5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sinar-X Sinar-X adalah pancaran gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek. Panjang gelombang sinar-X hanya sekitar 1/10.000 panjang gelombang sinar tampak, karena panjang gelombangnya yang sangat pendek maka sinar-X mempunyai energi yang cukup tinggi sehingga dapat menembus bahan yang dilaluinya. (Sjahriar Rasad, 2001) 2.1.1 Proses Terjadinya Sinar-X Urutan proses terjadinya sinar-X menurut Malueka (2006) adalah sebagai berikut : 1.Katoda (filament) dipanaskan (lebih dari 2000 0 C) sampai mengalirkan listrik yang berasal dari transformator. 2. Karena panas, elektron-elektron dari katoda (filament) terlepas.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sinar-X
Sinar-X adalah pancaran gelombang elektromagnetik dengan panjang
gelombang yang sangat pendek. Panjang gelombang sinar-X hanya sekitar
1/10.000 panjang gelombang sinar tampak, karena panjang gelombangnya
yang sangat pendek maka sinar-X mempunyai energi yang cukup tinggi
sehingga dapat menembus bahan yang dilaluinya. (Sjahriar Rasad, 2001)
2.1.1 Proses Terjadinya Sinar-X
Urutan proses terjadinya sinar-X menurut Malueka (2006) adalah
sebagai berikut :
1. Katoda (filament) dipanaskan (lebih dari 20000C) sampai
mengalirkan listrik yang berasal dari transformator.
2. Karena panas, elektron-elektron dari katoda (filament) terlepas.
3. Muatan listrik filament sengaja dibuat relatif lebih negatif terhadap
sasaran (target) dengan memilih potensial tinggi, sehingga elektron
bergerak ke anoda.
4. Sewaktu dihubungkan dengan transformator tegangan tinggi,
elektron-elektron menuju anoda dipercepat gerakannya dan
dipusatkan ke alat pemusat (focusing cup).
6
5. Awan-awan elektron yang sampai ke anoda dihentikan mendadak
pada sasaran (target) sehingga terbentuk panas (>99 %) dan sinar-
X (<1%).
6. Pelindung (perisai) timah akan mencegah keluarnya sinar-X yang
terbentuk dan hanya dapat keluar melalui window.
Gambar 2.1 Tabung Pesawat Sinar-X
(Maryanto, dkk, 2008)
Sinar-X yang terbentuk ada dua macam, yaitu :
1. Sinar-X Bremmstrahlung
Bremmstrahlung berasal dari bahasa Jerman yang berarti
perlambatan atau pengereman. Sinar-X Bremmstrahlung
adalah sinar-X yang terpancar bila elektron dengan kecepatan
tinggi mengalami suatu percepatan yang sangat cepat. Bila
suatu elektron melintas dekat dengan suatu nucleus (inti
atom), maka gaya tarik coulomb yang kuat akan
menyebabkan elektron menyimpang secara tajam dari
lintasannya. Sehingga elektron tersebut kehilangan energinya,
7
kemudian energi yang hilang ini menjadi foton sinar-X.
(Bushong, 2008)
Gambar 2.2 Proses Terjadinya Sinar-X Bremmstrahlung
(Bushong, 2008)
2. Sinar-X Karakteristik
Sinar-X Karakteristik adalah sinar-X yang dihasilkan
dari karakteristik energi elektron tertentu, yaitu interaksi yang
hanya bisa terjadi jika elektron yang datang mempunyai
energi kinetik yang lebih tinggi dari energi ikat elektron pada
atom target. Terjadi karena adanya perpindahan energi ke
materi melalui pengaktifan dan ionisasi yang memungkinkan
terjadinya efek fotolistrik. Adanya elektron yang berpindah
menyebabkan kekosongan dari kulit atom. Kemudian, salah
satu elektron pada kulit terluar akan mengisi tempat kosong
yang ditinggalkan oleh elektron tersebut. Bila hal itu terjadi
8
maka suatu foton akan dipancarkan energinya sama dengan
selisih antara energi awal dan energi akhir. (Bushong, 2008)
Gambar 2.3 Proses Terjadinya Sinar-X Karakteristik
(Bushong, 2008)
2.1.2 Sifat Sinar-X
Sifat sinar-X yang ditemukan oleh Wilhelm Conrad Roentgen
mempunyai sifat memancar divergen dalam garis lurus, kecepatannya
sama dengan kecepatan cahaya (3 x 108 m/s), merupakan sinar tak
tampak, tidak dapat difokuskan oleh lensa, serta tidak bermuatan dan
tidak dapat dibelokkan oleh medan magnet. (Malueka, 2006 )
Sinar-X juga mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu :
1. Memiliki daya tembus (penetrating power).
2. Pertebaran
3. Penyerapan
4. Efek Fotografik
5. Pendar Flour ( Flouresensi )
9
a. Fluoresensi
b. Fosforesensi
6. Ionisasi
7. Efek Biologik
2.2 Film Radiografi
Film radiografi adalah media untuk merekam hasil gambaran secara
permanen dalam bentuk radiograf. (Meredith, 1972)
2.2.1 Struktur Film Radiografi
Strukur film radiografi yang umumnya digunakan adalah film
double emulsi, seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 2.4 Struktur Film Doube Emulsi pada potongan melintang.
(Bushong, 2008)
Konstruksi film menurut Bushong (2008) terdiri dari :
10
1. Supercoat
Supercoat adalah layer pelindung emulsi film dari goresan dan
tekanan mekanik yang terbuat dari gelatin bening.
2. Emulsi
Emulsi layer adalah lapisan yang menghasilkan gambaran
sehingga dapat dilihat oleh mata. Terbuat dari kristal-kristal perak
halida yang disuspensikan dalam gelatin. Perak halida sangat peka
terhadap cahaya dan sinar-X. Karakteristik material film
tergantung dari ukuran perak halida, distribusi, dan daerah
sensitivitas dari perak halida.
3. Adhesive
Subtratum adalah lapisan perekat antara emulsi dengan base.
Bahannya terbuat dari cellulose acetate dan gelatin.
4. Base
Base adalah lapisan antara dua lapisan emulsi, yang tipis dan
transparan yang terbuat dari cellulose. Karakteristik base yaitu
kuat, fleksibel, terbebas dari kerusakan, mampu meneruskan
cahaya, serta ketebalannya rata dan tidak bereaksi terhadap bahan
kimia.
2.2.2 Jenis Film Radiografi
11
Menurut Nova Rahman (2009) jenis film radiografi terbagi
menjadi beberapa jenis, yaitu :
1. Berdasarkan sensitivitas terhadap cahaya.
a. Blue Sensitif
Film yang peka terhadap warna biru.
b. Green Sensitif
Film yang peka terhadap warna hijau.
2. Berdasarkan emulsi.
a. Single Emulsi
Single emulsi adalah film yang memiliki emulsi hanya pada
satu sisi base.
b. Double Emulsi
Double emulsi adalah film yang memiliki pada kedua sisi
permukaan film base. Keuntungannya dapat digunakan bolak-
balik.
3. Berdasarkan intensfying screen.
a. Screen Film
Screen film adalah film radiografi yang penggunaannya
selalu memakai intensifying screen.
b. Non-Screen Film
Non-screen film adalah film radiografi yang
penggunaannya tanpa menggunakan intensifying screen.
4. Berdasarkan speed film.
12
a. Low speed
b. Medium speed
c. High speed.
2.2.3 Efek Fotografik pada Film Radiografi
Sinar-X dapat membentuk gambaran pada film radiografi,
merupakan hasil dari sinar-X yang diteruskan setelah melewati objek,
dan mengalami proses absorbsi dan attenuasi sebelumnya. Proses
pembentukan gambaran terbagi menjadi dua, sebagai berikut
(Meredith, 1972) :
1. Bayangan Laten
Bayangan laten merupakan bayangan yang sudah terbentuk
tetapi belum terlihat. Dimana kristal-kristal perak bromida pada
emulsi film terdiri dari ion Ag+ dan Br -. Proses yang dilewati
hingga terbentuknya bayangan laten, yaitu :
A B
-
C D
- Ag
Gambar 2.5 Proses terbentuknya Bayangan Laten
(Meredith, 1972)
e-
Ag +
13
a.Ketika sebuah kristal AgBr terpapar radiasi (sinar-X atau cahaya)
peristiwa yang terjadi adalah peristiwa penyerpan energi oleh
kristal AgBr sehingga terjadi ionisasi . Kemudian terjadi
pelepasan elektron-elektron ion bromida yang bermuatan
negatif sehingga ion Br - menjadi atom Br yang netral.
b. Elektron-elektron tersebut mempunyai energi kinetik, sehingga
mampu bergerak dan cenderung menuju sensitivity speck.
Disisi lain sensitivity speck mempunyai kemampuan untuk
menjerat elektron. Jika elektron ditangkap sensitivity speck
maka sensitivity speck menjadi bermuatan negatif.
c. Ion perak pada kristal yang bermuatan positif tidak semuanya
terikat pada latice, tetapi ada yang bebas bergerak. Ion-ion ini
akan ditarik oleh elektron pada sensitivity speck, yang
mempunyai daya tarik elektrik.
d. Muatan negatif sensitivity speck akan menetralisir ion Ag+,
sehingga menjadi atom Ag netral (hitam metalik). Peristiwa
ini berulang-ulang sehingga terjadi deposit atom Ag hitam
metalik yang disebut bayangan laten.
2. Bayangan Tampak
Developing (proses pembangkitan) yaitu proses pencelupan
film pada cairan developer yang bersifat basa yang berfungsi untuk
mengembangkan bayangan pada film. Bahan pada developer
mampu merubah perak halogen menjadi perak logam dimana
14
terjadi proses menetralisir Ag + dari AgBr dengan menyuplai e -.
Selama proses Br dilepaskan ke dalam larutan developer sehingga
konsentrasinya banyak pada larutan tersebut.
Fixing (Proses penetapan) yaitu larutan yang bersifat asam
yang berfungsi menghentikan pengembangan film dan
menggugurkan sisa perak bromida, serta mengeraskan emulsi film.
2.3 Kualitas Radiograf
Kualitas radiograf adalah kemampuan radiograf dalam memberikan
informasi yang jelas mengenai objek atau organ yang diperiksa (Bushong,
2008). High Quality radiograf diperoleh dari radiograf yang mempunyai
nilai densitas, kontras, ketajaman, dan detail yang tinggi. Kualitas radiograf
ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain :
2.3.1 Densitas
Densitas adalah tingkat kerapatan bahan atau derajat kehitaman
dari suatu radiograf. Densitas tertinggi yang dapat dihasilkan bernilai 4
dan densitas terendah bernilai kurang dari 0,2. Nilai densitas yang
dapat dilihat langsung oleh mata manusia berkisar antara 0,25 – 2,5
yang dikenal dengan rentang densitas guna. Densitas fotografi
didefinisikan sebagai : D = Log I0 / I1., dengan D menyatakan densitas,
I0 menyatakan sinar yang menuju ke film, sedangkan I1 menyatakan
sinar yang diteruskan ke film. Densitas dipengaruhi oleh mAs, FFD
15
dan ketebalan objek. Densitas dapat diukur dengan alat densitometer.
(Bushong, 2008)
2.3.2 Kontras
Kontras radiografi adalah perbedaan densitas antara dua titik yang
saling berdekatan. Kontras radiografi dipengaruhi oleh faktor film dan
intensifying screen, radiasi hambur, kolimator, ketebalan objek dan
grid, dll. Dirumuskan oleh Meredith (1972) Kontras adalah (C) = D2
- D1. Dengan C menyatakan kontras, D2 menyatakan daerah densitas
ke 2, dan D1 menyatakan daerah densitas ke 1.
Ketika kontras antara dua daerah pada film cukup besar
perbedaannya, maka dapat bermanfaat bagi Radiolog dalam
mendiagnosis hasil gambaran. Kontras minimum (perbedaan densitas)
yang dapat dideteksi secara visual pada rentang 0,02. (Meredith, 1979)
2.3.3 Ketajaman
Ketajaman adalah kemampuan untuk memperlihatkan batas antara
bayangan satu dengan bayangan lainnya dapat terlihat jelas. Ketajaman
dipengaruhi oleh geometric unsharpness, movement unsharpness, dan
paralax. (Bushong, 2008)
2.3.4 Detail
Detail adalah penggambaran ketajaman dengan struktur-struktur
terkecil dari radiograf. Faktor yang mempengaruhinya adalah focal
spot, FFD (Focus Film Distance), dan FOD (Film Object Distance).
(Bushong, 2008)
16
2.4 Kontras Radiografi
Kontras radiografi adalah perbedaan densitas atau tingkat kegelapan
terhadap dua daerah pada sebuah radiograf dan mampu membedakan
struktur-struktur yang berdekatan dengan densitas jaringan yang berbeda.
(Frank, 2007).
Penilaian kontras radiografi dibagi menjadi dua parameter, yaitu
kontras subjektif dan kontras objektif.
2.4.1 Kontras Subjektif
Kontras subjektif adalah perbedaan brightness antara area pada
radiograf yang dilihat oleh peninjau. Pada penilaian kontras ini tidak
menggunakan perhitungan hanya mengandalkan penglihatan
individual. Variabel yang dihasilkan dari satu peninjau dengan
peninjau yang lain akan berbeda satu sama lain. (Chesney,1971)
2.4.2 Kontras Objektif
Kontras objektif adalah kalkulasi nilai yang diberikan dari
perbedaan densitas berbagai bagian gambaran. (Chesney, 1971)
Kontras Objektif adalah perbedaan kehitaman pada seluruh bagian
citra yang dapat dilihat dan dinyatakan dengan angka. Adapun
penyebabnya adalah :
1. Faktor radiasi
a. Kualitas sinar primer
b. Sinar hambur / scatter
17
2. Faktor film
3. Faktor processing
a. Jenis & susunan bahan pembangkit
b. Waktu & suhu pembangkitkan
c. Lemahnya cairan pembangkit
d. Agitasi film
2.4.3 Pengaruh Film pada Kontras Radiografi
Sifat film berpengaruh pada kontras radiografi yang akan
dihasilkan oleh suatu radiograf. Setiap film yang diproduksi oleh
sebuah perusahaan memiliki karakter masing-masing. Ada film yang
memiliki karakter dengan respon film yang tinggi terhadap eksposi
baik oleh sinar-X maupun cahaya tampak. Respon film terhadap
eksposi tentu sangat dipengaruhi oleh emulsi film. (Nova Rahman,
2009)
Karakteristik emulsi berpengaruh pada kontras radiografi.
Perbedaan kontras bisa terjadi karena perbedaan proses kristal perak
halida yang dicampurkan pada gelatin, pada saat pembuatan emulsi
film. Biasanya produsen mengklasifikasikan kontras menjadi tiga
macam yaitu, kontras medium, tinggi, dan sangat tinggi. Perbedaan ini
dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi kristal perak halida Emulsi
dihasilkan dari kristal perak halida yang bervariasi ukurannya, jika
kristal perak halida kecil dan penyebarannya merata maka
menghasilkan kontras yang tinggi. Film dengan ukuran kristal perak
18
halida besar maka akan menghasilkan kontras yang rendah. Sehingga
secara tidak langsung perbedaan kontras dikontrol pada proses