7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 1/15

Prinsip kerja alat citra

1. Ct scan

Pada prinsipnya, Computed Tomography mengukur distribusi spasial (ruang) suatu

kuantitas fisik yang akan diamati dari arah yang berbeda-beda dengan tujuan untuk 

merekonstruksi gambar yang bebas dari superimposisi. Kuantitas fisik yang diukur 

adalah koefisien atenuasi (µ) dari obyek yang menyebabkan pelemahan intensitas sinar-

oleh obyek yang ditembus oleh sinar- tersebut.!erkas sinar- yang menembus suatu obyek akan mengalami pelemahan (kehilangan

energy) yang diakibatkan oleh penyerapan oleh obyek dan penyebaran"penghamburan.

Penyerapan suatu jaringan sebanding dengan densitasnya. #aringan dengan kepadatan

yang tinggi akan menyerap energy sinar- lebih banyak sehingga pelemahannya menjadi

tinggi dan sinar- yang mampu diteruskan menjadi sedikit. $an jaringan yang

mempunyai kepadatan yang rendah akan menyerap energy sinar- lebih sedikit sehingga

 pelemahannya menjadi sedikit dan sinar- yang diteruskan banyak.

$ari rumus di atas didapat rumusan koefisien serap linier bahan. %etiap bahan

mempunyai koefisien nilai serap bahan yang berbeda-beda. &al inilah yang menjadi

 patokan nilai dari bilangan CT (CT number). &al inilah yang digunakan sebagai data

untuk prinsip kerja CT

Prinsip kerja dari alat CT-%'an adalah sebagai berikut

•  sinar yang keluar dari tabung akan mele*ati 'elah sempit yang disebut kolimator.

•  %inar- akan menembus organ dan mengalami atenuasi (pelemahan).

•  %inar- yang menembus bahan akan mengenai dete'tor, dan kemudian dete'tor akan

mengubah energy sinar- menjadi energy 'ahaya.

•  +nergi 'ahaya yang keluar dari dete'tor akan digandakan oleh mage ntensifier.

•  %etelah itu 'ahaya tampak akan masuk ke dalam Photo ultiplier Tube (PT) dan

akan diubah menjadi sinyal listrik.

•  %inyal listrik yang merupakan data analog akan di ubah menjadi data digital oleh

$C (nalog to $igital Con/erter).

•  $ata digital dari $C akan di akuisisi ke dalam $% ($ata '0uisition %ystem) dan

dikirim ke CP1.

•  Pada CP1, data akan diolah dan direkonstruksi. da beberapa prosedur yang bisa

digunakan dalam teknik rekonstruksi gambaran

a.  lgebrai' 2e'onstru'tion Te'hni0ues (2T)

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 2/15

$ilakukan peme'ahan lebih dari 345.555 nilai µ tidak diketahui dengan mengukur 

atenuasi sekitar 6.755 pemba'aan dengan sekitar 855 kanal dete'tor.Kekurangan perhitungan dapat dilakukan hanya setelah sebuah rotasi penuh,

 pemindaian spiral menjadi tidak efektif.

 b.  Con/olution !a'kproje'tion Pro'edures.dalah sebuah teknik dengan proyeksi balik sederhana. 9aitu dengan mendata setiap

 proyeksi dan membalik proyeksi yang terjadi. 2ekonstruksi yang didapat 'ukup baik dan

'epat, namun masih kurang akurat. Kemudian dengan ditambahkan filter (Con/olution

!a'k Proje'tion dengan filter"kernel) gambaran yang dihasilkan menjadi jauh lebih baik.

•  $ari CP1, data akan dapat dikirim ke onitor untuk ditampilkan, ke emory 1nit

(storage) untuk disimpan, ataupun dikirim ke output de/i'es lainnya untuk di 'etak.

Magnetic Resonance Imaging 

%enin, 33 aret 3565 : !y ;isika edis 1 58

Oleh: Melati Azizka Fajria

Apa Si MRI itu ???

  Magnetic Resonance Iaging !MRI" erupakan suatu teknikpengga#aran penapang tu#uh #er$asarkan perinsip resonansi agnetic

inti ato h%$rogen. &ntuk engetahui le#ih lanjut' Magnetic Resonance

Iaging !MRI" a$alah suatu alat ke$okteran $i #i$ang peeriksaan

$iagnostik ra$iologi ' %ang enghasilkan rekaan ga#ar potongan

penapang tu#uh ( organ anusia $engan eng)gunakan e$an agnet

#erkekuatan antara *'*+, - 1' tesla !1 tesla / 1*** 0auss" $an resonansi

getaran terha$ap inti ato hi$rogen.

  asar $ari pencitraan resonansi agnetik !MRI)Magnetic Resonance

Iaging" a$alah 2enoena resonansi agnetik $ari inti #en$a. Resonansi

agnetik sen$iri a$alah getaran inti ato !necleon" karena a$an%a

pen%earahan oen agnetik inti $ari #ahan oleh e$an agnetik luar

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 3/15

$an rangsangan gelo#ang 3M %ang tepat $engan 2rekuensi gerak gasing

inti terse#ut.

0iana %a cara kerja MRI itu ???

  Seperti %ang kita ketahui #ah4a 5u#uh anusia se#agian #esar ter$iri

$ari air ! 67O" %ang engan$ung 7 ato h%$rogen %ang eiliki no ato

ganjil ! 1" %ang pa$a intin%a ter$apat satu proton. Inti h%$rogen erupakan

kan$ungan inti ter#an%ak $ala jaringan tu#uh anusia %aitu 1*18 inti(

9 ' eiliki konsentrasi tertinggi $ala jaringan 1** ol( g $an

eiliki ga%a agnetic terkuat $ari eleen lain.

ala aspek klinisn%a' per#e$aan jaringan noral $an #ukan noral

$i$asarkan pa$a $eteksi $ari kerelati2an kan$ungan air ! proton h%$rogen "$ari jaringan terse#ut. Sehingga elalui MRI $apat $iketahui apakah $i

$ala tu#uh pasien ter$apat kanker %ang nota#ene erupakan jaringan

ti$ak noral $ala tu#uh anusia.

  ;er$asarkan $ari kon$isi %ang a$a aka' prinsip $asar $ari cara kerja

suatu MRI a$alah Inti ato 6i$rogen %ang a$a pa$a tu#uh anusia !%ang

erupakan kan$ungan inti ter#an%ak $ala tu#uh anusia" #era$a pa$a

posisi acak !ran$o"' ketika asuk ke $ala $aerah e$an agnet %ang

cukup #esar posisi inti ato ini akan enja$i sejajar $engan e$an agnet

%ang a$a. eu$ian inti ato 6i$rogen ta$i $apat #erpin$ah $ari tingkat

energi ren$ah kepa$a tingkat energi tinggi jika en$apatkan energi %ang

tepat %ang $ise#ut se#agai energi <aror.

  etika terja$i perpin$ahan inti ato 6i$rogen $ari tingkat energiren$ah ke tingkat energi %ang le#ih tinggi akan terja$i pelepasan energi%ang keu$ian ini enja$i unsur $ala pe#entukan citra atau $ikenal$engan istilah Free Induction Decay (FID). Secara se$erhana prinsip ta$i

$apat $ilihat pa$a ga#ar $i #a4ah ini :

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 4/15

0a#ar.1 : 5ingkatan 3nergi Se#uah Inti Ato $engan =oer Spin

>uantu 9

  eu$ian perilaku ato 6i$rogen lainn%a ketika asuk ke$ala$aerah e$an agnet %ang cukup #esar a$alah $ia akan elakukan presisiketika $i $ala e$an agnet ta$i $i#erikan lagi e$an agnetpengganggu %ang 2rekuensin%a $apat $iu#ah)u#ah sehingga $enganperisti4a terse#ut $apat $ihasilkan signal FI %ang akan $iru#ah ke$ala#entuk pencitraan. 6al ini $apat $ilihat pa$a ga#ar $i #a4ah ini

0a#ar.7 : Presisi inti ato 6i$rogen ketika $i#erikan pulse #erupa e$anagnet $engan 2rekuensi #eru#ah)u#ah

  Secara ringkas' proses ter#entukn%a citra MRI $apat $iga#arkanse#agai #erikut: ;ila tu#uh pasien $iposisikan $ala e$an agnet %angkuat' inti)inti hi$rogen tu#uh akan searah $an #erotasi engelilingiarah(ektor e$an agnet. ;ila signal 2rekuensi ra$io $ipancarkan elaluitu#uh' #e#erapa inti hi$rogen akan en%erap energi $ari 2rekuensi ra$ioterse#ut $an engu#ah arah' atau $engan kata lain enga$akan resonansi.;ila signal 2rekuensi ra$io $ihentikan pancarann%a' inti)inti terse#ut akanke#ali pa$a posisi seula' elepaskan energi %ang telah $iserap $an

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 5/15

eni#ulkan signal %ang $itangkap oleh antena $an keu$ian $iprosescoputer $ala #entuk ra$iogra2.

0a#ar 9 : iagra ;lok Proses MRI

  ala perke#angan $unia ke$okteran'terutaa $ala #i$ang

instruentasin%a MRI #erke#ang pesat $engan #erta#ahn%a kekuatan

e$an agnet %ang $ihasilkan' seakin tinggi kekuatan teslan%a seakin

tinggi keapuan %ang akan $ihasilkan #aik $ari sisi pencitraan aupun

$ari sisi lain khususn%a spektroskopi.

Apa sih eunggulan MRI ???

  Magnetic Resonance Iaging !MRI" erupakan o$alitas iejing

utakhir %ang #erke#ang pesat sejak $iaplikasikan secara klinik pa$a @

tahun 18*. Seperti pen$ahulun%a !C5 Scan"' MRI juga erupakan o$alitas

iejing $engan $asar coputer %ang enapilkan potongan penapang

tu#uh sesuai %ang kita kehen$aki.

  ele#ihan $ari MRI ini $i#an$ingkan $engan o$alitas iejingter$ahulu !konesional' C5' &S0" antara lain a$alah keapuanenapilkan $etail anatoi secara jelas $ala #er#agai potongan

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 6/15

!ultiplanar" tanpa engu#ah posisi pasien.Selain itu hasil pencitraan %ang$ihasilkan oleh MRI le#ih jelas serta $apat $ilihat $ari #er#agai sisi tanpaeli#atkan pengunaan ra$iasi' e#erikan hasil tanpa perlu ereposisipasien' ti$ak enggunakan kontras untuk se#agian #esar peeriksaan MRI.Fasilitas MRI $ilengkapi $engan keapuan untuk enilai 2ungsi organ

tertentu secara $inaik !Functional MRI"' untuk enilai $istri#usi $arah #aik$i otak aupun $i jantung !Perfusion Imaging" serta elihat eta#olise%ang a$a $i$ala se#uah tuor !Spectroscopy Imaging".

0a#ar ,. iri: MRI' anan: Penapang MRI

;erikut erupakan #e#erapa kele#ihan MRI $i#an$ingkan $engan

peeriksaan C5 Scan %aitu :

6. MRI le#ih unggul untuk en$eteksi #e#erapa kelainan pa$a jaringanlunak seperti otak' susu tulang serta uskuloskeletal.

3. Mapu e#eri ga#aran $etail anatoi $engan le#ih jelas.

<. Mapu elakukan peeriksaan 2ungsional seperti peeriksaan $i2usi'

per2usi $an spektroskopi %ang ti$ak $apat $ilakukan $engan C5 Scan.

7. Mapu e#uat ga#aran potongan elintang' tegak' $an iring

tanpa eru#ah posisi pasien.

=. MRI ti$ak enggunakan ra$iasi pengion.

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 7/15

  Mengingat MRI #ersi2at non inasie'sehingga karena hal terse#ut $ala

peeriksaan enggunakan MRI ti$ak eni#ulkan rasa n%eri pa$a pasien

serta $engan enggunakan MRI e#erikan in2orasi %ang #aik kea$aan

 jaringan lunak' hal terse#ut $ise#a#kan karena jaringan lunak %ang ter$apat

$ala tu#uh anusia se#agian #esar ter$iri $ari air. engan prinsip kerja

$ari MRI a$alah inti ato 6i$rogen %ang a$a pa$a tu#uh anusia !pasien"

#era$a pa$a posisi acak !ran$o"' ketika asuk ke $ala $aerah e$an

agnet %ang cukup #esar posisi inti ato hi$rogen ini akan enja$i sejajar

$engan e$an agnet %ang a$a' sehingga #enar a$an%a #ila $engan

enggunakan MRI $i$apatkan pencitraan jaringan lunak %ang le#ih #aik

$i#an$ingkan $engan enggunakan C5 scan.

Selain itu' ;er#e$a $engan C5 Scan %ang enggunakaan ra$iasipengion' aka pa$a MRI $i$asarkan pa$a interaksi antara gelo#ang ra$io$an inti h%$rogen tu#uh oleh a$an%a e$an agnet %ang kuat. Sejak$iaplikasikan secara klinik' MRI telah #erke#ang cepat $an $ala 4akturelatie singkat telah enja$i o$alitas iejing %ang e#erikan kontri#usi%ang #esar $ala $iagnosa khususn%a $ala peeriksaan usculoskeletals%ste' susu tulang' tulang ra4an' ligaentu' otot' eniscus' $ll.

;agaiana 6asil Pencitraan $ari MRI???

6asil citra MRI tu#uh

;erikut hasil citra MRI lutut:

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 8/15

  5eknik MRA !Magnetic Resonance Angiogarph%"

MRA a$alah isualisasi karakteristik pe#uluh $arah serta aliran $arah

$engan enggunakan pesa4at MRI.

6asil citra MRI kepala:

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 9/15

iri: otak $engan tuorB anan: otak noral

POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY (PET)-SCAN

Gambar 1 %istem P+T

A PEN!AH"#"AN

 Positron Emission Tomography (P+T) %'an merupakan salah satu modalitas

kedokteran nuklir, yang untuk pertama kali dikenalkan oleh !ro*nell dan %*eet pada tahun

6>=<. Prototipenya telah dibuat pada sekitar tahun 6>=3, sedangkan alatnya pertama kali

dikembangkan di assa'husetts ?eneral &ospital, !oston pada tahun 6>85. Positron yang

merupakan inti kinerja P+T pertama kali diperkenalkan oleh P $ira' pada akhir tahun

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 10/15

6>35-an. P+T adalah metode /isualisasi metabolisme tubuh menggunakan radioisotop

 peman'ar positron. @leh karena itu, 'itra (image) yang diperoleh adalah 'itra yang

menggambarkan fungsi organ tubuh. ;ungsi utama P+T adalah mengetahui kejadian di

tingkat sel yang tidak didapatkan dengan alat pen'itraan kon/ensional lainnya. Kelainan

fungsi atau metabolisme di dalam tubuh dapat diketahui dengan metode pen'itraan

(imaging ) ini. &al ini berbeda dengan metode /isualisasi tubuh yang lain seperti foto

rontgen, computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (2) dan single photon

emission computerized tomography (%P+CT).

CT %'an dan 2 hanya mampu mendeteksi kanker terbatas pada aspek anatomi

tubuh. isalnya, CT %'an dan 2 hanya mampu mendekteksi kanker di payudara, kepala,

hati, dan sejumlah titik tubuh lainnya. %edangkan mekanisme kerja organ tubuh yang disebutmetabolisme tubuh tidak dapat dipantau oleh CT %'an atau 2. %edangkan pada P+T-%'an,

aspek anatomi dan metabolik sekaligus masuk radar deteksi alat 'anggih ini. $imana pun

atau kemana pun kanker merambat P+T-%'an dapat mendeteksinya. !ahkan kemampuan

deteksi alat ini men'akup semua aspek penting tentang kanker seperti jenis, tingkat

keganasan (stadium), lokasi, serta 'ara rambat penyakit mematikan ini.

P+T dapat pula digunakan pula untuk menganalisa hasil penanganan kanker yang

telah dilakukan. %etelah penanganan kanker melalui operasi perlu dilakukan pemeriksaan

apakah masih ada sisa sisa kanker yang tersisa. 1ntuk keperluan ini, P+T merupakan metode

yang paling tepat, karena pada kondisi ini keberadaan kanker sulit dilihat se'ara fisik. 9ang

diperlukan adalah melihat keberadaan metabolisme sel kanker. %elain itu, P+T dapat pula

digunakan untuk melihat kemajuan pengobatan kanker baik dengan chemotherapy maupun

radiotherapy. Kemajuan hasil pengobatan kanker dapat diketahui dari perubahan

metabolisme di samping perubahan se'ara fisik. 1ntuk keperluan ini, kombinasi P+T dan

CT memberikan informasi yang sangat berharga untuk menentukan tingkat efekti/itas

 pengobatan yang telah dilakukan.

$ Prinsi% &er'a PET-Scan

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 11/15

%el-sel kanker memiliki tingkat metabolisme yang lebih tinggi dari sel-sel lain. %alah

satu karakteristik adalah bah*a sel-sel kanker memerlukan tingkat yang lebih tinggi glukosa

untuk energi. ni adalah langkah-langkah proses biologis P+T. Positron emisi tomografi

(P+T) membangun sistem pen'itraan medis gambar <$ dengan mendeteksi gamma  sinar 

radioaktif yang dikeluarkan saat glukosa (bahan radioaktif) tertentu disuntikkan ke pasien.

%etelah di'erna, gula tersebut diolah diserap oleh jaringan dengan tingkat akti/itas yang

lebih tinggi " metabolisme (misalnya, tumor aktif) daripada bagian tubuh.

P+T-s'an dimulai dengan memberikan suntikan ;$? (suatu radionuklida glukosa-

 based) dari jarum suntik ke pasien. %ebagai ;$? perjalanan melalui tubuh pasien itu

meman'arkan radiasi gamma yang terdeteksi oleh kamera gamma, dari mana akti/itas kimia

dalam sel dan organ dapat dilihat. %etiap akti/itas kimia abnormal mungkin merupakan

tanda bah*a tumor yang hadir.

%inar ?amma yang dihasilkan ketika sebuah positron dipan'arkan dari bahan

radioaktif bertabrakan dengan elektron dalam jaringan. Tubrukan yang dihasilkan

menghasilkan sepasang foton sinar gamma yang berasal dari situs tabrakan di arah yang

 berla*anan dan terdeteksi oleh detektor sinar gamma diatur di sekitar pasien.

$etektor P+T terdiri dari sebuah array dari ribuan kilau kristal dan ratusan tabung

 photomultiplier (PT%) diatur dalam pola melingkar di sekitar pasien. Kilau kristal

mengkon/ersi radiasi gamma ke dalam 'ahaya yang dideteksi dan diperkuat oleh PT%.

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 12/15

?ambar 3. Proses kerja P+T-%'an

• ;lok iagra Siste P35)Scan

 

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 13/15

%inyal dari setiap output PT dikon/ersi menjadi tegangan dan amplitudo oleh low

noise amplitudo (AB). %inyal yang dihasilkan oleh PT berupa sinyal pulsa yang lambat.

Kekuatan sinyal dari setiap PT ditentukan dengan mengintegrasikan sinyalnya menjadi

 pulsa. %etelah AB, sistem ini menggunakan /ariabel-gain amplifier (?) untuk 

mengkompensasi /ariabilitas sensiti/itas dari PT%.

@utput dari ? dile*atkan melalui lo*pass filter, offset kompensasi, dan

kemudian dikon/ersi menjadi sinyal digital dengan bit 65 sampai 63-bit analog-ke-digital

('on/erter  $C sampling) dengan =5sps untuk menilai 655sps.

%inyal-sinyal dari beberapa PT% harus dijumlahkan, oleh karena itu gabungan

sinyal masukan berupa ultra-high-speed. %ebuah $C  menghasilkan tegangan referensi

komparator untuk mengkompensasi offset $C. kurasi yang sangat tinggi diperlukan untuk 

menghasilkan sinyal output komparator dengan *aktu yang berke'epatan tinggi. %inyal

output dari $C kemudian masuk ke bagian pro'essing unit untuk dikirim ke image

 pro'essing.

$ari hasil pendeteksian, dilakukan image reconstruction  untuk mendapatkan

gambaran sebaran glukosa di dalam tubuh. Perangkat kamera P+T biasanya telah dilengkapi

dengan program untuk keperluan ini, sehingga hasil image reconstruction  dapat diperoleh

dengan mudah.

• Kamera P+T

Kamera P+T memiliki kejernihan 'itra yang lebih baik dibandingkan kamera gamma

yang se'ara umum digunakan pada kedokteran nuklir. &al ini dikarenakan pendeteksiannya

didasarkan pada coincidence detection.

Ketika positron dilepaskan dari fluor-6D, partikel ini akan segera bergabung dengan

elektron dan terjadilah anihilasi. $ari anihilasi ini dihasilkan radiasi gelombang

elektromagnetik dengan energi sebesar =66 dengan arah berla*anan (6D5o). danya dua

 buah proton yang dilepaskan se'ara bersamaan ini memungkinkannya dilakukan

coincidence detection. Pada coincidence detection ini, sinyal yang ditangkap oleh detektor 

akan diolah jika dua buah sinyal diperoleh se'ara bersamaan. #ika hanya satu buah sinyal

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 14/15

yang ditangkap, maka sinyal tersebut dianggap sebagai pengotor. @leh karenanya, hampir 

seluruh sinyal pengotor dapat dieliminasi dengan 'ara ini.

• &asil foto P+T-%'an.

Prinsip Kerja 1%?

%ifat fisika ultrasonografi mengikuti hukum %nellius untuk suara. enurut %nellius ada beberapa

konsep dasar tentang gelombang suara, di mana gelombang yang datang akan dapat mengalami

 beberapa kejadian, yaitu

a. ?elombang yang datang tegak lurus dengan bidang tertentu maka akan dipantulkan tegak lurus

 pula, tapi bila membentuk sudut tertentu (sudut datang), akan dipantulkan dengan besar sudut

keluar sama dengan sudut datang.

 b. $alam bidang yang berlapis, gelombang akan diteruskan (dihambat). %emakin dalam lapisan,

intensitas gelombang makin ke'il, sehingga untuk mendapatkan intensitas yang stabil"tetap

diperlukan amplifikasi tiap lapisan.

'. ?elombang akan dibiaskan"dihambat dengan sudut bias tertentu.

7/23/2019 Prinsip Kerja Alat Citra

http://slidepdf.com/reader/full/prinsip-kerja-alat-citra 15/15

d. ?elombang dapat dihambat 655E. pabila gelombang mengenai benda"organ keras, maka

gelombang dihambat 655E sehingga permukaan benda akan tampak lengkung (ar'h sign) dan

memberi gambaran posterior a'ousti' shado* pada bagian belakang benda tersebut