CT SCAN

* Prinsip CT SCAN

Pada saat sinar X melalui sebuah lapisan maka lapisan tersebut akan mengabsorbsi sinar dan sisanya akan melalui lapisan tersebut yang akan ditangkap oleh detektor yang sensitif terhadap elektron. Jumlah radiasi yang diabsorbsi akan tergantung (salah satunya) pada densitas jaringan yang dilaluinya. Pada tulang energi yang melalui (penterasi) jaringan itu lebih sedikit maka akan muncul gambaran berwarna putih atau abu-abu yang terang. Sedangkan pada cairan serebrospinal dan udara akan menghasilkan gambaran lebih gelap. Ct Scan dapat memberikan gambaran pada potongan 0,5 -11,3 cm dan memberikan gambaran akurat pada abnormalitas yang sangat kecil.

* Prinsip Absorbsi Sinar X Terhadap Jaringan

Setiap jaringan memiliki kefisien serap terhadap sinar X

* CT NUMBER

Dari hasil pengolahan data untuk nilai koefisien serap tiap pixel / voxel jaringan, yang dilakukan komputer à Perbandingan terhadap nilai koefisien serap air :

Tissue CT-Number (HU)

Bone 1000

Hati 40-60

White matter 20-30

Grey matter 37-45

Darah 40

Otot 10-40

Ginjal 30

Cerebrospinal fluid 15

Air 0

Lemak -50

Udara -1000

* Pemeriksaan CT Scan

• Pemeriksaan CT Scan biasanya dilakukan pada :

·Kepala, leher, tulang belakang (infeksi, tumor, kelainan pembuluh darah)

·Telinga, Hidung, Tenggorokan (Sinusitis, ca nasopharynx, larynx)

· Rongga Dada atau Thorax (Tumor paru, infeksi)

· Rongga Perut atau abdomen (Hati, ginjal, limpa, pankreas, tractus biliaris

· Organ kebidanan dan kandungan

· Otot tulang (Muculoskeletal)

* Pemberian Zat Kontras

• Pemberian zat kontras pada intravena diperlukan untuk membuat organ / jaringan terlihat lebih jelas; terutama untuk jaringan yang memiliki koef.serap sinar x TIDAK BERBEDA SIGNIFIKAN dengan jaringan disekitarnya;.

• Menimbulkan efek samping pada beberapa penderita yang sensitif atau alergi.

• Gejala atau efek samping diantaranya gatal, bercak merah pada kulit, bersin-bersin ataupun panas badan.

• Jika diperlukan, dapat diberikan antihistamin untuk membantu meredakan gejala

* Bagian Pesawar CT Scan

a. Meja Pemeriksaan

Meja pemeriksaan merupakan tempat pasien diposisikan untuk dilakukannya pemeriksaan CT-Scan. Bentuknya kurva dan terbuat dari Carbon Graphite Fiber. Setiap scanning satu slice selesai, maka meja

pemeriksaan akan bergeser sesuai ketebalan slice ( slice thickness ).

b. Gantry

Gantry merupakan komponen pesawat CT-Scan yang didalamnya terdapat tabung sinar-x, filter, detektor, DAS ( Data Acquisition System ).

1) Tabung sinar-x

Berfungsi sebagai pembangkit sinar-X dengan sifat:

1. Bekerja pada tegangan tinggi diatas 100 kV

2. Ukuran focal spot kecil 10 – 1 mm

3. Tahan terhadap goncangan

2) Kolimator

Pada pesawat CT-Scan, umumnya terdapat dua buah kolimator, yaitu:

- Kolimator pada tabunng sinar-x

Fungsinya: untuk mengurangi dosis radiasi, sebagai pembatas luas lapangan penyinaran dan mengurangi bayangan penumbra dengan adanya focal spot kecil.

- Kolimator pada detektor

Fungsinya: untuk pengarah radiasi menuju ke detektor, pengontrol radiasi hambur dan menentukan ketebalan lapisan ( slice thickness ).

3) Detektor dan DAS ( Data Acqusition system )

Setelah sinar-x menembus objek, maka akan diterima oleh detector yang selanjutnya dan

dilakukan proses pengolahan data oleh DAS. Adapun fungsi detector dan DAS secara garis besar adalah: untuk menangkap sinar-x yang telah menembua objek, mengubah sinar-x dalam bentuk cahaya tampak, kemudian mengubah cahaya tampak tersebut menjadi sinyal-sinyal electron, lalu kemudian menguatkan sinyal-sinyal electron tersebut dan mengubah sinyal electron tersebut kedalam bentuk data digital.

C. Komputer

Berfungsi untuk melakukan proses scanning, rekonstruksi atau pengolahan data, menampilkan ( display ) gambar serta untuk menganalisa gambar.

Adapun elemen-elemen pada computer adalah sebagai berikut:

1) Input Device

2) CPU ( Central Procesing Unit )

- ALU ( Arithmetic Logic Unit )

- - Control Unit

- Memory Unit

3) Output Device

Layar TV Monitor

Image Recording

Magnetik Disk

Floppy Disk

Operator Terminal

Multiformat Kamera

* Kalibrasi CT Scan

Kalibrasi CT Scan perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil yang tepat. Kalibrasi yang harus dilakukan diantaranya :

1. Kalibrasi CT Number

2. Kalibrasi Low Contras Resolution

3. Kalibrasi Jarak Objek

* Kalibrasi CT Number

Alat atau Phantom :Plastik silinder yang diisi air secara sederhana dengan diameter 20 cm. Phantom yang diperdagangkan digunakan untuk pengujian ini, tetapi beberapa institusi mempergunakan 1 galon plastik yang berisi cairan pemutih. Cairan pemutih ini tentu dibuat sama dengan kandungan air pada phantom plastik.

- Hasil yang diharapkan :Nilai rata-rata CT number air harus dibawah nol.

- Keterbatasan Pengujian :Jika nilai rata-rata CT number air lebih dari 3 CT number yang lebih dari nol (range –3 sampai +3), pada pengujian pesawat CT scan. CT number dari udara adalah –1000 sam pai ±5.

- Waktu Pengujian :Disarankan dilakukukan tiap hari.

* Kalibrasi Low Contras Resolution

- Alat atau Phantom :Penurunan kontras dapat terlihat pada gambaran phantom. Pengujian yang mudah dan cepat menghasilkan low kontras pada objek terlihat dari lubang (diameter 2-8 mm) yang dilubangi dengan polystrene. Lubang diisi dengan cairan (biasanya air) yang kemudian ditambahkan dengan bahan lain (metanol atau sukrosa) untuk menghasilkan nilai CT number sebesar 0,5% yang dihasilkan dari bahan plastik tersebut.

- Pengukuran :Pada gambaran CT scan menentukan deretan lubang yang semakin mengecil, semua lubang dapat terlihat jelas.

- Hasil yang diharapkan :Lubang terkecil dapat dihasilkan pada pesawat CT scan yang terbaru dimana dapat menghasilkan gambaran dengan diameter 4-5 mm atau kontras 0,5% pada objek yang diuji.

- Waktu Pengujian :Disarankan dilakukan tiap bulan.

* Kalibrasi Jarak Objek

Alat atau Phantom :Objek yang digunakan dengan dua atau lebih objek yang kecil yang berhubungan dengan spatial resolusi (jarak antar objek). Salah satu objek lebih lebar “+” dengan susunan lubang kecil pada phantom plastik. Jarak antar lubang dengan lubang yang lain 1 cm, dan ukuran “+” cukup luas mengisi semua pada gambaran.

- Hasil yang diharapkan :Jarak yang sesuai dengan pesawat CT scan dengan jarak yang telah ditentukan dengan penghitungan jarak antara dua lubang.

- Keterbatasan Pengujian :Hasil yang tidak sesuai, biasanya didapatkan 1 mm atau kurang dan merupak hasil yang baik. Hasil yang lebih dari 2 mm harus diperbaiki lagi.

- Waktu Pengujian :Dilakukan tiap tahun.

* Perkembangan CT Scan

Peningkatan teknologi CT Scan adalah menurunkan dosis radiasi yang diberikan, menurunkan lamanya waktu dalam pelaksanaan scaning dan peningkatan kemampuan merekonstruksi gambar. sebagai contoh, untuk lihat di penempatan yang sama dari suatu penjuru/sudut berbeda) telah meningkat dari waktu ke waktu. Meski demikian, dosis radiasi dari CT beberapa kali lebih tinggi dibanding penyinaran konvensional

* Generasi CT Scan

GENERASI 1

• Gerakan translasi dan rotasi

• Berkas sinar-X berbentuk pensil (pencil beam)

• Geometri berkas sinar paralel.

• FOV (field of view) 24 cm.

• Menggunakan 2 buah detektor sehingga sekali scan dapat menghasilkan 2 irisan.

• 180 proyeksi dengan interval 1 derajat.

• Detektor tidak dapat mendeteksi perbedaan intensitas sinar-X yang sangat besar, oleh karena itu kepala yang diperiksa harus dikelilingi oleh kantong berisi air.

• Keuntungan: pengaruh hamburan radiasi pada detector ditiadakan karena berkas sinar-X yang berbentuk pensil opic goes here

GENERASI 2

• Menggunakan 30 linear array detector.

• Kerugian: adanya pengaruh radiasi hamburan dan meningkatnya intensitas ke arah tepi dari berkas sinar-X yang berbentuk kipas. Hal ini diatasi dengan penambahan

filter dasi kupu-kupu pada jendela tabung sinar-X.

• Keuntungan: waktu scan lebih singkat, yaitu antara 18 hingga 30 detik/irisan.

GENERASI 3

• Konfigurasi rotasi/rotasi.

• Berkas sinar-x berbentuk kipas (fan beam).

• Menggunakan detektor array.

• Waktu scan 1 detik.

• Kekurangan: kemungkinan terjadinya ring artefact karena adanya kerusakan kanal detector

GENERASI 4

• Tabung sinar-X berputar dan detektor diam.

• Detektor tersusun melingkar berbentuk lingkaran.

• Sekitar 8000 buah detektor diperlukan.

• Waktu scan 1 detik.

• Kerugian: harga mahal, dosis radiasi pada pasien lebih tinggi.

• Keuntungan: tidak terjadi ring artefact.

• Masalah: jarak antara tabung sinar-X dan elemen detector tidak semuanya sama -> diatasi dengan kalibrasi dan normalisasi saat scan.

GENERASI 5

CT Scanner ini tidak memiliki sinar x tabung tetapi menggunakan elektron gun yang menghasilkan berkas elektron yang diakselerasikan sepanjang tabung.

Berkas elektron dipusatkan, dengan coil elektromagnet, ke focal spot kecil pada ring tungsten. Area target ini kemudian berjalan terus sepanjang ring

- Waktu scan 50 ms

- Digunakan untuk scan jantung

GENERASI 6

• Akuisisi data dilakukan dengan meja yang bergerak sementara tabung sinar-X berputar sehingga gerakan tabung sinar-X membentuk pola spiral terhadap pasien saat dilakukan akuisisi data.

• Diterapkan pada konfigurasi rancangan CT generasi ke-3 dan ke-4.

Aliran listrik disalurkan melalui sejumlah konduktor berbentuk cincin yang disusun secara paralel, sehingga tidak menggunakan kabel lagi.

- Rotasi Gantry yang kontinu

- - Merupakan syarat untuk CT-Scan spiral/helical

Kuntungan Spiral CT

- Melakukan scan satu bagian volume dengan sekali tahan nafas.

- Mengurangi efek partial volume.

- Tidak ada celah.

- Rekonstruksi gambar secara tumpang tindih dapat dilakukan tanpa tambahan dosis radiasi.

- Meningkatkan kualitas data untuk keperluan rekonstruksi 3D (3D-rendering)

GENERASI 7

• Tabung sinar-X memiliki kapasitas panas yang terbatas. Hanya 1% dari energi yang dikonversi menjadi sinar-X.

• Dengan detektor multi array maka apabila kolimator dibuka lebih lebar akan diperoleh data proyeksi lebih banyak.

Dengan demikian maka penggunaan energi sinar-X lebih efisien.

• Pada detektor array tunggal, apabila kolimator dibuka lebih lebar maka akan diperoleh irisan yang lebih tebal yang akan mengurai resolusi spatial.

• Masalah: cone beam artefact.

• Keuntungan: meningkatkan waktu scan hingga 0,33 detik, resolusi dalam arah sumbu-Z hingga < 0,4 mm, dan dosis radiasi lebih rendah.

CONTOH PENGGUNAAN CT SCAN

Pada dada

- mendeteksi perubahan akut ataupun kronik parenklim paru

Pada abdomen dan pelvik

- diagnosa pada batu ginjal, apendisitis, pankreatitis, diverkulitis, anerisma aorta abdomen, obstruksi usus

CBCT

• CBCT adalah alat x-ray yang menggunakan data volumetri yang terdiri dari struktur kuboid – kuboid kecil 3D yang dikenal dengan nama voxels yang masingmasing sangat sensitif dengan sinar X.

• Ditujuan untuk rahang dan gigi.

• CBCT menggunakan teknologi sinar yang berbentuk kerucut dan rekontruksi volumetrik berbasis komputer dengan gambaran 3 dimensi yaitu : sagital, coronal dan Axial.

Spesifikasi :

• Detektor : Detektor Panel Flat (FPD)

• Waktu scan : 14 detik

• Lapang Pandang : 12x7.8 cm

• Posisi Pasien : Berdiri

• Waktu Rekonstruksi : <2menit

 

 Kelebihan alat ini adalah :

• Lebar potongan (analisis anatomis) miminal 0.1 mm dari segala arah.

• Kenyamanan pada kepala dan penempatan sinar, sehingga diperoleh ketepatan posisi.

• Ukurannya yang compact menjadikan alat ini memiliki dosis yang rendah.

ULTRASONOGRAFI

Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas.

Gelombang ultrasonik ditransmisikan dalam bentuk vibrasi suara dengan frekuensi dibawah 20 MHz, untuk aplikasi medis biasanya antara 1 – 15 MHz dan membutuhkan media transmisi.

Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (Strain) dan tegangan (Stress).

Produksi Ultrasound

Ultrasonik dihasilkan melalui perubahan sinyal listrik menjadi energi mekanik dan dideteksi melalui proses balik dengan mengubah getaran mekanik menjadi energi listrik. Tranducer adalah alat yang bertindak sebagai pemancar dan penerima sinyal ultrasound dan berperan ganda pencitraan pulsa-echo. Tranducer ultrasonik terdiri dari

kristal piezoelektrik dan subkomponen tambahan.

Piezoelektrik adalah suatu sifat sensor yang telah luas penggunaannya. Sensor ini memanfaatkan sifat piezoelektrik dari material ferroelektrik. Bahan sensor piezoelektrik bisa dari keramik seperti Barrium Titanate, Lead zirconate Titanate, dan lead metaniobate. Akan tetapi keramik rapuh dan tidak dapat dibuat dengan permukaan yang sangat luas atau dalam bentuk-bentuk yang kompleks. Sehingga keramik hanya dapat digunakan dalam keadaan-keadaan tertentu saja.

• Medan listrik yang diberikan pada material ini akan menyebabkan terjadinya perubahan dimensi. Fenomena ini dikenal sebagai electrostriction. Sedangkan bila material terpolarisasi karena terjadi perubahan dimensi sebagai akibat dari gangguan gaya mekanik, maka piezoelektrik akan menghasilkan medan listrik. Fenomena ini dikenal sebagai piezoelectric effect.

• Detail yang baik akan ditentukan untuk struktur pada focal zone. Jarak antara transduser dan focal zone disebut kedalaman focal. Daerah yang masih terfokus disebut Fresnel Zone dimana daerah ini dekat dengan transduser.

PULSE REPETITION PERIOD

Pulse Repetition Frequency (PRF) adalah tingkat pulsa dipancarkan oleh transduser (jumlah pulsa per satuan waktu). Pulsa gelombang ultrasonik harus ditempatkan dengan cukup waktu antara pulsa untuk memungkinkan suara untuk mencapai target dan kembali ke transduser sebelum pulsa selanjutnya dihasilkan. PRF untuk pencitraan medis berkisar 1-10 kHz.

Sebagai contoh, jika PRF = 5 kHz dan waktu antara pulsa adalah 0.2 msec, akan mengambil 0,1 msec untuk mencapai target dan 0,1 msec untuk kembali ke transduser. Ini berarti pulsa akan perjalanan 15,4 cm sebelum pulsa selanjutnya dipancarkan (1.540 m / detik x 0,1 msec = 0,154 m dalam 0,1 msec = 15,4 cm).

A-MODE (Amplitudo Modulation/ A-Scan)

Tampilan Hasil pemeriksaan pada layar pesawat USG merupakan indikasi yang timbul akibat pantulan gelombang ultrasonik yang dapat memberikan informasi tentang jarak atau lokasi permukaan pantul (skala horisontal) dan amplitudo (skala vertikal).

Pada A-Mode sumbu horisontal dari tabung CRT mewakili jarak (kedalaman) dan sumbu vertikal mewakili amplitudo dari penguatan dan demodulasi gema. Sumbu horisontal dikalibrasi dalam jarak artinya bahwa alat dengan mode tersebut menggunakan waktu yang lama pada pengukuran pantulan.

Mode A (amplitudo) adalah pencatatan amplitudo pantulan balik terhadap waktu. Model ini adalah model akusisi data yang paling banyak digunakan. Pada kristal transducer menghasilkan tegangan yang sebanding dengan intensitas pantulan.

Ada 6 langkah utama:

1. Deteksi dari pantulan yang diterima melalui deformasi mekanik kristal piezoelectric dan diubah ke suatu sinyal elektronik frekuensi radio (RF).

2. Penguat awal dari sinyal kedalam daerah tegangan yang umum.

3. Time Gain Compensation (TGC) mengkompensasi atenuasi dari ultrasonik terhadap waktu (jarak perjalanan).

1. Kompresi waktu sinyal kompensasi dilakukan dengan menggunakan penguat logaritmik untuk mengurangi jangkauan dinamik yang

panjang dari amplitudo-amplitudo pantulan.

2. Rectification, demodulation dan envelope detection sinyal elektronik frekuensi tinggi memungkinkan pencuplikan dan digitasi amplitudo pantulan yang bebas dari variasi induksi gelombang.

4. Rejection, pengaturan tingkat ambang amplitudo sinyal untuk didigitasi dan ditampilkan.

B-MODE (Brightness Modulation/ A-Scan)

Suatu gambaran ultrasonik yang menunjukkan gema dengan titik terang, semakin kuat intensitas gema tersebut semakin terang tampilannya. Pada B-Mode ini dengan mengintegrasikan masing-masing orientasi scanning akan didapatkan gambaran dua dimensional. Pada monitor tampak gambaran sebagai titik-titik dengan terang yang berbeda-beda. Dengan cara menggerakkan transduser pada bagian tubuh yang diperiksa, maka akan terlihat kumpulan titik-titik sehingga diperoleh gambar tomografi dari jaringan tubuh

Bentuk gambar B-Mode yang mula-mula disebut gambar bistable karena menggunakan tampilan pada tabung penyimpan bistable (bistable storage tube). Dalam pembentukan gambar bistable merupakan sebuah amplitudo ambang dari gema. Gema yang amplitudonya lebih kecil dari amplitudo ambang tidak akan tercantum pada tampilan, dan gema yang amplitudonya lebih tinggi dari amplitudo ambang akan muncul pada tampilan. Jika amplitudo

ambang terlalu rendah maka tampilan akan mempunyai warna putih yang luas dan tidak dapat diinterprestasikan. Dengan demikian amplitudo ambang harus dipilih agak lebih tinggi amplitudonya sehingga hanya gema yang terkuat (gema specular) yang dapat ditampilkan.

Tampilan B-Mode yang ada sekarang ini adalah B-Mode dimana semua gema yang diterima dapat ditampilkan dan amplitudonya dapat dinyatakan dalamn berbagai warna abu-abu. Tampilan jenis ini disebut tampilan skala abu-abu (Gray Scale)

M-MODE (Motion atau Time Motion Modulation/ M-Scan)

Pada metode ini, transduser diarahkan ke jaringan badan yang bergerak, sehingga dapat dikenal dan dievaluasi besarnya gerakan tersebut. Pada tampilan ini, titik gema direkam pada suatu dasar yang berjalan dengan kecepatan tertentu. Bila titik-titik gema tersebut bergerak, maka gerakan tersebut akan terekam sebagai suatu gelombang yang naik turun sesuai dengan waktu dan jauhnya gerakan tersebut. Oleh karena itu metode ini sering digunakan untuk memeriksa jantung, khususnya untuk menilai gerakan dari katup jantung.

EFEK DOPPLER

Efek Doppler adalah suatu perubahan panjang gelombang maupun frekuensi yang disebabkan oleh gerakan dari sumber suara, penerima atau pemantul (reflektor). Efek Doppler biasanya digunakan untuk bermacam-macam jenis gelombang namun dalam pembahasan ini hanya gelombang ultrasonik saja yang benar-benar dipertimbangkan. Gelombang ultrasonik yang digunakan dalam aplikasi diagnostik kedokteran, sumber dan penerimanya adalah transduser yang dapatbergerak. Pada saat mendapatkan data Doppler, gerakan transduser tidak menghasilkan suatu perubahan Doppler sebab berupa garis tegak lurus arah perambatan suara.

Gerakan dan juga hasil dari efek Doppler merupakan pergerakan aliran darah. Sel-sel (terutama erythrosit) dalam aliran darah menghasilkan gerakan dari perubahan Doppler yang diterima oleh transduser, mengikuti penyajian color-flow pada layar. Perubahan frekuensi antara pulsa ultrasonik yang dipancarkan dan yang diterima tergantung dari kecepatan aliran darah, arah relatif terhadap arah duara sinar, frekuensi dari ultrasonik yang diemisikan dan kecepatan suara. Persamaan Doppler

berhubungan dengan kuantitas dan menunjukkan ketergantungan dari perubahan Dopplernya.

Frekuensi perubahan Doppler (fD) adalah perbedaan frekuensi yang diteruskan dan yang diterima :

dimana fD adalah frekuensi ultrasonik yang dteruskan, v adalah kecepatan aliran darah, θ adalah sudut doppler dan vb adalah cepat rambat bunyi

Dalam aliran darah, semakin tinggi operasi frekuensi semakin tinggi pula perubahan Dopplernya. Setiap pemberian operasi frekuensi dan kecepatan aliran darah (cepat dan arah), perubahan Doppler akan meningkatkan arah perambatan ultrasonik menjadi lebih paralel ke aliran. Selama sudut θ (sudut Doppler) antara dua arah ini meningkat, perubahan Doppler menurun dan mendekati nol pada sudut Doppler yang tegak lurus.

Pada teknik pembentukan aliran warna, sebuah teknik pulsa gema (echo) akan digunakan. Perubahan doppler ini memerlukan pulsa yang panjang (banyak putaran) yang kemudian digunakan untuk pembentukan gray scale anatomik. Bagaimanapun juga, dua teknik tersebut pada dasarnya sama. Pulsa ultrasonik dalam jaringan gema akan menghasilkan suatu penerimaan transduser yang dekat. Keadaan seperti itu berlangsung cukup lama dalam scan line pada penggambaran bagian transduser yang tepat langsung masuk ke dalam jaringan tubuh pasien.

Perubahan amplitudo non doppler ditandai dengan brightness (gray scale), pada daerah yang tepat sepanjang scan line. Untuk perubahan echo doppler, efek doppler ini ditentukan oleh tiap-tiap echo dan adanya color pada lokasi atau daerah yang tepat.

Transduser

Transduser adalah komponen dari sistem USG yang dipasang kontak langsung dengan tubuh pasien. Ini alternatif antara dua fungsi utama:

(1) memproduksi pulsa ultrasonik

(2) menerima atau mendeteksi gema kembali.

Dalam transduser terdapat satu atau lebih elemen piezoelectric. Ketika pulsa listrik diberikan, pada elemen piezoelectric itu bergetar dan menghasilkan gelombang ultrasonik. Selain itu, ketika elemen piezoelectric bergetar karena kembalinya gema maka akan menghasilkan sebuah pulsa listrik.

Pulse Generator (Generator Pulsa)

Generator pulsa menghasilkan pulsa listrik yang diterapkan pada transduser. Untuk pencitraan ultrasound konvensional pulsa diproduksi dengan laju sekitar 1.000 pulsa per detik. Catatan: Ini merupakan pulsa (pulsa-pulsa per detik) dan bukan frekuensi yang merupakan jumlah siklus atau getaran per detik dalam setiap pulsa. Kontrol utama yang berhubungan dengan generator pulsa adalah ukuran pulsa elektrik yang dapat digunakan untuk mengubah intensitas dan energi dari berkas USG.

FD=2fo v cosθ

vb

Amplification (Amplifikasi /Penguatan)

Amplifikasi (penguatan) digunakan untuk meningkatkan ukuran pulsa listrik yang berasal dari transduser setelah gema diterima. Jumlah amplifikasi ditentukan oleh pengaturan gain. Kontrol utama yang terkait dengan penguat adalah keuntungan kompensasi waktu (TGC), yang memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan penguatan dalam hubungan dengan kedalaman gema dalam tubuh.

Scan Generator

Scan generator mengontrol scanning berkas ultrasonik ke bagian tubuh yang dicitrakan. Hal ini biasanya dilakukan dengan mengendalikan urutan di mana pulsa elektrik yang diterapkan pada elemen-elemen piezoelectric dalam transduser.

Scan Conversion

Scan conversion adalah fungsi yang mengubah dari format berkas USG scanning menjadi citra digital format matriks untuk diproses dan ditampilkan.

Image Processor

Gambar digital diproses untuk menghasilkan karakteristik yang diinginkan untuk ditampilkan. Ini termasuk memberikan karakteristik khusus dan memformat ulang kontras gambar jika perlu.

Display

Foto digital USG dapatdilihat pada layar perangkat (monitor) dan biasanya ditransfer ke layar dokter atau stasiun kerja.

KELEMAHAN ULTRASONOGRAFI

• Mempunyai masalah dalam penetrasi tulang

• USG bekerja dengan sangat buruk saat ada gas antara transducer dan organ yang akan diperiksa, disebabkan karena perbedaan impedansi akustik yang ekstrim

• Metodenya tergantung pada operator

Interaksi Gelombang Ultrasonik dengan Materi :

• 1) Refleksi/Pantulan

• 2) Absorpsi dan Atenuasi

• 3) Impedansi Akustik

REFLEKSI/ PANTULAN

Setiap kali pulsa melewati suatu medium dengan impedansi tertentu ke medium lainnya yang mempunyai impedansi berbeda, maka akan terjadi pemantulan. Efek inilah yang dimanfaatkan untuk penggambaran dan peralatan ultrasonik.

Bila gelombang ultrasonik membentur organ, ada dua kemungkinan gelombang datang (incidence), yaitu gelombang datang normal (incidence normal) dan gelombang datang miring (oblique incidence).

Bila ada gelombang datang, maka bunyi akan dipantulkan atau ditransmisikan ataupun kedua-duanya. Jika impedansi antara kedua medium sama, maka tidak ada gelombang bunyi yang dipantulkan. Sedang jika perbedaan antara kedua medium besar maka hampir semuanya dipantulkan. Gelombang datang normal (normal incidence) terjadi bila arah rambat ultrasonik

tegak lurus terhadap garis batas antara dua medium.

KOEFISIEN REFLEKSI

Impedansi Akustik

Impedansi akustik dari suatu material didefenisikan sebagai ukuran perlawanan material tersebut terhadap perambatan gelombang bunyi atau akustik. Impedansi akustik menentukan derajat pembiasan dan pemantulan pada interface antara dua media dan dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut:

Z=ρ . v

Harga Z Dari Beberapa Jringan

Jika pulsa bunyi merambat melalui jaringan maka bunyi akan mengalami penurunan amplitudo dan intensitasnya, yaitu disebut atenuasi (pelemahan). Atenuasi meliputi absorbsi (perubahan bunyi dan panas), pantulan dan penghamburan (scattering). Penghamburan adalah arah pantulan gelombang bunyi yang dirambatkan ke segala arah.

Penghamburan terjadi apabila gelombang bunyi membentur permukaan kasar atau medium yang heterogen, misalnya darah. Pantulan gelombang bunyi yang dihamburkan ini kembali ke transducer tetapi dengan intensitas yang lebih rendah dan hanya dapat didisplaykan jika peralatan mempunyai sensitivitas yang tinggi

Beberapa faktor yang memberi kontribusi terhadap pengurangan energi. Salah satu yang paling penting adalah penyerapan energi USG oleh material dan konversi menjadi panas.

Hamburan dan interaksi refraksi juga menghapus beberapa energi dari pulsa dan berkontribusi terhadap redaman keseluruhan, tetapi penyerapan adalah yang paling penting.

Tingkat di mana sebuah pulsa USG diserap umumnya tergantung pada dua faktor: (1) material melalui yang dilalui, dan (2) frekuensi USG. Laju atenuasi (penyerapan) ditetapkan dalam suatu koefisien atenuasi dalam unit decibel per sentimeter. Karena redaman dalam meningkatkan jaringan dengan frekuensi, perlu untuk menetapkan frekuensi ketika tingkat atenuasi diberikan.

Perkiraan Nilai Koefisien Atenuasi untuk Berbagai Bahan

Pemaparan gelombang ultrasonik yang diberikan pada tubuh pasien dapat memengaruhi jaringan tubuh pasien yang menimbulkan efek biologi pada jaringan tersebut yaitu efek termal dan efek nontermal.

Energi bunyi merupakan radiasi non inonisasi dan tidak menimbulkan bahaya seperti radiasi ionisasi. Meskipun gelombang ultrasonik cukup aman digunakan tetapi untuk keamanan dan proteksi ada organisasi yang membahas tentang paparan gelombang ultrasonik pad tubuh manusia yaitu NCRP (National Council on Radiation Protection and Measurement) selain itu juga harus menerapkan prinsip ALARA (As Low AS Reasonaly Achievable) demi keamanan pasien.

semakin lama waktu pancaran gelombang ultrasonik terhadap suatu medium, semakin banyak medium atau jaringan tersebut menerima energi dari gelombang ultrasonik.

Efek Termal

Gelombang ultrasonik dengan intensitas tinggi akan meningkatkan suhu jaringan lunak yang disebabkan oleh meningkatnya energi kinetik dari molekul jaringan dan meningkatnya produksi kavitasi yang tidak stabil. Energi kinetik gelombang ultrasonik dapat diubah menjadi panas ketika diserap oleh jaringan.

Efek Nontermal

Efek kavitasi yaitu terjadinya gelembung gas di dalam jaringan akibat penggunaan gelombang ultrasonik untuk pemanasan lokal dengan tekanan yang bervariasi, sehingga di dalam cairan tubuh terbentuk gelembung gas mikro. Ada dua macam kavitasi yang terjadi dari pemaparan gelombang ultrasonik ini, yaitu kavitasi stabil dan tidak stabil.

Kavitasi Stabil

Efek kavitasi stabil terjadi jika gelembung gas mikro tumbuh sampai ukuran tertentu lalu beresonansi pada frekuensi gelombang ultrasonik. Amplitudo osilasinya jauh lebih besar daripada amplitudo getaran partikel di dalam zat cair sebelum ada gelembung gas mikro.

Kavitasi Tidak Stabil

Efek kavitasi yang tidak stabil lebih merusak jaringan sel. Pada tekanan

rendah, gelombang ultrasonik dengan intensitas tinggi mengakibatkan timbulnya gelembung kavitasi. Tekanan tinggi menyebabkan pecahnya gelembung, sehingga energi yang serupa dengan gelombang kejut mengakibatkan kerusakan jaringan sel.