BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Radiografi ialah penggunaan sinar pengion (sinar X, sinar gamma) untuk membentuk bayangan benda yang dikaji pada film. Radiografi umumnya digunakan untuk melihat benda tidak tembus pandang, misalnya bagian dalam tubuh manusia. Gambaran benda yang diambil dengan radiografi disebut radiograf. Radiografi lazim digunakan pada berbagai bidang, terutama pengobatan dan industri.Sinar X yang dihasilkan untuk mendapatkan radiograf terbentuk didalam pesawat sinar X oleh penemuan Wilhelm Condrad Rontgen pada tanggal 8 November 1895. Adapun pesawat yang sering digunakan yaitu pesawat konvensional (non charging). Pesawat sistem charger, dan sekarang karena semakin canggihnya teknologi pesawat sinar X pun di digitalisasi yang dikenal dengan sebutan CR (Computed Radiography).
1.2. Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan CR ?
2. Apa sajakah komponen-komponen CR ?
3. Bagaimana prinsip kerja CR ?
4. Apakah kelebihan dan keterbatasan CR ?
5. Apakah perbedaan antara CR dengan pesawat konvensional ?
1.3. Tujuan Penulisan
1. Menjelaskan defenisi CR.
2. Menyebutkan dan menjelaskan komponen-komponen CR.
3. Menjelaskan prinsip kerja CR.
4. Menyebutkan kelebihan dan keterbatasan CR.
5. Menjelaskan perbedaan antara CR dengan pesawat konvensional.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Definisi Computed Radiography
Computed Radiography (CR) merupakan suatu sistem atau proses untuk mengubah sistem analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi.Computed Radiography adalah proses digitalisasi gambar yang menggunakan imaging plate untuk akusisi data gambar (Ballinger,1999).
Computed Radiography merupakan teknologi digital yang mendukung pengembangan computer berbasis system informasi dan processing. Radiograf yang dihasilkan CR akan terformat dalam bentuk digital sehingga dapat dimanipulasi untuk mendapatkan hasil yang maksimal (Ballinger, 1999).
Computed Radiography adalah proses merubah sistem analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi ( Bambang Supriyono 2003:1). Pada sistem Computed Radiography data analog dikonversi ke dalam data digital pada saat tahap pembangkitan energi yang terperangkap di dalam Imaging Plate dengan menggunaklan laser, selanjutnya data digital berupa sinyal-sinyal ditangkap oleh Photo Multiplier Tube (PMT ) kemudian cahaya tersebut digandakan dan diperkuat intensitasnya setelah itu di ubah menjadi sinyal elektrik yang akan dikonversi kedalam data digital oleh Analog Digital Converter (ADC).
Pada penggunaan radiografi konvensional digunakan penggabung antara film radiografi dan screen, akan tetapi pada komputer radiografi menggunakan imaging plate. Walaupun imaging plate secara fisik terlihat sama dengan screen konvensional tetapi memiliki fungsi yang sangat jauh berbeda, karena pada imaging plate berfungsi untuk menyimpan energi sinar x kedalam photo stimulable phospor (PSP) dan menyampaikan informasi gambar ke dalam bentuk data digital.
2.2. Komponen-Komponen Computed Radiography
a. Kaset
Kaset pada Computed Radiography terbuat dari carbon fiber dan bagian belakang terbuat dari alumunium, kaset ini berfungsi sebagai pelindung dari Imaging Plate. Phospor screen (IS) pada kaset analog berfungsi mengubah sinar-x menjadi sinar tampak (gadolinium oxysulfide atau lanthanum oxybromide). Kaset CR hanya berisi plate yang dilapisi phospor / storage phospor screens (barium fluorohalide), bentuknya seperti IS namun tanpa film sehingga dapat dipakai berulang-ulang.
Cara kerja kaset CR :
* Storage phospor screen di ekspose seperti biasa.
* Phospor menyerap radiasi pada derajat yang berbeda-beda tergantung pada area anatomikalnya.
* Phospor di isi oleh radiasi, besar nya isian tersebut tergantung kepada besarnya energi sinar-x yang diserap.
* Isian ini bertahan dalam materi phospor sampai dihapus.
Jenis-jenis kaset CR :
a) Kaset Panjang (Long Lenght/Full Spine)
* Dipakai pada radiografi pada tulang panjang.
* Pada kasus chiropratic untuk melihat tulang, studi scoliosis, dan koreksi operasi.
* Ukuran yang dipakai 35x84 cm (portable), 43x129 cm, atau sambungan dari 4 kaset berukuran 35x43 cm (wallfixed).
* Memerlukan software khusus untuk menyatukan gambar.
b) Kaset Resolusi Tinggi( HR/EHR)
* Biasa dipakai untuk mamografi yang memerlukan ketelitian tinggi.
* Resolusi 43,5-5 mikron meter.
* Ukuran 18x24 cm dan 24x30 cm
* Kapasitas memori mencapai 30 MB/image, sehingga waktu scanning lebih lama dari general purpose.
b. Imaging Plate
Imaging Plate (IP) merupakan lembaran yang dapat menangkap dan menyimpan sinar-X pada komputer radiografi yang terbuat dari bahan photostimulable phosphor tinggi. Fungsi dari imaging plate ini ialah sebagai penangkap gambar dari objek yang sudah di ekspose. Prosesnya adalah pada saat terjadinya penyinaran, imaging plate akan menangkap energy dan disimpan oleh bahan phosphor yang akan dirubah menjadi Electronic Signal dengan laser scanner dalam image reader, kemudian dihapus untuk digunakan kembali.a) Lapisan IP terdiri dari :
Lapisan Pelindung (protective layer)
Lapisan ini berfungsi untuk melindungi IP dari benturan (Ballinger, 2003), kerusakan saat proses handling dan transfer seperti goresan, kontraksi, pecah akibat temperatur dan kelembaban.
Lapisan Fosfor (phospor layer)
Lapisan yang paling aktif dalam IP. Lapisan fosfor IP adalah lapisan kristal Europium-doped Barium Fluorohalide (BaFX;Eu2+) atau photostimulable phosphor. Saat menumbuk kristal ini, BaFX;Eu2+ berubah menjadi bentuk semistabil. Distribusi molekul semistabil ini membentuk gambar laten (Ballinger, 2003). Standar resolusi spatial dari IP kira-kira 2,5 lp/mm yang terdiri dari 150 nm lapisan BaFX;Eu2+ (Greene, 1992).
Reflective layer
Terdiri dari partikel yang dapat memantulkan cahaya.
Conduktive layer
Terdiri dari Kristal konduktif yang berfungsi untuk menguarangi masalah yang disebabkan oleh electrostati. Selain itu ia juga mempunyai kemampuan untuk menyerap cahaya dan dengan demikian hal tersebut dapat meningkatkan ketajaman gambar.
Support layer
Mempunyai struktur dan fungsi yang sama seperti yang ada pada intensifying screen.
Backing layer
Lapisan soft polimer untuk melindungi imaging plate selam proses pembacaan di dalam image reader.
Bar code label
Digunakan untuk membrikan nomor seri dan untuk mengidentifikasi imaging plate tertentu yang kemudian dapat dihubungkan dengan pasien.
IP mempunyai peran yang sama seperti intensifying screen dan ditempatkan pada kaset yang mirip dengan kaset radiografi konvensional. Sensitifitas IP kira-kira sama dengan kombinasi film-screen yang memiliki speed 200 (Bushong, 2001).b) Peran Imaging Plate
Pada proses loading dan unloading IP, pada CR reader harus diminyaki dan dibersihkan dengan rutin. IP harus dijaga dari kotoran dan debu untuk menghindari artefak pada gambar akhir yang dapat mengganggu gambaran patologi. IP harus diperiksa dari kerutan atau retakan setiap bulannya. Karena goresan, kerutan atau retakan dapat menyebabkan artefak pada gambar yang dapat menimbulkan gambaran seperti patologi, misalnya gambaran fraktur maupun pnemothorak (Papp, 2006).
Pembacaan gambar laten yang tersimpan dalam IP dilakukan oleh laser optoelectronik helium neon (He-Ne), 632,8 nm yang terdapat dalam IP reader (Greene, 1992). Kecepatan eksposi laser sekitar 14 mikrosekon per pixel (10 pixel/mm), sehingga waktu total untuk scan gambar adalah 1 menit. Emisi cahaya (309 nm) dari IP dikumpulkan optic fiber dan ditransfer ke photo multiplier tube (PMT) (Huang, 1999), yang sensitive terhadap cahaya biru (Carlton, 2001).
PMT mengubah cahaya tampak ke dalam bentuk sinyal analog. Sinyal analog tersebut diubah dalam bentuk digital sebelum ditampilkan di komputer oleh Analog Digital Converter (ADC) (Carlton, 2001).
Gambar laten yang tersimpan dalam IP dapat disimpan dalam waktu yang agak lama setelah dieksposi. Emisi cahaya dari gambar laten menurun sebanyak 25% setelah 8 jam. Setelah IP discan untuk memperoleh gambar, maka gambar laten dapat dihapus dengan mengeksposi IP dengan cahaya tampak dalam jumlah yang besar untuk penggunaan selanjutnya. Untuk meminimalisasi fenomena noise, IP harus segera dihapus setelah dieksposi (Greene, 1992).
c) Proses Pembentukan Gambar pada IP
Imaging plate merupakan lembaran yang dapat menangkap dan menyimpan bayangan laten, terdiri dari lapisan phosphor dan lapisan pendukung. Imaging plate biasanya digunakan dengan ditempatkan ke dalam kaset imaging plate setelah itu kita lakukan eksposi dengan menggunakan sinar x. Sinar x yang menembus obyek akan mengalami atenulasi sehingga enersi dari sinar x tersebut ditangkap oleh imaging plate dalam bentuk data digital.* Exposure
Stimulate Merupakan alat pengolah dari gambaran laten pada imaging plate menjadi data digital. Gambaran laten pada Imaging plate dibaca dengan laser scanner, setelah diubah menjadi data dapat diolah dengan bantuan komputer untuk memberikan data baik tentang pasien maupun segi teknis. Dengan image reader memungkinkan mendapatkan gambaran dalam waktu yang singkat, dibuat untuk mendapatkan image yang stabil dan berkualitas serta untuk meminimal radiasi yang dikeluarkan. Bayangan tersebut kemudian distimulasi dengan Photo Stimulable Phosphor (PSP) yang fungsinya untuk mengubah bayangan laten pada IP menjadi cahaya tampak.* Stimulate
Dengan menggunakan Photo Multiplier, cahaya tampak tersebut di tangkap dan digandakan serta diperkuat intensitasnya kemudian diubah menjadi sinyal elektrik. kemudian sinyal-sinyal ini direkonstruksikan menjadi sebuah gambaran yang dapat dilihat oleh layar monitor.* Read
Setelah proses pembacaan selesai, data gambar pada imaging plate secara otomatis akan dihapus oleh Intense Light sehingga imaging plate dapat digunakan kembali.* Erasure
c. Image Recorder
Image reader berfungsi sebagai pembaca dan mengolah gambar yang diperoleh dari Image plate. Semakin besar kapasitas memorinya maka semakin cepat waktu yang diperlukan untuk proses pembacaan Image plate, dan mempunyai daya simpan yang besar. Waktu tercepat yang diperlukan untuk membaca imaging 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, sistem transportasi Image plate serta penghapusan data yang ada di Image plate. Image reader sudah dilengkapi dengan monitor yang berfungsi untuk menampilkan gambar yang sudah di baca oleh Image reader disebut dengan image console.
Cara kerja scanner :
a) Kaset yang akan dibaca ditandai dengan barcode terlebih dahulu agar sesuai dengan pasien dan pemeriksaan.
b) Di dalamnya terdapat rektor laser (optical), dengan bantuan sinar laser untuk merangsang aktifasi phospor (stimulate) dan deteltor (PMT) untuk menangkap emisi phospor sebagai informasi yang akan diolah menjadi data.
c) Data tersebut diolah dan divisualisasikan dalam format digital.
d) Setelah selesai proses scan, informasi yang ada pada plate kemudian dihapus dengan memaparkan sinar intensitas tinggi supaya plate bisa dipergunakan kembali.
e) Seluruh sistem itu digerakkan secara motorik/mekanik.
Scanning dilakukan selama 20 ms/garis, sinyal yang diterima PMT masih berwujud analog lalu didigitalisasi oleh digitizer.
d. Image Console
Console pada CR adalah perangkat keras dan lunak seperti halnya perangkat komputer di rumah atau yang biasa kita sebut sebagai Personal Computer (PC). yang terdiri dari :* MonitorPada perangkat lunaknya memilki bermacam pilihan sesuai dengan kebutuhan CR seperti mamografi, longlenght image, Enchancement, dsb. Semakin lengkap fitur yang dimiliki CR, semakin mahal juga harga dari CR tersebut. Sedangkan DICOM (Digital Imaging and Communication on Medicine) adalah sistem penyimpanan image dalam kapasitas medis yang memerlukan ketelitian sehingga kapasitasnya besar (MB/Image).
* CPU
* Cassette ID Scanner-Barcode reader
* DICOM store/server
Terdapat menu yang sangat diperlukan dalam teknik radiofotografi yaitu kita bisa mempertinggi atau mengurangi densitas, ketajaman, kontras dan detail dari suatu gambaran radiografi yang diperoleh.
Fungsi console :
a) Memasukkan data pasien
b) Menentukan alur kerja radiologi
c) Mengolah data dan image pasien sesuai dengan jenis pemeriksaannya
d) Melakukan quality control image sebelum didistribusikan
e) Melakukan pendistribusian image untuk pencetakan image, pada printer, kepentingan back up, CD/DVD, untuk share ke RIS/HIS
e. 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 di baca oleh image reader dan diolah oleh image console terus dikirim ke image recorder untuk dilakukan proses output dapat berupa media compact disc sebagai media penyimpanan.atau dengan printer laser yang berupa laser imaging film.
Ada beberapa istilah untuk menyebutkan alat ini, antara lain laser imager, film processor, image recorder, dan laser printer. Merupakan alat pengolah gambar dan memprosesnya di atas film. Laser printer dilengkapi dengan multi formater main features yang memungkinkan untuk memformat gambar dan mengolah gambar lebih tajam dan fungsi-fungsi yang terus berkembang. Dapat juga mengolah radiograf dengan kecepatan tinggi dan kualitas yang bagus serta stabil.
2.3. Prinsip Kerja Computed Radiography
a. Pembacaan Bayangan Pada Imaging Plate
IP dieksposi dengan sinar-X, maka akan menghasilkan gambar laten pada IP. IP yang telah dieksposi ini dimasukkan dalam slot pada IP reader device yang akan memindahkan IP. IP kemudian discan dengan helium-neon laser (emisi cahaya merah dengan panjang gelombang 633 nm) sehingga kristal pada IP menghasilkan cahaya biru-violet (panjang gelombang 390-400 nm). Cahaya ini kemudian dideteksi oleh photosensor dan dikirim melalui analog digital converter (ADC) ke komputer untuk diproses. Setelah gambar diperoleh, IP ditransfer ke bagian lain dari IP reader device untuk menghapus sisa-sisa gambar agar IP dapat digunakan kembali (Papp, 2006).b. Tampilan Gambar Pada CR
Tampilan citra pada dasarnya merupakan hasil respon frekuensi spasial dan proses gradasi. Respon frekuensi spasial mengontrol kontras antara dua struktur pada densitas yang berbeda. Proses gradasi mengontrol range densitas yang digunakan untuk menampilkan struktur pada gambar, ini sama denganwindows setting yang digunakan pada tampilan Computed Tomography (CT Scan). Dua karakteristik yang berbeda, kontras dan densitas dioptimalkan dengan digital image processor untuk bagian anatomi spesifik yang dipelajari (Ballinger, 2003).Jika gambar ditampilkan dalam monitor, maka karakteristik gambar dapat diatur (dimagnifikasi, dirotasi, dibalik) oleh pengguna untuk mendapat hasil yang terbaik (Ballinger, 2003). Fungsi ini dilakukan oleh komponen yang disebut workstation. Workstation terdiri dari konsul komputer di mana gambar dapat dimanipulasi setelah data dimasukkan dalam memori komputer. Fungsi workstation antara lain (Papp, 2006) :
* Meningkatkan gradasi atau kontras gambar.Karena gambar CR dalam bentuk digital, maka gambar primer yang dihasilkan dapat dimanipulasi untuk menekan fitur-fitur yang bervariasi untuk menampakkan struktur yang lebih spesifik. Gambar yang ditampilkan atau dicetak sedapat mungkin sesuai dengan ukuran yang sebenarnya (Greene, 1992).
* Meningkatkan frekuensi spasial (recorded detail). Pengaturan ini dapat meningkatkan resolusi spasial atas meningkatnya noise dan artefak.
* Mengeliminasi pixel-pexel hitam dan putih yang memiliki kontribusi kecil terhadap informasi diagnostik.
* Subtraksi gambar dengan menghapus struktur tulang atau mengurangi efek hamburan untuk meningkatkan kontras gambar.
* Magnifikasi gambar.
* Menampakkan daerah Region of Intereset (ROI).
* Sebagai analisa statistik, yang menghitung area permukaan dan mengestimasi volume atau mengubah densitas gambar.
* Subtraksi energi pada radiografi thoraks dengan mengurangi struktur tulang untuk mendapatkan gambaran paru dan jaringan lunak.
2.4. Kelebihan dan Kekurangan Computed Radiography
* Kelebihan
a. Biaya operasional lebih rendah daripada konvensional.
b. Foto bisa diprint lebih kecil.
c. Tidak menggunakan bahan kimia, tetapi menggunakan sebuah komputer.
d. Brightness gambar dapat diatur sesuai keinginan.
e. Gambar dapat disimpan dalam bentuk cetak film, hard disk, compactdisk.
f. Angka pengulangan yang lebih rendah karena kesalahan-kesalahan faktor teknis.
g. Resolusi kontras yang lebih tinggi dan latitude eksposi yang lebih luas dibandingkan emulsi film radiografi.
h. Tidak memerlukan kamar gelap atau biaya untuk film ( jika gambar tidak ditampilkan dalam hard copy).
i. Kualitas gambar dapat ditingkatkan.
* Kekurangan
a. Membutuhkan energi listrik yang banyak.
b. Sumber Daya Manusia yang masih kurang berkompeten dalam menangani computed radiography.
c. Biaya yang cukup tinggi untuk IP, unit CR reader, hardware dan software untuk workstation.
d. Resolusi spatial rendah.
e. Pasien potensial untuk menerima radiasi yang overexposed. Computed Radiography (CR) dapat mengkompensasi overeksposure, sehingga radiografer terkadang member eksposi yang berlebih pada pasien.
f. Adanya artefak pada gambar akibat proses penghapusan IP yang kurang baik. ( Papp, 2006).
2.5. Perbedaan dan Persamaan antara CR dan Pesawat Konvensional
* Persamaan antara CR dan Pesawat Konvensional
a. Menggunakan x-ray dalam pencitraan gambar.
b. Masih memilih Kvp dan mAs yang standar.
c. Menggunakan kaset atau gambar reseptor.
d. Terdapat bayangan laten yang dapat diolah menjadi bayangan nyata.
* Perbedaan antara CR dan Pesawat Konvensional
Pada radiografi konvensional pengumpulan gambar dengan menangkap sinar radiasi yang telah melewati pasien dengan menggunakan film (blue atau green sensitive). Sedangkan pada CR menggunakan imaging plate yang terbuat dari phosphor sebagai media pengganti x-ray film, diletakkan dalam imaging plate cassette (IP cassette).a. Pengumpulan Gambar
Film x-ray dalam system konvensional selanjutnya diproses dengan menggunakan developer dan fixer (proses manual atau otomatis) sehingga menghasilkan gambar. Sedangkan pada CR, image plate yang telah diekspose selanjutnya dimasukkan reader unit, dengan laser scanner hasil ekspose pada image plate dibaca dan diubah menjadi signal digital yang selanjutnya ditampilkan pada monitor computer.b. Pengolahan Gambar
Konvensional radiografi gambar dihasilkan oleh x-ray film yang telah melalui beberapa proses yang berkesinambungan, sehingga apabila terjadi kesalahan pada salah satu atau beberapa bagian dari proses tersebut maka akan berpengaruh langsung dengan tampilan gambar. Untuk memperbaikinya proses harus diulang secara keseluruhan dari awal. Sedangkan pada CR gambar ditampilka dengan monitor computer yang didukung oleh software khusus untuk medical imaging sehingga gambar bisa diperbaiki tampilannya yang bertujuan untuk memudahkan menegakkan diagnose suatu penyakit.c. Penampilan Gambar
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Computed Radiography adalah proses merubah sistem analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi ( Bambang Supriyono 2003:1). Pada sistem Computed Radiography data analog dikonversi ke dalam data digital pada saat tahap pembangkitan energi yang terperangkap di dalam Imaging Plate dengan menggunaklan laser, selanjutnya data digital berupa sinyal-sinyal ditangkap oleh Photo Multiplier Tube (PMT ) kemudian cahaya tersebut digandakan dan diperkuat intensitasnya setelah itu di ubah menjadi sinyal elektrik yang akan dikonversi kedalam data digital oleh Analog Digital Converter (ADC).Komponen-komponen CR terdiri dari kaset, image plate, image reader, image console, dan image recorder.
3.2 Saran
Menurut kelompok kami penggunaan radiografi dengan sistem komputer ini akan lebih efisien untuk digunakan dibandingkan dengan penggunaan radiografi dengan sistem pesawat konvensional. Sebab, walaupun harga peralatannya mahal tetapi sebanding dengan pengefisienan waktu dalam pengoperasiannya. Serta meniadakan limbah kimia cairan developer dan fixer yang biasanya digunakan pada pesawat konvensional.Pada hasil radiograf Computed Radiography (CR) ini pun dapat disesuaikan ditingkatkan, angka pengulangan akan lebih rendah akibat kesalahan tekhnis, dan juga menghemat tempat karena tidak memerlukan kamar gelap lagi.