PERALATAN DALAM RADIOLOGI 1.1 Proyeksi Radiografi Proyeksi radiografi merupakan salah satu komponen penting dalam bidang radiologi yang telah dikenal lebih dari 100 tahun yang lalu. Hal ini tetap menjadi sebuah kajian penting walaupun saat ini sudah dilengkapi dengan peralatan canggih seharga jutaan dollar. Studi diagnostik penggambaran (imaging) masih menggunakan teknologi ini. Mammografi adalah salah satu contoh yang dinilai sangat representatif dan telah terbukti merendahkan tingkat kematian pasien secara signifikan. Dasar dari teknik proyeksi radiografi sangat sederhana. Namun, urutan yang lengkap mulai dari menghasilkan sinar x-ray hingga dapat melihat hasil gambar, harus dapat dimengerti dengan benar. Bahkan, para profesional masih sibuk memastikan bahwa semuanya dilakukan dengan benar dan radiograf yang digunakan adalah produk yang berkualitas. Kurangnya Pengetahuan, pengalaman dan ketelitian dapat menghasilkan interpretasi yang menyimpang. Sudah banyak studi yang membuktikan hal tersebut. 1,2,6 X-Ray Sebuah alat bervoltase tinggi diletakkan di antara katoda dan anoda, yang berada di dalam tabung yang kedap (Gambar. 1.1). Katoda dipanaskan hingga 2000 o C
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
PERALATAN DALAM RADIOLOGI
1.1 Proyeksi Radiografi
Proyeksi radiografi merupakan salah satu komponen penting dalam bidang
radiologi yang telah dikenal lebih dari 100 tahun yang lalu. Hal ini tetap menjadi
sebuah kajian penting walaupun saat ini sudah dilengkapi dengan peralatan
canggih seharga jutaan dollar. Studi diagnostik penggambaran (imaging) masih
menggunakan teknologi ini. Mammografi adalah salah satu contoh yang dinilai
sangat representatif dan telah terbukti merendahkan tingkat kematian pasien
secara signifikan. Dasar dari teknik proyeksi radiografi sangat sederhana. Namun,
urutan yang lengkap mulai dari menghasilkan sinar x-ray hingga dapat melihat
hasil gambar, harus dapat dimengerti dengan benar. Bahkan, para profesional
masih sibuk memastikan bahwa semuanya dilakukan dengan benar dan radiograf
yang digunakan adalah produk yang berkualitas. Kurangnya Pengetahuan,
pengalaman dan ketelitian dapat menghasilkan interpretasi yang menyimpang.
Sudah banyak studi yang membuktikan hal tersebut.1,2,6
X-Ray
Sebuah alat bervoltase tinggi diletakkan di antara katoda dan anoda, yang
berada di dalam tabung yang kedap (Gambar. 1.1). Katoda dipanaskan hingga
2000oC dengan alat pemanas khusus yaitu filamen pemanas. Elektron yang
dihasilkan oleh katoda diakselerasi dengan medan listrik diantara katoda dan
anoda, mencapai anoda dengan energi tertentu sehingga terjadi induksi radiasi
elektromagnetik yang disebut dengan x-rays. Semakin tinggi voltase yang
digunakan, semakin besar energi yang dihasilkan x-ray. Area dimana elektron
mengenai anoda dinamakan fokus. Biasanya, anoda terdiri dari lempeng anti-
panas yang dilapisi dengan tungsten. Lempeng berputar cepat untuk menghasilkan
panas, kemudian membentuk focal track. Tabung kedap udara pada x-ray
dikelilingi oleh minyak dalam sebuah wadah yang hanya memiliki satu tempat
keluar untuk radiasi.1,7
Radiasi yang dihasilkan memiliki spektrum atau sebaran energi, namun
hanya satu bagian yang dapat digunakan untuk penggambaran. Sebagian energi
yang sangat rendah diserap jaringan tubuh tanpa berkontribusi apa-apa terhadap
penggambaran. Oleh karena itu digunakan filter, berupa alumunium atau kertas
pemotong. Radiasi yang ada di dalam wadah tersebut juga dikelilingi oleh
collimators yang menjaga sinar terbatas pada bagian tubuh yang dikehendaki.1
Atenuasi X-Rays
Gelombang X-rays menjadi berkurang ketika melewati tubuh pasien. Hal
tersebut dikarenakan adanya proses absorpsi (penyerapan) dan scatter
(penyebaran). Dengan radiasi yang rendah (yang didapatkan dari voltase yang
rendah), absorsi lebih mendominasi. Ini berhubungan dengan nomor atomik dari
benda-benda yang tidak diradiasi. Mammografi memaksimalkan karakteristik ini
dengan menggunakan energi rendah radiasi untuk mendeteksi kalsifikasi pada
payudara yang mengindikasikan kanker. Dengan radiasi tinggi (yang didapatkan
dari voltase tinggi), penyebaran energi menjadi penyebab utama terjadinya
atenuasi. Hal ini terjadi ketika sinar radiasi kehilangan energi dan menyebar ke
segala arah. Radiasi yang tersebar meningkat dalam volume tubuh yang tidak
teradiasi. Ini membahayakan pasien dan area sekitar mereka, contohnya
angiografer yang berdiri di dekat pasien untuk menangani catheters mereka.
Ketika scatter mengenai detektor, ini akan menyebabkan bayangan abu-abu tidak
berstruktur yang menghilangkan kontras gambar. Sebuah garis yang tersebar
(Gambar 1.1) diposisikan di depan detaktor mengurangi radiasi yang teralihkan.
“The Guy Who Took Care of the Scatter”, Gustav Bucky dikenal oleh radiologis
di seluruh dunia atas penemuan scatter grid-nya pada tahun 1912. Dipaksa
beremigrasi oleh Nazi, dia meninggalkan Berlin ke New York, dimana dia
melanjutkan inovasinya. Penemuan grid tersebut sampai saat ini digunakan dalam
setiap mesin x-ray.1,6,7
Deteksi X-Rays.
Terdapat berbagai macam variasi detektor yang menjadikan x-rays dapat
terlihat. Contoh sederhananya adalah film fotografis. Karena dapat mencapai
resolusi yang tinggi, sehingga seringkali digunakan untuk tes nondestruktif dalam
material industri seperti besi roda mobil atau pipa minyak. Untuk menampilkan
film tersebut dibutuhkan x-ray dalam dosis tinggi, namun hal itu tidak
berpengaruh dalam contoh ini. Film lebih sensitif terhadap x-rays ketimbang
cahaya. Sebagai contoh, x-ray bandara akan menunjukkan bagian dalam
kameramu tanpa menghancurkan foto liburanmu yang berharga. Seiring dengan
bertambah baiknya cakupan film, digunakanlah film dan layar intensif yang
dibuat dari materi bumi yang langka (gadolinium, barium, lanthanum, yttrium).
Layar ini bersifat fluorescen ketika tidak diradiasi (seperti yang digunakan
Wilhelm Conrad Roentgen dalam eksperimennya) dan mengekspos film.
Biasanya film dihimpit dua layar di dalam kaset yang rapat cahaya. Kombinasi
film dengan layar sangat hebat dalam hal sensitivitas terhadap x-ray dan resolusi
spasial, sehingga harus dipilih berdasarkan masalah penggambaran spesifik yang
harus diselesaikan. Jika gambaran detailnya dirasa penting, maka dibutuhkan
dosis yang lebih tinggi. Jika dosis harus dijaga tetap rendah, seperti pada anak-
anak, detail akan menjadi berkurang.1
Gambar 1.1 (a) Generasi x-ray. (b) Unit radiografi proyeksi digital modern yang digunakan untuk melihat keadaan tulang (oleh Philips Medical System)1
Beberapa layar yang digunakan untuk mengintensifikasi sinar x-ray dapat
menghasilkan fraksi utama dalam pencahayaan setelah distimulasi oleh sinar
laser. Layar ini disebut fosfor penyimpan (storage phosphors). Setelah eksposur,
mereka dipindai dalam sistem pengindra, konten informasi langsung didigitalisasi
seketika. Layar ini dapat meregistrasi panjang gelombang dalam intensitas radiasi,
yang menjelaskan mengapa over atau under-exposur dapat ditolerir oleh sistem
digital. Detektor digital yang saat ini populer terdiri dari kristal cesium iodida
yang melapisi panel amorfus silikon fotodioda. Kristal ini menyala ketika terkena
x-ray dan cahayanya diubah menjadi muatan elektrik oleh fotodioda. Lapisan
lumina yang melapisi area besar katoda akan menyerap x-ray kemudian cahaya
membebaskan elektron dalam materi katoda. Elektron ini difokuskan oleh lensa
elektronik dan mengenai layar kecil yang berperan sebagai anoda. Semua ini
terjadi di dalam tabung besar yang kedap, menghasilkan gambar yang sangat
terang dari kamera televisi eksternal dan ditampilkan oleh monitor.1,6
Detektor digital lainnya digunakan dalam tomografi komputer. Sinyal yang
dihasilkan selalu berbentuk digital.1
Gambar 1.2 (a) Pembuluh darah arteri di otak dan struktur tulang tengkorak sangat kompleks (b) Jika gambaran sebelum kontras lebih terlihat struktur tulang
maka setelah ditambahkan kontras akan lebih terlihat vaskularisasinya.1
Teknik Eskposur
Proyeksi radiografi: radiografi merupakan penjumlahan gambar tubuh yang
telah diekspos. Nodul yang terlihat di seluruh paru-paru contohnya, tidak dapat
digeneralisir terhadap semua bagian paru-paru, anterior atau posterior, dinding
dada atau permukaan kulit. Karena semua struktur berkaitan satu sama lain.
Sehingga dibutuhkan pemeriksaan klinik, proyeksi lateral, fluoroskopi, tomografi
konvensional atau komputer. Dalam proyeksi radiografi, pengurangan transparasi
atau bayangan (contoh: tumor) menghasilkan gambaran terang, peningkatan
transparasi (contoh: udara dalam usus) menghasilkan gambaran gelap. Tomografi
konvensional: hanya sedikit bagian tubuh (contoh: sendi panggul) yang
tergambarkan sementara yang lain menjadi berbayang (blur) oleh gerakan. Dalam
eksposur, tabung x-ray dan detektor bergerak secara paralel pada arah yang
berlawanan dengan lempeng gambar. Posisi aksis menandai gambar lapisan tubuh
yang tidak bergerak. Dengan memindahkan sinar aksis secara ventral atau secara
dorsal, gambaran yang lain dapat dipilih.1,7
Tomografi konvensional merupakan seni yang indah namun menyulitkan.
Departemen dengan peralatan lengkap masih menggunakannya untuk tujuan studi
khusus, terkait studi tentang sistem rangka tubuh. Fluoroskopi: dalam beberapa
tindakan diagnostik dan pemeriksaan intervensi, fungsi morfologi dari jaringan
lunak adalah hal pertama yang dapat dievaluasi secara langsung di bawah
fluoroskopi dengan sistem penggambaran terintensifikasi. Eksposur dari area
tertentu, proyeksi dan hasil temuan dapat dilakukan secara terpisah namun
seringkali dengan sistem yang sama. Eksposur dapat dilihat langsung pada
monitor.1,6,7
Pemeriksaan Media Kontras
Untuk menilai lebih jauh tentang saluran pencernaan (gastrointestinal),
diberikan cairan kontras atau suspensi barium. Barium memiliki nomor atom
yang tinggi, karena itu mereka dapat menyerap x-rays dalam jumlah besar dan
sangat terlihat dalam radiograf. Suspensi barium ini akan menyelubungi dinding
interior (sebelah dalam) rongga saluran pencernaan yang berisi udara maupun
cairan (contohnya pada double contrast barium enema). Untuk melihat sistem
vaskularisasi, misalnya, dalam prosedur intervensi seperti pemasangan balon
dilatasi pada arteri, solusi kontras yang ter-iodinasi dimasukkan dalam pembuluh
darah. Dalam angiografi, substraksi digunakan untuk meningkatkan
penggambaran pembuluh darah dimana gambar sebelum kontras tersubstraksi dari
gambar setelah kontras. Hasil dari radiografi ini akan menunjukkan gambaran
percabangan pembuluh darah . Ini sangat berguna dalam pemeriksaan terhadap
daerah abdomen (perut) dan basis cranii (Gambar 1.2).1
1.2 Computed Tomography
Computed tomography (CT) menjadi modalitas radiologi yang dapat
diandalkan untuk saat ini. Pengembangan teknis saat ini dapat menghasilkan
volume pindai yang cepat dan dapat digunakan untuk menghasilkan potongan dua
dimensi dan tiga dimensi (Gambar 1.3). Dosis radiasi masih tetap tinggi sehingga
membutuhkan indikasi yang sangat ketat untuk setiap CT.2,8
Gambar 1.3 Foto ini menunjukkan rekonstruksi kepala anak secara tiga dimensi yang dilakukan oleh bedah plastik. Mereka menginginkan sebuah dokumentasi yang baik sebelum melakukan pembedahan pada kelainan kongenital tulang.1
Gambar 1.4 (a) Tube x-ray berputar secara terus menerus mengelilingi aksis longitudinal pasien. (b) CT scanner.1
Prinsip Kerja
Dalam CT, tabung x-ray terus berputar mengelilingi aksis cranio-caudal
pasien. Sinar radiasi melewati tubuh dan mengenai cincin atau segmen cincin
yang bergerak pada detektor. Radiasi yang datang kemudian direkam, sinyal
didigitalkan dan dimasukkan dalam data matriks dalam akun (Gambar 1.4). Data
matriks kemudian ditransformasikan dalam output gambar. Saat ini, CT yang
lebih mutakhir akan menjalankan sistem rotasi berlanjut yang menghasilkan tidak
hanya satu potongan tapi juga volum pindai secara spiral pada bagian tubuh yang
lebih besar. Untuk setiap elemen gambar (piksel), pengurangan radiasi
dikalkulasikan pada Hounsfield units (HU) (Tabel 1.). Sebagai contoh, cairan
memiliki Hounsfield unit bernilai 0.5
Tabel 1. HU sesuai komponen tubuh.1
Komponen Tubuh Hounsfield Units (HU)
Tulang 1000 – 2000
Trombus 60 – 100
Liver 50 – 70
Spleen 40 – 50
Ginjal 25 – 45
Komponen putih otak 20 – 35
Komponen abu-abu otak 35 – 45
Air -5 – 5
Lemak -100 – -25
Paru-paru -1000 – -400
Media Kontras
Media kontras digunakan dalam CT untuk memperlihatkan pembuluh darah
dan vaskularisasi sistem organ yang berbeda. Mereka mengatenuasi radiasi
dikarenakan nomor atomik yang lebih besar (contoh: iodine dan barium). Media
kontras mengandung gadolinium (yang juga memiliki nomor atom tinggi) yang
normalnya digunakan untuk magnetik resonansi tomografi, dimana secara teoritis
dapat digunakan pada CT apabila pemberian iodin bersifat kontraindikasi.
Tentunya dengan biaya yang lebih mahal. Untuk menilai bagian dalam organ
viscera, media kontras iodine atau barium dapat diberikan secara oral atau
dimasukkan dalam rektum. Lemak dan udara selalu memberikan gambaran hitam
(gelap) dalam CT. Sebaliknya, tulang dan media kontras dengan nomor atomik
yang tinggi selalu memberikan gambarakan putih (terang).1,2,8
1.3 Ultrasonografi
Ultrasonografi (“ultrasound”) adalah teknologi paling murah dan paling
aman dalam radiografi. Untuk alasan tersebut, banyak fisikawan di luar radiologi
juga menggunakan modalitas ini. Ultrasound menyediakan informasi yang cukup
dengan efek radiasi yang minimal pada beberapa tujuan pemeriksaan (kasus
anak-anak dan kebidanan), sehingga selalu menjadi pilihan utama. Untuk
pemeriksaan pembuluh darah dan aliran darah, dapat digunakan color-coded
Doppler.1,6,7
Prinsip Kerja
Teknologi ultrasound sangat sederhana. Dalam ultrasonografi medis,
gelombang bunyi artifisial dihasilkan oleh piezoelectric crystals. Kristal tersebut
ketika terhubung dengan frekuensi tertentu akan bergetar dan menghasilkan
gelombang suara dalam frekuensi yang sama. Disisi lain, ketika terpapar
gelombang suara dalam frekuensi tertentu akan mengasilkan frekuensi alternatif.
Untuk tujuan medis, digunakan gelombang suara inaudibel sebesar 1–15 MHz.
Gelombang ultrasound yang dihasilkan akan menyebar melewati jaringan tubuh,
kemudian diserap, diteruskan atau direfleksikan (dipantulkan). Penyerapan dan
resolusi spasial meningkat seiring dengan frekuensi yang semakin meningkat.
Karena itu, penetrasi maksimal gelombang ultrasound dan penggambaran detail
berkaitan dengan frekuensi yang digunakan. Untuk kebutuhan gambar dengan
resolusi tinggi, dapat digunakan gelombang 7.5–10 MHz, sementara untuk
gambaran abdominal, cukup dengan gelombang 3.5–5 MHz. Tulang dan
kalsifikasi akan menyerap suara secara total, sehingga kita akan melihat bayangan
di belakangnya (Gambar 1.5). Sangat sedikit suara yang diserap dalam viscera
yang penuh cairan, mengarah kepada efek yang berlawanan: gema sinyal di
belakang cairan lebih kuat ketimbang di jaringan sekitarnya. Hanya refleksi suara
yang dapat kembali ke piezoelectric crystal yang dapat menghasilkan sinyal
gambar.1,7
Permukaan jaringan yang besar dapat merefleksikan suara. Apabila
permukaan ini berada di antara jaringan yang tipis dan udara, maka gelombang
suara akan direfleksikan secara total. Struktur di belakangnya tidak dapat
digambarkan, sehingga menghasilkan bayangan akustik (Gambar 1.5). Ultrasound
menjumlahkan gambar dua dimensi. Hal ini seperti selang waktu antara kita
melihat kilat dan mendengar gemuruhnya, kita dapat mengira-ngira jarak antar
kita dengan badai. Sistem suara ultrasound mengukur (untuk setiap kristal secara
terpisah) waktu antara setiap pulsasi suara yang dihasilkan dengan pulsasi balik
yang diterima setelah direfleksikan oleh jaringan. Rentang waktu ini
menghasilkan barisan matriks gambar yang dituju oleh sinyal, sedangkan
intensitas pulsasi balik (gema) menghasilkan matriks gambar abu-abu. Ratusan
elemen kristal piezoelectric kemudian disusun dalam suatu barisan, kemudian
dikombinasikan sehingga menghasilkan sebuah gambar ultrasound dua dimensi.1
Dalam ultrasound, struktur kistik akan berwarna gelap dan menunjukkan
peningkatan sinyal di belakangnya. Tulang dan udara terlihat terang dan
menyebabkan bayangan akustik. Color-coded Doppler ultrasound: ketika kita
mendengarkan suara sebuah motor yang lewat, kita dapat menentukan apakah
motor tersebut mendekati atau menjauhi kita dan memprediksi seberapa cepat laju
motor tersebut. Sama halnya dengan gelombang ultrasound yang direfleksikan
oleh permukaan yang bergerak (seperti eritrosit dalam aliran darah) pada sudut
10–60o. Efek Doppler yang terkait disini adalah gema yang dihasilkan akan
menyebabkan perubahan frekuensi bergantung pada kecepatan dan arah aliran
darah. Informasi ini dikodekan dalam bentuk warna pada gambar ultrasound yang
normal. Dalam color-coded Doppler ultrasound, tipe dan intensitas tersebut dapat
menggambarkan arah dan kecepatan aliran darah. Sesuai dengan kesepakatan
dalam konvensi, pembuluh darah vena atau aliran balik jantung (sentripetal)
dikodekan dengan warna biru, sedangkan pembuluh darah arteri atau aliran dari
jantung (sentrifugal) dikodekan dengan warna merah. Namun ingat, jika anda
secara tidak sengaja memutar probe pemindai 180o maka warnanya akan berubah.
Dan jika probe diputar dengan sudut 900 terhadap pembuluh darah, sinyal Doppler
menjadi hilang. Media kontras pada ultrasound akan meningkatkan efek
Doppler.1,6,7
1.4 Magnetic Resonance Tomografi
Magnetic resonance tomografi sebenarnya adalah metode penggambaran
(imaging) yang lebih kompleks dalam radiologi namun memegang potensi
diagnostik yang besar. Banyak orang tertarik untuk memahami prinsip dasar
magnetic resonance (MR).1,4
Gambar 1.5 (a) Elektrik alternatif melalui piezoelectric crystal. (b) Modern US scanner. (c) Transducers.1
Sinyal MR
Siapapun yang duduk di atas “swing moving legs” (kaki yang dijadikan
ayunan untuk bermain) dengan ritme pelan sampai lebih tinggi lagi, atau siapapun
yang menjadi “swing pusher on duty” (pengayun yang sedang bertugas, a.k.a
pengasuh) untuk adik kecil atau anak mereka, tahu bahwa objek yang memiliki
frekuensi tertentu ketika berayun akan meresonansikan frekuensi. Jika anda tidak
merasakan frekuensi ini, atau tidak dapat menggerakkan badan seperti yang
dilakukan anak kecil tersebut, maka anda tidak akan pernah bisa berayun sendiri.
Jika anda bisa menerapkan frekuensi dengan benar, maka anda dapat berayun
lebih lama. Analogi yang sama untuk atom dan molekul. Inti atom berputar
terhadap aksis mereka dengan frekuensi tinggi dan beberapa inti (seperti inti
hidrogen – proton) menghasilkan momen magnetis. Kita lihat medan magnet kecil
yang berputar dengan cepat. Ketika atom bergerak dengan acak, magnet ini
bertemu secara tidak beraturan dan saling menetralkan medan magnet satu sama
lain.3,9
Gambar 1.6 (a) Aksis longitudinal MR. (b) Frekuensi Larmor1
Anda mungkin ingat percobaan fisika di sekolah dulu: serbuk besi tersusun
dalam satu garis medan magnet. Pada MR, sebuah medan magnetis eksternal
(disebut B0 oleh fisikawan) menyusun magnet nuklir kecil. Proton tersusun
sepanjang axis medan magnet dan mulai berotasi di sekitar axis medan magnetis
B0 seperti gyroscopes wobble di medan gravitasi bumi.3,4
Frekuensi putaran ini identik dengan frekuensi resonansi, yang juga
dinamakan frekuensi Larmor. Frekuensi ini berubah sesuai dengan kekuatan
medan magnet. “The Irishman Whose Frequency We Cannot Do Without”,
sebutan untuk Sir Joseph Larmor adalah fisikawan Irlandia yang belajar di
Cambridge, Inggris, sekitar satu abad yang lalu. Salah satu bidang yang
ditekuninya adalah teori matematis elektromagnetis. Frekuensi Larmor hanya
salah satu fenomena fisika yang mengangkat namanya. Ia adalah pria konservatif
yang sering kali menentang ide Einsten dan teman-temannya di cambridge.1
Magnet untuk medan magnet eksternal (B0) sangat besar dan kuat (0.5,1.0,
atau 1.5 tesla), setara dengan 30000 kali tekanan pada medan magnetis terrestrial.
Proton beredar di sepanjang medan axis dan mungkin mengalami orientasi paralel
dan antiparalel. Orientasi paralel memakan energi yang paling sedikit, hal ini
menjelaskan mengapa lebih banyak proton yang mengalami orientasi paralel
ketimbang mengalami orientasi antiparalel. Ketika kekuatan medan magnetis
eksternal meningkat, orientasi antiparalel membutuhkan energi yang lebih besar,
sehingga menyebabkan semakin sedikit yang mengalami orientasi antiparalel.
Dominasi proton paralel meningkat, sama halnya dengan magnetisasi tubuh yang
diperiksa. Medan magnet internal ini memiliki orientasi yang sama dengan medan
magnet eksternal (B0). Aksisnya berhubungan dengan aksis longitudinal MR, atau
yang disebut dengan Z-aksis (Gambar 1.6a). Saat ini tahap penelitian yang baru
sudah dilakukan, yaitu memasukkan sampel biologis untuk diperiksa.1,4
Telah diketahui sebelumnya bahwa proton (contohnya inti atom hidrogen)
yang dapat dipelajari dengan MR sangat banyak terdapat dalam berbagai material
organik lainnya. Karena 90% materi organik terdiri dari hidrogen. Setelah
berpindah ke medan magnetis eksternal (B0) dalam sistem MR, mayoritas proton
di dalam sampel biologis mengalami orientasi paralel terhadap B0, dan terciptalah
sebuah medan magnetis internal. Ini dibuktikan dengan adanya pulsasi
radiofrekuensi (RF pulse). Radiofrekuensi menghasilkan medan magnetis
sementara yang berubah sesuai dengan frekuensi Larmor dalam hidrogen (juga
disebut B1 oleh fisikawan MR). Proton hidrogen tidak dipengaruhi oleh pulsasi
radiofrekuensi dalam frekuensi yang lebih tinggi maupun lebih rendah. Semakin
panjang B1, pulsasi radiofrekuensi akan semakin aktif dan kuat, sehingga aksis
proton semakin jauh dari Z-aksis ke X-Y-plane. Untuk menyederhanakannya, kita
anggap pulsasi memiliki kekuatan dan durasi untuk memiringkan aksis proton
sebesar 90o. Hal ini terjadi tidak hanya terhadap satu proton, tapi juga terhadap
banyak proton dalam sampel biologis. Maka medan magnetis internalnya dengan
derajat 90o akan berputar dengan frekuensi Larmor hidrogen, seperti magnet di
dalam dinamo sepeda (di X-Y plane; Gambar 1.6a). Yang perlu diingat di sini
adalah medan sinyal menjadi paling kuat ketika semua proton berada dalam fase
(“dalam ketukan yang sama”), yang selalu terjadi setelah B1.1,9
Setelah pulsasi radiofrekuensi dan B1 menghasilkan 90o medan magnetis
internal, sinyal yang diukur dengan antena kembali menurun . Terdapat dua
alasan, yaitu: pertama, aksis medan magnetis internal berpindah ke aksis Z (ingat
bahwa medan magnetis internal B0 selalu ada dan sangat kuat). Kedua, proton
kehilangan fase sinkronisasi yang disebabkan oleh pulsasi radiofrekuensi (B1).
Ketika melewati fase ini, kekuatan medan magnetik internal juga menurun. Untuk
melihat potongan sampel biologis, kita harus mengarahkan sinyal ke media
tersebut dalam sistem koordinat tiga dimensi.1,3
Alokasi spasial disinyal MR
Frekuensi yang diayunkan atau didorong pada ayunan anak, bergantung
pada gravitasi terrestrial. Frekuensi Larmor yang dapat menarik proton pun
bergantung pada kekuatan medan magnetis disekelilingnya. Medan magnetis
dapat dibangun secara asimetris sehingga kekuatannya meningkat sesuai dengan
aksis. Tipe medan ini disebut gradien. Z-gradien adalah gradien yang diposisikan
sepanjang garis longitudinal atau sistem Z-axis (Z-gradient) (Gambar 1.6a).
Medan magnetis bertambah sepanjang sampel biologi yang diperiksa, sehingga
memberikan setiap potongan frekuensi Larmor yang berbeda. Jika kita sekarang
memberikan pulsasi B1, ini akan berpengaruh hanya terhadap satu sampel
biologis yang memiliki frekuensi Larmor pada pulsasi B1 (Gambar 1.6b). Panjang
gelombang dan bentuk pulsasi B1 menentukan tingkat ketipisan potongan yang
dipilih.3,4,9
Setelah pengaruh pulsasi B1 menghilang, gradien kedua diposisikan
sepanjang sistem aksis-Y yang disebut sebagai gradien Y. Selama durasi tersebut,
proton memiliki frekeuensi Larmor yang berbeda tergantung posisi mereka
sepanjang aksis-Y, di mana mereka berotasi dengan kecepatan berbeda. Fase
berikutnya berganti tepat setelah gradien Y berhenti. Potongan sampel biologis
sekarang terdiri dari batangan-batangan dari fase yang berbeda (Gambar 1.6c).1
Analogi yang dapat mengilustrasikan fenomena tersebut adalah ketika tiga
mobil yang berbeda, berkendara di jalan tol beruas tiga dan batas kecepatannya
sangat dekat, mereka akan berdampingan satu sama lain. Saat batas kecepatan
dinaikkan, mereka akan berkendara dengan kecepatan berbeda dan jarak di antara
mobil mulai terbentuk. Ketika batas kecepatan dikendurkan lagi, mereka akan
berkendara pada kecepatan yang sama kembali (seperti frekuensi Larmor pada
proton) dan jarak mereka (fase pergantian) menjadi sama. Ini tentu saja berlaku
hanya untuk pengendara yang patuh aturan saja. Gradien dapat diatur untuk
merubah frekuensi Larmor tanpa memisahkannya dalam satu batang yang tidak
menyebabkan fase pergantian. Frekuensi dan fasenya sangat identik terhadap
pulsasi B1 sebelumnya. Kita sekarang dapat memasukkan batang ini ke dalam
elemen volume (voxels). X-gradien merupakan gradien terahir yang dinyalakan
selama fase pembacaan dan diposisikan sepanjang X-aksis (X-gradien).3,9
Batangan-batangan dibagi menjadi kubus-kubus, kemudian diberikan
frekuensi Larmor ke dalamnya satu per satu (Gambar 1.6d). Sekarang kita
memiliki satu kubus (atau voxels) yang kita butuhkan untuk gambar dua dimensi:
sebuah potongan selektif yang tipis, dan sebuah batang dalam fase tertentu yang
terbagi lagi menjadi beberapa kubus dengan penerapan frekuensi Larmor yang
berbeda dalam sistem koordinat. Untuk menghitung gambar ini, perhitungan
terpisah harus dilakukan untuk setiap batang (baris voxel atau pixel) dalam
matriks gambar, di mana untuk setiap 256 matriks (256 voxels), kita harus
mengulang proses ini 256 kali. Sisanya adalah teknik elektrik yang kompleks.4
Analisis sinyal MR
Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya, sinyal MR dihitung
seketika setelah pulsasi radiofrekuensi berubah dengan cepat. Ini merujuk kepada
dua fenomena yang dapat dikuantifikasi secara terpisah. Longitudinal relaksasi
adalah proses kembalinya medan magnetis internal kepada orientasi aslinya (Z-
aksis) sepanjang medan magnetis eksternal B0. Parameter penghubungnya adalah
nilai T1. Transversal relaksasi adalah proses penghilangan sinyal untuk dephase
(menghentikan fase) proton. Dimulai dengan frekuensi rotasional yang sama dan
fase sehabis pulsasi B1, proton yang berbeda di lokasi yang berbeda dipengaruhi
oleh tekanan magnetis dari atom sebelahnya. Medan yang berbeda menyebabkan
mereka kehilangan sinkronisasi (kehilangan ketukan). Analogi lain untuk
menjelaskan fenomena ini: bayangkan orkestra biola yang memainkan musiknya.
Ini adalah orkestra dimana para musisi hanya mendengar musik mereka sendiri
dan tidak melihat siapapun kecuali konduktor. Konduktor yang memberikan aba-
aba untuk mulai (B1 pulse), ketika sang konduktor pergi, musisi secara individu
dapat memainkan bagian mereka, namun musik orkestra akan segera berubah
menjadi tidak harmonis, atau dephase. Ketika proton sedang dephase, kekuatan
rotasi medan magnetis internal menurun dan proses ini membutuhkan waktu yang
lama. Hal ini disebut dengan transversal relaksasi dan dideskripiskan dengan nilai
T2. Karena nilai T2 memberitahu kita tentang lingkungan proton yang merupakan
parameter penting, anda dapat membayangkan bahwa T2 dapat memberitahu kita
banyak hal tentang struktur jaringan tubuh.3,4,9
Apabila kita menambahkan pulsasi radiofrekuensi 180o setelah pulsasi B1,
kita dapat mengubah aksis dari proton yang sedang berotasi dan membiarkan
mereka berotasi berlawanan arah untuk memproduksi sinyal gema. Analoginya:
jika beberapa mobil yang berbeda, dengan kecepatan maksimum yang berbeda
pula, berkendara dari garis start dengan kecepatan tertinggi, jarak di antara mereka
akan terlihat dan makin bertambah seiring waktu. Jika mereka semua
mendapatkan perintah untuk kembali secepat mungkin, mereka akan menuju titik
dimana mereka memulai pada saat yang bersamaan. Sama halnya dengan proton
yang berotasi: setelah pulsasi 180o, sinyalnya meninggi lagi. Kemudian mencapai
klimaks pada gema (spinecho) dari sinyal aslinya. Pengaruh ketidaksamaan
medan magnetis eksternal akan dikurangi dalam proses ini.1,4
Beda kekuatan sinyal antara sinyal asli (awal) dan gemanya menjelaskan
pada kita bahwa (a) reorientasi dari medan magnetis internal kepada Z-aksis (T1:
relaksasi longitudinal) dan (b) medan magnetis inhomogen yang terdistribusi
secara acak dan tidak bisa dikompensasi oleh pulsasi 180o (T2: relaksasi
transversal).4
Jika anda menginginkan gambar T1 yang lebih tinggi, anda dapat
menerapkan pulsasi 180o setelah sinyal utama. Karena relaksasi longitudinal ini
bersifat cepat, sinyal yang hilang kemudian merepresentasikan T1. Jika anda ingin
gambar T2 yang lebih tinggi, anda harus menunggu lebih lama sebelum
memberikan pulsasi 180o untuk waktu dephase (relaksasi transversal). Sinyal yang
hilang akan merepresentasikan T2.1,9
Nilai T1 dan T2 pada air, lemak, otot, dan hati berbeda satu sama lainnya.
Ini menjadi alasan mengapa kontras jaringan menjadi luar biasa halus pada
penggambaran MR. Jika atom hidrogen meninggalkan potongan sebelum dibaca
(seperti yang terjadi pada aliran darah), tidak ada sinyal yang dapat dihitung, yang
menjelaskan mengapa dalam kebanyakan gambar MR pembuluh darah berwarna
hitam. Jika ada sedikit atom hidrogen (contohnya di korteks tulang dan tendon),
sinyalnya tetap rendah. Beragam media kontras MR dapat mengubah nilai T1 dan
T2. Bahan yang paling populer adalah gadolinium. Pada gambar T1 yang tinggi,
cairan (contohnya cairan spinal, urin) berwarna gelap, sementara pada gambar T2
yang tinggi, warnanya terang. Korteks tulang tidak memberikan sinyal MR,
warnanya selalu hitam.1,9
1.5 Persepsi
Hasil dari studi penggambaran (atau intervensi) tidak hanya bergantung
pada indikasi atau kualitas teknis pelaksanaannya. Diagnostik radiologis dengan
seluruh pengetahuan dan pengalamannya adalah penghubung terakhir dalam alur
diagnostik. Radiologis mencari informasi gambar yang relevan, mempelajari,
menyortir, dan mengevaluasinya, kemudian menghasilkan diagnosis. Pencarian,
pendeteksian, dan evaluasi adalah komponen utama dari persepsi. Tanpa hal-hal
tersebut, setiap studi penggambaran (imaging) hanya menyia-nyiakan waktu dan
tenaga. Di samping itu juga, dapat meningkatkan resiko akibat radiasi pada
pasien.1
Dalam gambar diagnostik seperti mammogram, struktur kecil dan
berkontras rendah seperti mikrokalsifikasi patut diperhatikan (Gambar1.7a). Kita
harus mengamati secara seksama sampai pada detail terkecilnya hingga batas
yang dapat terlihat. Ahli Radiologi pada umur biologis tertentu butuh untuk
mengenakan kacamata untuk mengompensasi kekurangan pada penglihatan
mereka. Menarik jika mengamati bahwa fenomena tersebut juga bekerja
sebaliknya: luka yang besar dan berkontrask rendah akan dianggap lebih baik jika
anda melihatnya dengan kaca pengecil. Radiologis yang menggunakannya tentu
saja hanya berjumlah sedikit. Kebanyakan hanya mengambil langkah mundur,
kemudian melihat kembali.1
Seberapa baik kita melihat struktur kecil pun tergantung pada tingkat
keterangan. Saat mata kita beradaptasi dengan tingkat keterangan medan visual,
sumber cahaya lain (jendela, dll) seharusnya ditutup jika anda tidak ingin
melewatkan lesi berkontras rendah. Cahaya ruangan harus disesuaikan untuk
mencegah refleksi gambar. Pupil yang membesar akan meningkatkan kemampuan
intraokular dan mengaktifkan sel batang. Pemeriksaan yang teliti pada gambar
yang baik adalah jauh dari trivia (Gambar 1.7b). Monitor pemantau serta
pengontrol cahaya ruangan dapat mengoptimalkan persepsi anda. (Gambar 1.7c).1
Bahkan ketika sebuah struktur dapat dibedakan dengan baik secara optik,
tetap saja itu harus ditelaah, dievaluasi dan diklasifikasikan. Contohnya pada
radiograf dada. Semakin kompleks gambaran normalnya, contoh, anatomi
radiologis, semakin sulit deteksi patologisnya. Sebuah nodul pada daerah tepi
(perifer) paru sangat mudah hilang ketika hilum paru-paru menutup, karena
pembuluh darah yang besar dapat terlihat seperti nodul. Pengaruh negatif dari
letak anatomi suatu jaringan pada pendeteksian patologis disebut juga anatomical
noise.1
2.1 Proteksi Radiasi
Proteksi radiasi adalah suatu cabang ilmu yang berkaitan dengan teknik
kesehatan lingkungan yaitu, tentang proteksi yang perlu diberikan kepada
seseorang atau sekelompok orang terhadap kemungkinan diperolehnya akibat
negative dari radiasi pengion, sementara kegiatan yang diperlukan dalam
pemakaian sumber radiasi pengion masih tetap dilaksanakan (BAPETEN,
2005).12,13
Proteksi radiasi adalah tindakan yang dilakukan untuk mengurangi pengaruh
radiasi yang merusak akibat paparan radiasi (PP. RI No 33 tahun 2007).14
Proteksi radiasi atau keselamatan radiasi berguna untuk menciptakan
kondisi agar dosis radiasi pengion yang mengenai manusia dan lingkungan hidup
tidak melampaui nilai batas yang ditentukan. Bertujuan membatasi peluang
terjadinya akibat stokastik serta mencegah terjadinya akibat non stoastik
(deterministik) serta meyakinkan bahwa pekerjaan atau kegiatan yang
menggunakan zat radio aktif atau sumber radiasi yang dibenarkan.
Untuk mencapai tujuan proteksi radiasi, yaitu terciptanya keselamatan dan
kesehatan bagi pekerja, masyarakat dan lingkungan maka ada falsafah baru dalam
proteksi radiasi yang mengacu kepada ICRP No. 60 tahun 1990. Falsafah tersebut
terdiri dari 3 asas proteksi radiasi yaitu:
1. Justifikasi
2. Optimasi
3. Limitasi
2.2 Sistem Manajemen Keselamatan Radiasi
Menurut peraturan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir No. 8 tahun
2011 tentang Keselamatan Radiasi Dalam Penggunaan Pesawat sinar-X memiliki
beberapa elemen penting yang diaplikasikan sebagai dasar terbentuknya Sistem