susila sn read week dup

Upload: iman-trian

Post on 23-Feb-2018

226 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    1/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    PENGEMBANGAN GENERATOR SINAR-X DIGITAL MENGGUNAKAN TABUNG

    KONVENSIONAL BERBASIS MIKROKONTROLER

    I Putu Susila, Wiranto Budi Santoso, Sukandar dan Budi Santoso

    Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional

    Kawasan Puspiptek Serpong Gd. 71 Lt. 2, Serpong, Tangerang Selatan 15310

    Email : [email protected]

    ABSTRAK

    Telah dikembangkan generator sinar-X untuk pesawat sinar-X digital menggunakan tabung sinar-Xkonvensional berbasis mikrokontroler. Pesawat sinar-X digital memiliki banyak kelebihan dibandingkan denganpesawat sinar-X konvensional, seperti: hasil pencitraan dapat langsung diamati, dosis yang diterima pasien lebihsedikit, dan lebih ramah lingkungan karena tidak menggunakan bahan kimia untuk memproses film. Kebanyakanpesawat sinar-X di Indonesia saat ini merupakan pesawat sinar-X konvensional. Agar mendapatkan kelebihan

    dari pesawat sinar-X digital dari pesawat sinar-X konvensional, diperlukan generator sinar-X yang dapatdisinkronisasikan dengan flat-panel detector sebagai penangkap citra, dan mampu mengatur parameterpembangkitan sinar-X secara lebih detil, sehingga dengan paparan radiasi yang seminimal mungkin, diperolehcitra dengan kualitas optimal. Pada penelitian ini dikembangkan generator sinar-X yang berbasis mikrokontrolersebagai pengendali parameter-parameter pembangkitan sinar-X meliputi tegangan tinggi, arus filamen dan waktuexposure. Generator dikembangkan dengan menggunakan tabung sinar-X konvensional dan komponen-komponen elektronik yang ada dipasaran. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa generator yang dikembangkandapat membangkitkan sinar-X yang mampu menghasilkan citra digital sesuai dengan benda uji berupa modulelektronik serta fantom uji dariLeeds Test Object. Citra dari modul elektronik dapat memperlihatkan komponen-komponen serta jalur printed circuit board (PCB) dari modul tersebut. Selanjutnya, analisis citra negatifmenunjukkan bahwa resolusi spasial citra sebesar 3,15 LP/mm, gray-scale contrast 0,11 (diameter obyek 5,6mm, contrast background 0,0), sensitivitas low-contrast 0,005 (diameter obyek 11 mm, teramati 15 dari 17obyek) dan sensitivitas high-contrast sebesar 0,045 (diameter obyek 0,5 mm, teramati 16 dari 17 obyek).Analisis terhadap signal-to-noise ratio (SNR) menunjukkan bahwa dengan memperbesar arus filamen dapat

    meningkatkan kualitas citra. Agar dapat digunakan untuk keperluan diagnosis medis, penelitian ini, perluditindaklanjuti dengan uji kesesuaian sesuai dengan standar yang berlaku.

    Kata Kunci : pesawat sinar-X digital, tabung sinar-X, mikrokontroler, detektorflat-panel

    ABSTRACT

    A microcontroller-based X-ray generator for digital X-ray equipment utilizing conventional tube has been

    developed. Digital X-ray equipment has a lot of advantages compare with conventional X-ray, such as: the

    object image can be displayed promptly, patients received less dose, and environmental friendly because no need

    chemical substances to process the film. Recently, most of X-ray equipment available in Indonesia is

    conventional X-ray machine. In order to get benefit of digital X-ray machine from conventional ones, it needs X-

    ray generator which can be synchronized with flat panel detector as an image capturing device. The X-ray

    generator should also be able to set X-ray tube parameters in smooth steps so that optimum image quality can bedisplayed with minimum radiation exposure. The X-ray generator developed in this study utilizes a

    microcontroller for controlling high voltage supply, filament current, and exposure time of the conventional X-

    ray tube. The other supporting electronic components of the developed X-ray generator are locally available

    components. Performances of the generator are tested using electronic devices as sample objects and Leeds Test

    Object phantom. In the x-ray image of electronic devices, the components and printed circuit board (PCB) line

    can be observed. Furthermore, analysis on resulting negative images shows that the images have 3.15 LP/mm

    spatial resolution, 0.11 gray-scale contrast (for object diameter: 0.5 mm, contrast background: 0.0), 0.005 low-

    contrast sensitivity (for object diameter: 11 mm), and 0.045 high-contrast sensitivity (for object diameter: 11

    mm). In low-contrast sensitivity, 15 of 17 objects are observed. Meanwhile in high-contrast sensitivity, 16 of 17

    objects are observed. Furthermore, signal-to-noise ratio (SNR) analysis shows that the quality of image can be

    improved by increasing filament current. In order the developed X-ray generator can be used for diagnostic

    purposes, this study should be followed up with a conformance test in accordance standards.Key words: digital X-ray, X-ray tubes, microcontrollers, flat panel detector

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    2/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    I. PENDAHULUAN

    Sinar-X, sejak ditemukan pertama

    kali oleh Wilhelm Rntgen pada tahun

    1895, sudah dimanfaatkan di berbagai

    bidang diantaranya karakterisasi material,

    industri, keamanan, kesehatan, penelitian

    dan lain-lainnya. Di bidang kesehatan,

    sinar-X digunakan untuk diagnosis

    maupun untuk terapi1,2.

    Perangkat sinar-X untuk diagnosis

    terdiri dari generator sinar-X dan

    penangkap citra. Gambar 1 menunjukan

    skema generator sinar-X, dimana

    komponen utamanya berupa pembangkit

    tegangan tinggi dan pengatur arus

    filamen3. Sebagai pengatur tegangan

    tinggi, dapat digunakan trafo variac,

    ataupun inverter. Selanjutnya, untukbagian penangkap citra, dapat

    menggunakan film seperti pada pesawat

    sinar-X konvensional, atau Image

    Intensifier (II), Imaging Plate (IP),

    maupunDirect Flat-Panel Detector (FPD)

    pada pesawat sinar-X digital.

    Seiring dengan perkembangan

    teknologi informasi, teknologi perangkat

    sinar-X berkembang cukup pesat dan

    mengarah pada tekno log i d ig i ta l .

    Perangkat sinar-X digital karena tidak

    menggunakan film, memungkinkan

    pemeriksaan pasien secara cepat karena

    hasil dapat segera dilihat di komputer

    setelah dilakukan exposure. Teknologi ini

    Gambar 1. Skema generator sinar-X

    juga ramah lingkungan karena

    meminimalisir penggunaan bahan kimia

    sebagai pencuci film. Selain itu, karena

    penangkap citra digital mempunyai

    dynamic range yang lebih luas

    dibandingkan dengan film, citra yang

    dihasilkan dapat lebih optimal pada dosis

    paparan radiasi yang lebih rendah3,4,5,6.

    Menurut data yang dikeluarkan oleh

    BAPETEN, jumlah ijin penggunaan

    perangkat sinar-X untuk radiologi

    diagnostik dan intervensional di Indonesia

    sebanyak 5.4037. Dari jumlah tersebut,

    diyakini hanya sebagian kecil yang

    merupakan perangkat sinar-X digital,

    sehingga manfaat teknologi digital belum

    bisa dirasakan olehstake holder.

    Jika dibandingkan dengan pesawat

    sinar-X konvensional, harga sebuah

    perangkat sinar-X digital cukup mahal8.

    Salah satu solusi dari permasalahan ini

    adalah dengan meng-upgrade pesawat

    sinar-X konvensional yang ada menjadi

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    3/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    pesawat sinar-X digital. Akan tetapi, hal

    ini tidak dapat dilakukan hanya dengan

    mengganti penangkap citranya saja, karena

    diperlukan sinkronisasi waktu exposure

    pada generator dan penangkap citra, serta

    pengaturan parameter secara lebih detil.

    Oleh karena itu, diperlukan pegembangan

    generator sinar-X dengan memanfaatkan

    tabung sinar-X konvensional, agar pesawat

    tersebut dapat di-upgrademenjadi pesawat

    sinar-X digital.

    Pada makalah ini dipaparkan hasil

    pengembangan generator sinar-X digital

    yang menggunakan tabung sinar-X

    konvensional serta mikrokontroler sebagai

    pengendalinya. Tujuan dari penelitian ini

    adalah penguasaan teknologi,

    pengembangan generator sinar-X digital

    dengan komponen-komponen yang ada

    dipasaran lokal, serta analisis kelayakan

    terhadap citra sinar-X yang dihasilkan oleh

    generator yang dikembangkan. Dengan

    dikembangkannya generator ini,

    diharapkan manfaat perangkat sinar-X

    digital dapat dirasakan oleh pasien, tenaga

    medis maupun rumah sakit atau klinik.

    II. TATA KERJA

    II.1. Pembuatan Generator Sinar-X

    Perancangan modul generator sinar-

    X disesuaikan dengan spesifikasi tabung

    yaitu seri F50-100 dari Shanghai Medical

    Nuclear Instrument Factory. Jenis tabung

    Gambar 2. Skema generator sinar-X

    fixed anode,single focusdenganfocal spot

    sebesar 2,6 mm dan sudut target 19

    derajat. Besarnya arus filamen adalah 4,5

    A pada tegangan 7 0,8 V (atau daya

    maksimum 35,1 W). Nilai tegangan antara

    anoda dan katoda maksimum sebesar 110

    kVp (kilo volt peak), dengan konsumsi

    daya maksimum sebesar 3,5 kW. Tabung

    sudah dilengkapi dengan trafo pembangkit

    tegangan tinggi, penyearah, dan trafostep-

    downuntuk pengendali arus filamen, serta

    oli pendingin. Oleh karena itu, koneksi

    antara tabung dengan modul kendali dapatdilakukan dengan menghubungkan sumber

    tegangan variabel (0 ~ 220 VAC, 50 Hz,

    fasa tunggal) untuk pengaturan tegangan

    tinggi (kV), dan catu daya 220 VAC untuk

    pengaturan arus filamen (mA).

    PadaGambar 2 ditunjukkan skema

    generator sinar-X digital yang dirancang,

    dimana komponen utamanya ialah modul

    kendali dan tabung sinar-X F50-100.

    Modul kendali terdiri dari zero-crossing

    (ZC) detector, pengatur triac (TRIAC

    CTRL), triac sebagai pengatur tegangan

    tinggi, resistor variabel sebagai pengatur

    arus filamen, dan mikrokontroler

    Atmega89 sebagai pengendali utama (mA,

    ZCuC

    Atmega8

    TRIACCTRL

    th

    tc

    220

    VAC

    X-RAY EXPOSE TIMER

    X-RAYTUBE

    F50-100

    mA

    Vrms(~kV)

    1

    50Hz

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    4/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    kV, waktu serta timing exposure).

    Komponen-komponen elektronik

    yang digunakan pada modul kendali

    merupakan komponen yang tersedia di

    pasaran lokal. Bagian pengatur kV tidak

    menggunakan trafo variac seperti pada

    pesawat sinar-X konvensional, namun

    menggunakan triac. Trafo diganti karena

    dimensinya yang cukup besar serta berat.

    Penggantian tersebut dimaksudkan agar

    modul kendali yang dibuat menjadi

    kompak dan portable.

    Jika menggunakan triac maka

    tegangan tinggi dapat diatur dengan

    mikrokontroler melalui pengaturan nilai

    lebar pulsa yang diumpankan ke rangkaian

    pengatur triac. Berdasarkan skema pada

    Gambar 2, nilai tegangan tinggi diatur

    dengan Vrms yang merupakan tegangankeluaran triac.Nilai tersebut berbanding

    terbalik dengan waktu tc (waktu

    tertutupnya gerbang triac relatif terhadap

    zero-crossing), dan akan mencapai nilai

    minimum jika tcsama dengan th (setengah

    periode, 10 ms jika frekuensi AC 50 Hz).

    Tegangan Vrms kemudian diumpankan ke

    trafo tegangan tinggi yang ada dalam

    tabung. Nilai tegangan tinggi berbanding

    lurus dengan nilai tegangan Vrms, dan akan

    mencapai maksimum (110 kVp) pada saat

    tegangan Vrmsmaksimum.

    Hasil rancangan lalu dituangkan ke

    dalam Printed Circuit Board (PCB), dan

    setelah difabrikasi dilakukan pemasangan

    komponen-komponen elektronik serta

    perakitan di PRFN-BATAN. Modul

    kendali yang sudah dirakit selanjutnya

    diuji untuk mengetahui kinerjanya,

    memperoleh hubungan antara nilai

    tegangan tinggi dan tc, serta hubungan

    antara nilai resistor pengatur arus filamen

    pada modul kendali dan arus filamen pada

    tabung sinar-X. Parameter yang diuji

    meliputi tegangan PLN masukan, bentuk

    pulsa dan nilai Vrms, serta nilai tegangan

    tinggi dan arus filamen terukur. Peralatan

    yang digunakan meliputi multimeter

    digital (SANWA, PC510), Osciloscope

    digital (Textronix, MSO2024), kV meter

    (Fluke Biomedical) dan mA meter.

    Pengujian dilakukan dengan

    mengubah nilai tc, kemudian tegangan

    keluaran (Vrms) diukur dengan multi meter.Selanjutnya pada pengujian arus filamen,

    nilai resistor diubah agar diperoleh nilai

    tahanan yang setara dengan nilai mA

    tertentu. Nilai tegangan tinggi dan arus

    filamen yang sebenarnya diperoleh melalui

    pengukuran dengan kV dan mA meter

    setelah exposure sinar-X.

    II.2. Akusisi dan Analisis Citra Digital

    Setelah diperoleh parameter-

    parameter terkait kV dan mA, dilakukan

    pengujian pengambilan citra sinar-X

    terhadap beberapa jenis fantom standar10

    dan benda uji berupa modul elektronik.

    Citra sinar-X diambil melalui detektorflat-

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    5/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    panel(tipe DMC-12DR buatan Dongmun,

    Co. Ltd) sebagai penangkap citranya.

    Sebelum dilakukan pengambilan citra,

    detektor flat-panel dikalibrasi sesuai

    dengan buku petunjuk vendor. Selain itu,

    juga telah dilakukan pengujian terpisah

    untuk mengetahui karakteristik detektor

    yang meliputi uniformitydistorsi geometri,

    resolusi dan kontras11.

    Konfigurasi eksperimen untuk

    pengambilan citra dapat dilihat pada

    Gambar 3.Jarak antara tabung sinar-X dan

    penangkap citra (SID: source image

    distance) ditetapkan sebesar 100 cm,

    sedangkan jarak tabung dengan obyek

    (SOD: source object distance) sebesar 90

    cm. Nilai parameter exposure sinar-X

    ditetapkan masing-masing yaitu tegangan

    tinggi sebesar 55 kVp dan 60 kVp, arusfilamen sebesar 30 mA dan 70 mA, serta

    waktu exposure selama 1 detik.

    Pada eksperimen ini, citra yang

    dihasilkan sudah berupa citra digital yang

    langsung ditransfer ke komputer melalui

    Local Area Network (LAN) sehingga bisa

    segera diamati dan dianalisis. Citra hasil

    percoba an be rupa cit ra po sit if ya ng

    disimpan dalam raw datadengan bit-depth

    sebesar 14-bit (tingkat keabuan sebanyak

    16.384). Citra dinilai melalui pengamatan

    terhadap ci tra posi t i f dan negatif ,

    pencocokan dengan nila i acuan untuk

    memperoleh nilai kontras dan resolusi

    (LP/mm)10 , serta analisis piksel untuk

    Gambar 3. Konfigurasi eksperimen untuk

    akusisi citra sinar-X melalui detektor flat-

    pannel

    mengetahui kualitas citra. Citra negatif

    ( ) diperoleh dari nilai piksel

    maksimum dikurangi dengan nilai piksel

    pada citra positif untuk tiap-tiap lokasi x

    dany(Pers. (1)).

    ( ) ( ) ( ) ()

    ()

    Selanjutnya, untuk menilai kualitas citra,

    digunakan nilai signal-to-noise ratio

    (SNR) yang dihitung dengan Pers. (2)12.

    Pada persamaan ini, merupakan standar

    deviasi dari nilai piksel dalam range of

    interest (ROI) tertentu pada citra obyek,

    sedangkan merupakan nilai standar

    deviasi dari piksel-piksel pada citra latar

    yang dipilih dengan ROI tertentu.

    X-RAYTU

    BE

    F50-100

    Modul

    Kendali

    Flat-panelDe

    tector

    DMC-12D

    R

    Modul

    DAQ

    Obyek

    SID: 100 cm

    SOD: 90 cm

    ExposeRAW Image

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    6/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    III. HASIL DAN PEMBAHASAN

    Pada Gambar 4 ditunjukkan modul

    kendali generator sinar-X yang telah

    dibuat. Modul ini terdiri dari (1)

    mikrokontroler Atmega8, (2) rangkaian

    deteksi zero-crossing, (3) rankaian triac

    control, (4) pengatur mA, dan (5) relay

    pengendali exposure.

    Modul kendali tersebut kemudian

    diuji untuk mengetahui hubungan antara

    waktu tutup gerbang triac (tc), dengantegangan keluaran yang digunakan sebagai

    pengatur kV. Pengujian dilakukan pada

    tegangan jaringan PLN terukur sebesar

    233V. Bentuk pulsa keluaran dari triac

    ketika diamati dengan Oscilloscope

    ditunjukkan pada Gambar 5. Hasil

    pengujian ditunjukkan padaTabel 1.

    Hasil pengujian menunjukkan bahwa

    modul berjalan sesuai dengan rancangan,

    dimana jika waktu tutup gerbang triac

    semakin besar, maka tegangan keluaran

    akan semakin kecil. Data yang diperoleh

    pada pengujian ini kemudian digunakan

    untuk menentukan nilai tc yang setara

    dengan nilai tegangan tinggi tertentu pada

    generator sinar-X. Hasilnya, untuk

    tegangan 34 kVp, nilai tc sebesar 5,65 ms

    (Vrms= 139 V), tegangan 55 kVp, nilai tc

    sebesar 5,28 ms (Vrms= 153 V), sedangkan

    untuk 60 kVp, nilai tc sebesar 4,55 ms

    (Vrms= 170 V).

    Selanjutnya, untuk memperoleh

    Gambar 4.Modul kendali generator sinar-

    X yang dikembangkan

    Gambar 5. Bentuk pulsa keluaran triac

    (pengatur tegangan tinggi) jika diamati

    dengan Oscilloscope

    Tabel 1. Hasil pengujian pengaruh waktu

    tutup gerbang triac tc terhadap tegangan

    keluaran pada kondisi tegangan jaringan

    PLN sebesar 233 V.

    hubungan antara nilai resistor dengan arus

    filamen, nilai resistor dirubah-rubah dan

    dilakukan exposure sinar-X. Hasi l

    peng ujian menu njukkan ba hwa arus

    filamen 30 mA diperoleh apabila nilai

    1

    2

    3

    4

    5

    tc

    tc(s) Vrms(V) tc(s) Vrms(V) tc(s) Vrms(V)

    9150 15.0 7000 85.7 5100 154.7

    8900 20.0 6900 90.0 4900 160.0

    8700 25.2 6750 96.4 4750 165.0

    8550 30.0 6650 100.0 4550 170.0

    8350 35.0 6550 104.6 4350 175.0

    8150 40.0 6400 110.6 4150 180.0

    7950 45.0 6300 114.5 3950 185.0

    7806 49.7 6150 120.0 3700 190.5

    7800 55.0 6000 125.6 3500 195.5

    7650 60.0

    5850 130.7

    3200 200.0

    7550 64.4 5700 135.8 2950 205.0

    7400 70.0 5550 140.7 2500 210.0

    7250 75.0 5400 145.8 1950 215.0

    7150 80.0 5250 150.0 200 219.0

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    7/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    Gambar 6. Eksperimen pengambilan citra

    Gambar 7. Citra sinar-X dari modul

    elektronik (kV meter). Kiri : citra positif,

    kanan citra negaif. Tegangan tinggi 60 kVp,

    arus 70 mA, exposure 1 detik

    resistor sebesar 447 , dan arus filamen 70mA diperoleh jika nilai resistor 220 .

    Parameter-parameter ini digunakan saat

    eksperimen pengambilan citra digital

    dengan detektor flat-panel yang

    ditunjukkan padaGambar 6.

    Citra digital yang dihasilkan pada

    eksperimen ini, ditunjukkan pada Gambar

    7, Gambar 8, dan Gambar 9. Gambar 7

    merupakan citra sinar-X dari kV meter

    dengan tegangan tinggi diatur sebesar 60

    kVp, arus filamen sebesar 70 mA dan

    waktu exposure selama 1 detik. Dari

    gambar terlihat jelas komponen-komponen

    elektronik, detektor serta jalur PCB.

    PadaGambar 8,nilai tegangan tinggi

    Gambar 8. Hasil citra digital (atas: positif,

    bawah: negatif) dengan tegangan tinggi 55

    kVp dan exposuresebesar 30 mA.s.

    sebesar 55 kVp dengan arus filamen

    sebesar 30 mA dan waktu exposure selama

    1 detik, sedangkan pada Gambar 9 nilai

    exposure sebesar 70 mA.s. Pengamatan

    terhadap kedua gambar menunjukkan

    bahwa semakin tinggi nilai mAs, maka

    citra sinar-X akan terlihat semakin putih

    pada citra positif atau semakin hitam pada

    citra negatif. Selanjutnya, jikadibandingkan antara citra positif dan citra

    negatif, terlihat jelas bahwa pada kedua

    kondisi eksperimen, citra negatif lebih

    mampu membedakan detil obyek, terutama

    pada kontras rendah (Gambar 8,marker 3).

    Hasil analisis citra fantom standar

    pada Gambar 8 dan Gambar 9

    menunjukkan bahwa nilai resolusi spasial

    1

    2

    34

    5

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    8/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    Gambar 9. Hasil Citra digital (atas: positif,

    bawah: negatif) dengan tegangan tinggi 55

    kVp, exposure sebesar 70 mA.s.

    citra sebesar 3,15 LP/mm (Gambar 8(1)).

    Sedangkan nilai gray-scale contrast 0,11

    (Gambar 8 (2): diameter obyek 5,6 mm,

    semua terlihat, contrast background 0,0),

    sensitivitas low-contrast 0,005 (Gambar

    8(3): diameter obyek 11 mm, terlihat 15

    dari 17 obyek) dan sensitivitas high-contrast sebesar 0,045 (Gambar 8 (4):

    diameter obyek 0,5 mm, terlihat 16 dari 17

    obyek).

    Selanjutnya, untuk melihat efek

    pengolahan citra, bagian tertentu dari citra

    Gambar 8 danGambar 9 diambil pada area

    seperti ditunjukkan dengan Gambar 8(5),

    lalu pada bagian tersebut diterapkan auto

    Gambar 10. Pembesaran pada area

    tertentu dari citra hasil eksperimen untuk

    melihat sensitivitas contrast (kiri:

    potongan Gambar 8, kanan: Gambar 9.

    Lingkaran besar: low-contrast, lingkaran

    kecil: high-contrast)

    color adjustment13

    , dan hasilnya

    ditampilkan padaGambar 10.Dari gambar

    terlihat bahwa untuk pola sensitivitas baik

    low-contrast maupun high-contrast, jika

    citra dipertajam, maka terjadi peningkatan

    sensitivitas sehingga keseluruhan dari 17

    obyek dapat diamati. Ini menunjukkan

    bahwa, dengan pengolahan citra yang

    tepat, kualitas citra dari sinar-X digital

    dapat ditingkatkan. Hal ini merupakan

    salah satu keunggulan dari pesawat sinar-

    X digital, karena proses yang sama tentu

    tidak dapat diterapkan pada film hasil dari

    pesawat sinar-X konvensional.

    Untuk mengetahui pengaruh arus

    filamen (mA) pada kualias citra sinar-X,

    d i l a k u k a n a n a l i s i s S N R d e n g a n

    menggunakan Pers (2). Analisis dilakukan

    terhadap citra negatif pada ROI seperti

    ditunjukkan pada Gambar 9. ROI 1

    4 ROI background

    1

    2 3 4

    Pola ke-17Pola ke-17

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    9/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    Tabel 2. Perbandingan nilai SNR terhadap

    arus filamen pada beberapa ROI.

    mA

    SNR

    obyek kerapatan

    rendah

    kerapatan

    sedang

    kerapatan

    tinggi50 33.0 2.3 9.0 9.3

    70 49.7 12.0 14.0 25.8

    mewakili obyek, ROI 2 mewakili obyek

    dengan kerapatan tinggi (sinar-X yang

    dilewatkan sedikit), ROI 3 mewakili obyek

    dengan kerapatan rendah, dan ROI 4

    mewakili obyek dengan kerapatan sedang.

    Nilai hasil perhitungan SNR ditunjukkan

    pada Tabel 2. Hasil analisis ini

    menunjukkan bahwa semakin tinggi

    kerapatan obyek, maka kualitas citra

    semakin bagus (SNR tinggi), dan untuk

    obyek dengan kerapatan sama, kualitas

    citra dapat ditingkatkan dengan menaikkan

    nilai mA. Akan tetapi, perlu diperhatikan

    juga, dengan menaikkan nilai mA, maka

    dosis yang diterima oleh pasien akan

    meningkat. Oleh karena itu, perlu

    dilakukan analisis lebih lanjut, untuk

    mendapatkan kualitas citra yang optimal

    dengan dosis yang seminimal mungkin14

    .

    IV. KESIMPULAN DAN SARAN

    Pada penelitian ini, telah

    dikembangkan generator sinar-X untuk

    pesawat sinar-X digital menggunakan

    tabung sinar-X konvensional berbasis

    mikrokontroler. Mikrokontroler digunakansebagai pengendali parameter-parameter

    pembangkitan sinar-X meliputi pengaturan

    tegangan tinggi, arus filamen dan waktu

    exposure. Generator dikembangkan

    dengan menggunakan tabung sinar-X

    konvensional dan komponen-komponen

    elektronik yang ada dipasaran lokal. Hasil

    pengujian generator memperlihatkan

    bahwa generator yang dikembangkan

    dapat membangkitkan sinar-X yang

    mampu menghasilkan citra digital sesuai

    dengan object berupa fantom uji dariLeeds

    Test Object dan benda uji berupa modul

    elektronik.

    Pengamatan terhadap citra positif dan

    negatif menunjukkan bahwa citra negatif

    mampu menampilkan obyek-obyek yang

    tidak terlihat pada citra positif.

    Selanjutnya, analisis lebih lanjut terhadap

    citra negatif menunjukkan bahwa resolusi

    spasial citra sebesar 3,15 LP/mm, dan

    semua obyek gray-scale contrast dengan

    diameter 5,6 mm teramati. Untuk obyek

    low-contrast dengan diameter 11 mm,

    teramati 15 dari 17, dan obyek high-

    contrast dengan diameter 0,5 mm,

    teramati 16 dari 17 obyek.

    Selanjutnya, penggunaan teknik

    pengolahan citra menunjukkan bahwa

    obyek dengan low-contrast

    memungkinkan untuk diamati. Analisis

    terhadap SNR menunjukkan bahwa

    dengan memperbesar mA dapat

    meningkatkan kualitas citra. Penelitian ini,

    perlu ditindaklanjuti dengan uji kesesuaiansesuai dengan standar yang berlaku,

  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    10/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    sehingga generator yang dikembangkan

    dapat digunakan pada perangkat sinar-X

    untuk keperluan diagnosis medis.

    UCAPAN TERIMA KASIH

    Penulis mengucapkan terima kasih

    kepada manajemen PRPN (PRFN) atas

    semua fasilitas yang diberikan, dan kepada

    staf, teknisi BIKK yang telah membantu

    dalam pembuatan maupun pengujian.

    DAFTAR PUSTAKA

    1. Philip C. Goodman (1995), The New

    Light: Discovery and Introduction of

    the X-Ray, AJR 165, pp. 1041-1045

    2. SPIEGEL, P.K., (1994), The first

    clinical X-ray made in America

    100 years, American Journal ofRoentgenology, 164 (1), 241-243

    3. Horst Aichinger, Joachim Dierker

    Sigrid Joite-Barfu, Manfred Sabel,

    2nd Edition (2012), Radiation

    Exposure and Image Quality in X-

    Ray Diagnostic Radiology, Springer,

    Germany, pp. 13-14

    4.

    Martin Uffmann, Cornelia Schaefer-

    Prokop (2009), Digital radiography:

    The balance between image quality

    and required radiation dose,

    Radiography, 18 (4), pp. 256-263

    5. A.R. Cowen, A.G. Davies, S.M.

    Kengyelics (2007), Advances in

    computed radiography systems and

    their physical imaging characteristics.

    Clinical Radiology 62, 1132-1141

    6. A.R. Cowen, S.M. Kengyelics, A.G.

    Davies (2008), Solid-state, flat-panel,

    digital radiography detectors and

    their physical imaging characteristics.

    Clinical Radiology63, 487-498

    7. BAPETEN (2014), Data Ijin Fasilitas

    Radiasi dan Zat Radioaktif,

    Available from:

    http://www.bapeten.go.id/index.php?

    modul=info&menu=izin_tujuan

    diakses 26 Mei 2014

    8. Katherine P. Andriole (2002),

    Productivity and Cost Assessment of

    Computed Radiography, Digital

    Radiography, and Screen-Film for

    Outpatient Chest Examinations,

    Journal of Digital Imaging 15 (3) pp

    161-169

    9. Atmel Corp. (2013), 8-bit Atmel

    with 8KBytes InSystem

    Programmable Flash: Atmega8/8L,

    Atmel Corp. U.S.A

    10. Leeds Test Objects (2010), TOR

    CDR user manual, Leeds Test

    Objects Ltd. pp.2-5.

    11.

    I Putu Susila, Wiranto Budi Santosodan Istofa (2013), KarakterisasiFlat-

    Panel Detectoruntuk Pesawat Sinar-

    X Digital, PRIMA 10(2), pp. 39-50.

    12. Hye-Suk Park dkk (2010), Effects of

    Image Processing on the Detective

    Quantum Efficiency, Journal of the

    Korean Physical Society 56(2), 653-

    658.

    http://www.bapeten.go.id/index.php?modul=info&menu=izin_tujuanhttp://www.bapeten.go.id/index.php?modul=info&menu=izin_tujuanhttp://www.bapeten.go.id/index.php?modul=info&menu=izin_tujuanhttp://www.bapeten.go.id/index.php?modul=info&menu=izin_tujuanhttp://www.bapeten.go.id/index.php?modul=info&menu=izin_tujuan
  • 7/24/2019 Susila SN READ WEEK DUP

    11/11

    Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan IXJakarta, 19 Juni 2014

    13. Andras Horvath (2013) aaphoto:

    Automatic photo adjusting software,

    Available from

    http://log69.com/aaphoto_en.html,

    diakses 26 Mei 2014

    14. Michael Strotzer, Markus Vlk,

    Rdiger Frnd, Okka Hamer, Niels

    Zorger, Stefan Feuerbach (2002),

    Routine Chest Radiography Using a

    Flat-Panel Detector: Image Quality at

    Standard Detector Dose and 33%

    Dose Reduction. American Journal

    of Radiology 178, pp. 169-171

    http://log69.com/aaphoto_en.htmlhttp://log69.com/aaphoto_en.htmlhttp://log69.com/aaphoto_en.html