• Home
  • About Me
  • Katalog
  • Video
  • Daftar Isi

Sabtu, 23 November 2013

Prinsip Dasar Mesin Sinar X dan CAT Scan

          Sebelum kita membahas prinsip dasar mesin sinar X dan CAT scan sebaiknya kita flash back dulu mengingat bagaimana awal mula atau riwayat singkat sinar x ditemukan sehingga dapat berkembang sampai saat ini dan sangat berguna bagi kehidupan manusia khususnya bagi dunia kedokteran.

1. Riwayat Singkat Penemuan Sinar X
          Sebagaimana dengan banyak penemuan lain yang sangat besar bagi kehidupan umat manusia, teknologi sinar X merupakan temuan yang sepenuhnya secara kebetulan. Di Jerman pada tahun 1895, ahli Fisika Wilhelm Roentgen membuat temuan percobaan dengan berkas elektron dalam pengosongan tabung gas. Roentgen mencatat bahwa ketika berkas elektron telah dipasang layar dalam laboratorium ternyata mulai berpijar. Hal ini ditanggapi bukan dengan mengejutkan bahan berpijar secara normal mengalir dalam reaksi radiasi elektromagnetik, namun tabung Roentgen dikelilingi karton hitam yang berat. Menurut pendapat Roentgen dengan mengelilingkan karton hitam berat tersebut telah mampu menghalangi radiasi.
          Kemudian Roentgen menempatkan obyek yang bervariasi diantara tabung dan layar, dimana layar masih tetap bercahaya. Akhirnya dia meletakkan tangannya didepan tabung, dan ternyata dia dapat melihat bayangan tulangnya diproyeksikan pada layar yang bercahaya. Sesudah menemukan sinar X, Roentgen segera menemukan keuntungan aplikasinya.
          Penemuan Roentgen luar biasa mempercepat salah satu dari kemajuan peralatan penting kedokteran dalam sejarah kehidupan manusia. Teknologi sinar X membuat seorang dokter dapat melihat langsung melalui jaringan manusia untuk memeriksa patah tulang, rongga dan obyek yang tertelan. Prosedur sinar X dimodifikasi dapat digunakan untuk memeriksa jaringan yang lebih lunak seperti paru-paru, pembuluh darah atau isi perut.

Gambar 1. Tabung Dasar CT Scan

2. Prinsip Dasar Mesin Sinar X
          Jantung dari mesin sinar X adalah sepasang elektroda katoda dan anoda yang berada di dalam tabung gelas hampa. Katoda dengan filament dipanasi seperti yang dijumpai pada lampu flouresen (TL). Mesin melewatkan arus melalui filament yang memanas, panas ini membebaskan elektron keluar dari permukaan filament. Kutub positip yang bermuatan positif, berupa piringan datar yang terbuat dari tungsten, akan menarik elektron-elektron yang melintasi tabung dan akan menarik elektron ke seberang tabung dengan kuat.

Gambar 2. Mesin sinar X

          Ketika elektron melampaui batas kecepatan menabrak atom tungsten, benturan ini menyebabkan elektron dalam suatu atom berpindah pada tingkat energi yang lebih rendah. Sebuah elektron yang berada pada tingkat orbit lebih tinggi segera turun menuju tingkat energi yang lebih rendah, sehingga terjadi pelepasan energi ekstra dalam bentuk photon. Photon yang memiliki level energi yang tinggi kemungkinan merupakan photon sinar X. Elektron bebas dapat juga membangkitkan photon tanpa tumbukan atom (seperti komet mengelilingi matahari) sehingga elektron perlahan turun dan mengubah arah secepat atom. Ini tindakan "pengereman" yang menyebabkan elektron memancarkan tenaga dalam bentuk photon sinar X.

Gambar 3. Pancara cahaya photon sinar x

          Sebuah elektron bebas tertarik ke inti atom tungsten, ketika elektron dipercepat. Inti merubah elektron kehilangan energi dan energi yang dilepaskan tersebut merupakan photon sinar X. Dampak benturan tinggi akan memproduksi sinar X dan membangkitkan panas. Motor memutar anoda melindunginya dari meleleh (berkas elektron tidak selalu difokuskan pada area yang sama). Minyak pendingin yang mengelilingi sistem berguna untuk menutupi dan juga menyerap panas yang timbul. Keseluruhan mekanisme dikepung dengan perisai tebal untuk menjaga sinar X dari pelepasan ke semua arah. Jendela kecil dalam perisai mengeluarkan photon dalam berkas yang sempit. Berkas dilewatkan melalui serangkaian filter sebelum memasuki tubuh pasien.
          Sebuah kamera pada sisi lain dari tubuh pasien merekam pola sinar X yang dilewatkan melalui tubuh pasien. Kamera sinar X menggunakan teknologi film yang sama seperti kamera biasa, namun cahaya sinar X diatur pada saat reaksi kimia dapat mengganti cahaya tampak. Pada umumnya dokter mempertahankan gambar film negative. Yaitu pada area yang diekspose berlebih cahaya akan muncul cahaya gelap dan pada area yang diekspose kurang cahaya muncul lebih terang. Untuk materi yang keras seperti tulang muncul cahaya putih dan untuk materi yang lebih lunak muncul warna hitam atau abu-abu. Dokter dapat memperoleh materi yang mempunyai perbedaan fokus dengan mengatur intensitas berkas sinar X.

3. Ide Dasar Computerized Axial Tomography (CAT) Scan
          Hal ini merupakan perkembangan teknologi kedokteran di bidang pemanfaatan sinar X. Mesin scan Computerized Axial Tomography (CAT) menghasilkan sinar X dalam bentuk energi elektromagnetik yang kuat. Pada dasarnya photon sinar X sama seperti photon cahaya tampak dengan energi yang lebih besar. Tingkat energi tinggi memungkinkan berkas sinar X dilewatkan langsung melalui materi lunak dalam tubuh manusia. Penggambaran sinar X konvensional pada dasarnya berupa bayangan, disinari pada satu sisi tubuh dan sebuah potongan film pada sisi lain bayangan hitam tulang. Bayangan-bayangan memberi suatu gambar yang tidak lengkap dari suatu bentuk obyek. Bayangkan jika sobat sedang berdiri di depan dinding, dengan tangan kanan memegang nanas didepan dada sedangkan tangan kiri memegang pisang. Maka bila teman sobat hanya melihat pada dinding, maka bukan sobat yang tampak. Jika disana diberi lampu di depan sobat, teman sobat akan melihat garis besar sobat memegang pisang, namun bukan nanas. Teman sobat akan melihat kiri memegang pisang, karena bayangan tubuh sobat menghalangi nanas. Jika lampu ditaruh disisi kanan sobat, maka teman sobat melihat garis besar nanas dan bukan pisang.

Gambar 4. Ide dasar penyinaran sinar X

          Hal yang sama tejadi dalam gambar sinar X konvensional. Jika suatu tulang lebih besar secara langsung diletakan diantara mesin sinar X dan tulang yang lebih kecil, maka akan dihasilkan film dengan tulang yang lebih besar mungkin akan menutupi tulang yang lebih kecil. Dalam hal melihat tulang yang lebih kecil sobat harus memutar tubuh atau mesin sinar X. Untuk mengetahui bahwa sobat memegang nanas dan pisang, teman sobat harus melihat bayangan di kedua posisi dan membentuk gambar yang lengkap. Ini merupakan gagasan dasar dari perangkat komputer tomography. Dalam mesin CAT scan, berkas sinar X bergerak mengelilingi pasien, scaning dilakukan dari ratusan sudut yang berbeda. Komputer mengambil semua informasi dan memasang bersama-sama dalam gambar tubuh 3 dimensi.

4. Prinsip Dasar  Mesin Computerized Axial Tomography (CAT) Scan
          Mesin CAT tampak menyerupai kue donat raksasa yang sisi-sisinya dinaikan. Pasien dibaringkan di bawah platform, secara perlahan dipindahkan melalui lubang dalam mesin. Tabung sinar X dimunculkan pada cincin yang dapat dipindahpindahkan mengelilingi ujung lubang. Cincin juga didukung susunan detektor sinar X secara langsung disisi berlawanan tabung sinar X. Sebuah motor memutar cincin sehingga tabung sinar X dan detektor sinar X berputar bolak-balik mengellingi tubuh. Setiap putaran penuh scan sempit, mengiris tubuh secara horizontal. Sistem control memindahkan platform ke dalam lubang lebih jauh sehingga tabung dan detektor dapat menscan irisan berikutnya.

Gambar 5. Prinsip dasar penyinaran sinar X pada mesin CAT dan hasilnya

          Dengan cara ini mesin membuat irisan sinar X memotong tubuh dalam gerakan spiral. Komputer memvariasi intensitas sinar X dalam tingkatan untuk scan setiap jenis jaringan dengan daya optimum. Setelah pasien dilewatkan melalui mesin, komputer akan mengkombinasi semua informasi dari setiap scan untuk membentuk detail gambar tubuh. Ini tidak selalu diperlukan melakukan scan ke seluruh tubuh. Dokter lebih sering melakukan scan hanya sebagian kecil, oleh karena pemeriksaan tubuh irisan demi irisan, dengan CAT scan jauh lebih terencana dari pada sinar X konvensional. Saat ini dokter menggunakan CAT scan untuk mendiagnosa dan memberi perlakuan penyakit yang sangat bervariasi, meliputi trauma, kanker dan osteoporosis. Ini merupakan perangkat yang tak ternilai dalam kedokteran modern.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar