FISIKA RADIOLOGI

Anggraheny S Radiologi FK UWKS

FISIKA RADIOLOGI

Pendahuluan 

  

Radiologi : ilmu sinar, bagian dr ilmu kedokteran kedo kteran yg memanfaatkan sinar utk kepentingan kepe ntingan diagnostik dan terapi penyakit. Radiologi : radiologi diagnostik & radioterapi. Sinar : sinar yg mempunyai kemampuan mengionisasi atom/ materi (sinar pengion). Bisa berupa spektrum elektromagnetik maupun partikel.

Sejarah  



Wilhelm Conrad Roentgent (1845-1923), ahli fisika, penemu sinar X/ sinar roentgen. Henry Becquerel (1896), menemukan sinar serupa yg dipancarkan spontan & kontinyu dr bahan uranium, menandai ditemukanny ditemukannya a radioaktifitas. Marie & Piere Curie Curie (Juli 1898), menemukan polonium dan radium, menandai penggunaan sinar utk radioterapi.

Dasar-dasar Radiasi Teori dari Isaac Newton : sinar merupakan partikel kecil yg bergerak dg kecepattan tinggi.  Teori dari Christian Huygens : sinar adalah gelombang elektromagnetik. Kedua teori tsb dikemukakan pd abad 17 dan dipakai sampai sekarang. 

Macam Radiasi 



 

Radiasi : pemancaran energi scr divergen dr suatu sumber ke sekitarnya berbentuk grs lurus, bila mengenai materi dpt menyebabkan ionisasi (sinar pengion). Sinar elektromagnetik : pemancaran energi tdk melalui materi, tdk mempunyai massa,sbg paket energi yg disebut foton. Sinar X, sinar gamma (dr bahan radioaktif), sinar kosmis (dr jagat raya). Termasuk jg sinar infrared, sinar ultraviolet & sinar yg visible ttp tdk bersifat pengion.

Macam Radiasi 



Partikel : pemancaran energi melalui suatu materi & mempunyai massa, termasuk dlm kelompok kelo mpok ini : elektron (sinar beta), proton, neutron, partikel alfa (inti He), negative meson. Yg plg banyak digunakan di radiologi adalah sinar X dan sinar gamma, serta partikel elektron utk radioterapi.

Radiofisika 



  

Sinar X : pancaran gelb elektromagnetik dg panjang gelb yg sangat pendek , bersifat heterogen & tdk t’lihat. Sejenis dg gelb radio, panas/listrik,inframerah, cahaya, uv, sinar gamma & sinar kosmik, tp pjg gelb hanya 1/10.000 pjg gelb cahaya yg kelihatan. Krn pjg gelb yg pendek itu maka sinar X dpt menembus benda. Satuan pjg gelb sinar elektromagnetik = Angstrom, Angstrom, 1 Angstrom = 10⁻⁸ cm (1/100.000.000 cm) Dlm dunia kedokteran gelb yg digunakan antara 0,50 A – 0,125 A.

Sifat sinar X Sifat fisik :  Daya tembus : makin tinggi KV (tegangan tabung) makin besar daya tembusnya. Makin rendah kepadatan suatu benda makin besar daya tembusnya.  Pertebaran : berkas sinar X mll bahan/zat → berkas bertebaran ke segala jurusan → radiasi hambur pd bahan / zat yg dilaluinya. Utk mengurangi akibat radiasi hambur, diantara subyek dg film rontgen diletakkan GRID, tdd potongan timah tipis yg letaknya sejajar, masing2 dipisahkan o/ bahan tembus sinar.  Penyerapan : makin tinggi kepadatan/berat atomnya, makin besar penyerapannya.

 





Efek fotografi : Fluoresensi (pendar fluor) : sinar X menyebabkan bahan ttt spt kalsium tungstat/ zink sulfid memendarkan cahaya (luminisensi), yaitu Fluoresensi yg memendarkan cahaya sewaktu ada sinar X saja & Fosforisensi yg memendarkan memendarkan cahaya bbrp saat meski sinar X sdh di matikan (after glow) Ionisasi : efek primer sinar X jk mengenai suatu benda/ zat akan menimbulkan ionisasi partikel bahan/zat tsb. Efek biologi : sinar X akan menimbulkan perubahan biologi pd jaringan (digunakan pd pengobatan radioterapi)

Pembuatan sinar X 

Diperlukan tabung rontgen hampa udara dg elektron2 yg diarahkan dg kecepatan tinggi pd sasaran /target. Dr proses tsb tjd keadaa keadaan n dmn energi elektron diubah mjd panas(99%) dan 1 % mjd sinar X.



Syarat tabung rontgen : mempunyai sumber elektron, gaya yg mempercepat gerakan elektron, lintasan elektron yg bebas dlm ruang hampa udara, alat pemusat berkas elektron (focusing cup) & penghentian gerakan elektron.



 

Tabung pesawat rontgen ttd : tabung gelas silindrik hampa udara, katoda dg filamen yg terbuat dr kawat tungsten dg titik lebur tinggi yg tdpt pd focusing cup, anoda dg bidang fokus (focal spot) yg mrpkn target yg akan ditubruko/ elektron2. Percepatan gerakan elektron diperoleh dr generator tegangan tinggi (transformator). Tabung sinar X (tabung rontgen) dg lingkaran transformatornya mempunyai bagian : tabung gelas silindris hampaudara, filamen, transformator, transformator, target/sasaran, pelindung timah, jendela, radiator pendingin, autotransformator autotransformator & pengukur miliampere.

Proses terjadinya tabung rontgen  



   

sinar

X

dari

Katoda dipanaskan sampai > 20.000 C sampai menyala dg mengalirkan listrik yg berasal dr transformator transformator.. Elektron dr katoda/filamen terlepas o.k. panas. Elektron akan dipercepat gerakannya menuju anoda & dipusatkan ke focusing cup saat dihubungkan dg transformator tegangan tinggi. Filamen dibuat relatif negatif thd sasaran/target dg memilih potensial tinggi Awan2 elektron mendadak dihentikan pd sasaran target shg terbentuk panas & sinar X. Pelindung timah akan mencegah keluarnya sinar X dr tabung shg sinar X yg tbtk hanya dpt keluar mll jendela. Panas yg tinggi pd target akibat benturan elektron ditiadakan ditiadakan oleh radiator pendingin.

Radiografi  



Jenis pemeriksaan sinar X/rontgen : Pemeriksaan sinar tembus / fluoroskopi/ doorlichting : ahli radiologi dpt melihat scr langsung mis pd pmx colon in loop, esofagogram, uretrogram, HSG. Pemeriksaan foto rontgen/radiografi, diperlukan : perlengkapan utk membuat radiografi, jenis pmx & posisi pemotretan, pengetahuan pesawat rontgen, pengetahuan kamar gelap 7 proses tjdnya gbrn radiografi.

Perlengkapan membuat radiograf       

Film X ray Intensifying Intensifyin g screen Kaset Grid Alat fiksasi Alat pelindung/ proteksi Marker

Jenis pmx & posisi pemotretan   

Pmx rontgen dasar, pmx tanpa kontras & pmx rontgen dg bahan kontras Pmx rontgen khusus tmsk arteriografi, angiografi, angiokardiograf angiokardiografi. i. Posisi pemotretan mrpkn ilmu tersendiri.

Pengetahuan pesawat rontgen 



Faktor eksposi : KV (daya tembus sinar) dan MAS (kuantitas radiasi), yaitu perkalian antara besaran nilai ampere dg waktu eksposi. Jarak pemotretan : jarak fokus ke film, jarak obyek ke film & jarak fokus ke fokus.

Pengetahuan kamar gelap Tdd :  daerah basah meliputi bak yg berisi air mengalir, tanki pembangkit/developer & tanki penetap/fixer.  Daerah kering : lemari utk menyimpan film sinar X,kaset dll.  Kamar gelap hrs memenuhi syarat2 ttt.

Ultrasonografi 

Pmx skening jaringan tubuh dg menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi > 20.000 siklus perdetik (20 kHz), ditransmisikan dalam bentuk berkas sebagai gelombang echo yg terdeteksi melalui tranduser, mengubah sinyal elektrik menjadi gelombang mekanis yg diperkuat atau diamplifikasi dalam skener.

Temuan dlm USG 

Kista : suatu massa yang terisi cairan dengan dinding tipis. Kista yang sederhana secara khas memiliki isi yang anekogenik (bebas eko) eko) dengan patulan dinding belakang yang kuat dan penguatan (enhancement) eko dibalik kista tersebut. Sebuah kista secara histologis bisa bersifat benigna benigna (jinak) ( jinak) atau maligna (ganas).



Massa Solid : padat, menyatakan jaringan yang tidak mengandung cairan atau ruangan yang kosong. Gambaran Gambaran USG akan menimbulkan gelombang eko internal yang multipel dan atenuasi berkas gelombang ultrasound yang moderat.

Temuan dalam USG 

Massa kompleks : massa campuran / gabungan, suatu massa yang mencakup baik bagian padat maupun cairan. Massa ini pada hasil skening USG akan terlihat sebagai bagian yang bersifat ekogenik maupun anekogenik. Gambarnya Gambarnya akan memiliki gelombang eko yang non homogen dan ruangan yang bebas eko (pola hiper atau hipoekogenik).



Architectural distortion : distorsi fokal dari arsitektur parenkim normal tanpa terlihat adanya massa. Biasanya terlihat sebagai spiculate radiating dari sebuah titik, retraksi fokal atau distorsi tepi parenkim

Kriteria evaluasi         

Bentuk : round, oval, lobular, irregular. Tepi : circumscribed (well defined), indistinct (ill defined) Internal echoes : anechoic, hypoechoic, isoechoic, hyperechoic (dibandingkan (dibandingkan dengnan parenkim normal) Struktur internal : homogeneous, inhomogeneous. Mobilitas : mobile, immobile / fixed. Struktur sekitar : intact, displace, interrupted. Posterior acoustic changes chang es : enhancement, indifferent, shadowing. Main lesions axis / Orientation : parallel to the skin, perpendicular to the skin. Compressibility : baik, tidak ada.

Teknologi USG      

Gray scale 3D 4D Doppler Multi Planar Reconstructi Reconstruction on (MPR) Elastography (simple, non invasive) dg mengukur TLR (tissue lesion rate), yaitu dg mengukur ROI ( region of interest) dg jaringan sekitarnya, shg dpt membedakan lesi jinak/ ganas. Tu di gunakan g unakan utk lesi probably benign.

CT Scan 1968, Godfrey Hounsfield, ahli komputer : Tehnik CT Scan dengan sumber energi sinar X. Gambaran obyek yang diperiksa direkonstruksi direk onstruksi secara matematis dengan komputer.

Prinsip Kerja CT Scan Tabung sinar X Photon (80-140 KVp) Obyek Sebagian diserap sebagian diteruskan ditangkap oleh detektor Data Angka CT Scan (Satuan skala Hounsfield) Komputer → Display/ Layar Monitor.

CT Scan

MRI

MRI, berkaitan dg radiofrekuensi & medan magnet yg dpt menghasilkan suatu image  tanpa memakai radiasi ionisasi.   Bahaya radiasi (-) utk operator & px  Di USA : 1981 

MRI

Prinsip Kerja MRI

Perbedaan CT Scan & MRI CT Scan    



X Ray. Irisan : Axial & Cor. Cor. Bisa Rekonstruksi. Tissue characteristic dengan menentukan densitas. Baik untuk melihat kelainan tulang.

MRI    



Medan magnit. Multiplanar imaging. Perbedaan sequence membantu menentukan tissue characterization. Soft tissue contrast .

Mammografi : Pemeriksaan payudara dengan menggunakan sinar X dosis rendah, kontras dan resolusi film yang tinggi dan standar  posisi tertentu, untuk mendeteksi kelainan pada payudara dengan penilaian terhadap : densitas parenkim, massa, kalsifikasi dan distorsi arsitektur arsitektur..

Jenis mammografi •Traditional / konvensional mammografi : menggunakan sinar X dan tercetak pada film khusus. •Digital mammografi Disebut juga full field digital mammografi (FFDM), yaitu sistem mammografi dimana film sinar X digantikan oleh solid state detektor yang mengubah sinar X menjadi signal elektrik. Signal elektrik ini digunakan untuk memproduksi imaging / gambaran payudara yang dapat terlihat di layar  computer atau tercetak pada film khusus seperti pada konvensional mammogram.

• Computer Aided Detection (CAD) Sistem ini menggunakan imaging digital mammografi yang dapat menghasilkan kombinasi gambaran dari konvensional film mammogram atau digital mammogram. Software pada computer dapat mencari area abnormal pada payudara, yaitu massa, densitas, kalsifikasi yang mengindikasikan gambaran kanker.

Radioterapi : Cara pengobatan medis dengan menggunakan sinar  pengion (sinar X, sinar   ) atau partikel lain (neutron, proton) dengan dosis tertentu untuk mematikan  jaringan kanker kanker, tanpa berakibat berakibat fatal pada jaringan jaringan sehat sekitarnya. Sinar pengion : gelombang elektromagnetik / partikel berenergi yang menimbulkan ionisasi bila melewati berbagai materi termasuk materi biologi. •Gelombang elektromagnetik (sinar X, sinar ) •Partikel (α, β, Au 138)

Kedokteran Nuklir 

  

Bidang kedokteran yg memanfaatkan materi radioaktif utk menegakkan dx & mengobati px serta mempelajari penyakit2. Desember 1942 : reaktor nuklir beroperasi 14 juni 1946 : produksi radioisotop Instrumen : detektor dg rangkaian elektronik yg dpt merubah sinar gamma menjd data yg dpt dinilai sbg peta energi bbtk angka, scanning dan grafik.

Radiofarmaka   



Senyawa yg mengandung radioaktif yg dpt ditangkap o/ organ tubuh scr selektif. Intraoral /intravena. Mekanisme : fagositosis, transportasi aktif, penghalang kapiler,pertukaran difus, kompartemental komp artemental & pengasingan sel. Ex : Tc-99m, Au-198, I -131.

Kedokteran pencitraan dx        

nuklir

Scanning tulang Scanning liver & spleen Scanning sistem empedu Scanning & up take thyroid Renogram & scanning ginjal. Scanning jantung Scanning Otak Scanning paru.

sbg

Etika Radiologi  

 

Scr umum menjunjung tinggi Etika Kedokteran Indonesia. Scr khusus : bekerja sesuai dg SOP (Standard Operasional Prosedur) dan SPM (Standard Pelayanan Medis) di tiap2 bagian pelayanan. Informed concern/ persetujuan pemeriksaan dan tindakan. Penjelasan ttg bahaya radiasi n proteksi radiasi.