran radiografi thorax dewasa secara
baik dari segi kualitas gambaran maupun dosis yang dihasilkan maka perlu
diperhatikan ( Ballinger, 1995)_Gambar 2.9 :
1. Posisi pasien berdiri posisi Postero Anterior terhadap bucky wall stand, kedua
tangan rileks disamping tubuh
2. Mengatur tinggi kaset sehingga batas atas kaset bergerak 3-5 cm diatas
shoulder. Posisikan Mid Sagital Plane ( MSP ) tubuh tepat pada garis tengah
kaset. Posisikan pasien berdiri tegak lurus dengan berat tubuh tertumpuh pada
kedua kaki dengan seimbang, menaikkan dagu pasien diatas bucky wall stand
dan mengatur Mid Sagital Plane ( MSP ) kepala vertical
3. Mengatur kedua lengan pasien pada posisi prone, kemudian meletakkan
punggung ( bagian belakang ) kedua tangan pada pinggul. Mengatur shoulder
berada pada kedua bidang tranfersal yang sama, dorong dan rotasikan
shoulder kedepan
Universitas Sumatera Utara
16
4. Instruksikan pasien untuk menarik nafas dalam dan kemudian menahan nafas
beberapa detik pada saat ekposi
5. Central ray diatur tegak lurus bidang kaset tepat pada pertengahan kaset
dengan central point pada vertebrae thoracal tujuh.
6. Batasi luas penyinaran sesuia dengan besarnya objek dengan menggunakan
kolimator
7. Menggunakan jarak fokus ke film ( FFD ) 150 cm
2.9. Gambar Proyeksi Radiografi Thorax PA
Universitas Sumatera Utara