Babeh Edi

INSTRUMEN DASAR ULTRASONOGRAFI

 Instrumen dasar ultrasonografi, terdiri dari beberapa bagian, yaitu

1.      Master control

2.      Pulse/ Transmitter

3.      Receiver

4.      Transducer

5.      Image Display

6.      Image Processing

            Suatu sistem pulse-echo ultrasound dasar terdiri transducer yang bergantung pada konfigurasinya dan mengandung satu atau lebih elemen piezoelektrik. Energi di dalam sistem pulse-echo adalah energi listrik, tetapi energi yang ada di dalam tubuh manusia dalah energi mekanik (suara/bunyi). Bagian pulser dari suatu sistem pulse-echo memberikan eksitasi shock terhadap transducer. Voltase eksitasi dari pulser dapat bervariasi pada beberapa sistem ultrasound. Variasi voltase eksitasi tranduser mempengaruhi jumlah energi yang keluar dari tranduser.

Master control

            Master control co-ordinates merupakan fungsi utama dari unit ultrasound imaging. Master control menghasilkan voltase rendah, gelombang yang bergetar dalam interval waktu yang regular, dan sebagai timming. Master control dapat disebut juga “Pulse Repertition Frequency Generator”, berfungsi untuk menghasilkan pulse voltase yang dihasilkan dari pre-determinan frequency.

Pulse/Transmitter

            Pulse generator menghasilkan pulse voltase tinggi dengan energi transducer, dibawah pengawasan master control. Beberpa pulse voltase disebabkan oleh tranduser yang diproduksi dari single pulse dari ultrasound.

 Transducer

            Dalam ultrasound, transducer mempunyai dua fungsi. Fungsi yang pertama yaitu dapat merubah signal energi listrik menjadi mekanik selama transmisi dan fungsi yang kedua dalah dapat merubah energi mekanik kembali menjadi energi listrik selama resepsi (penerimaan). Transducer dapat berfungsi seperti itu, karena adanya bahan-bahan dan efek piezoelektrik.

            Efek piezoelektrik adlah efek yang dihasilkan dari bahn-bahan yang dapat menimbulkan tegangan ketika bentuk bahan tersebut berubah atau material yang mengalami perubahan bentuk bila menerima suatu kegiatan.

            Frekwensi transducer (untuk pulse ultrasound) ditentukan oleh ketebalan dan cepat rambat bahan piezoelktrik. Semakin tipis aktif elemen, semakin tinggi frekwensi transducer. Semakin besar cepat rambat aktif material, semakin besar frekwensi transducernya. Frekwensi transducer dipengaruhi 2 faktor, yaitu yang pertama adalah faktor Q yang menunjukan kemampuan tranduser untuk mengeluarkan frekwensi ultrasound yang bersih. Kedua yaitu Bandwidth (Hz) adalah rentang frekwensi terendah dan tertinggi suara yang dikeluarkan oleh transducer.

            Transducer imaging cenderung mempunyai faktor Q rendah, karena perlu untuk menghasilkan pulsa pendek. Pulsa pendek akan menghasilkan resolusi aksial yang baik. Bandwidth lebar dan faktor Q rendah akan menghasilkan pulsa pendek sehingga resolusi aksial semakin baik.

      Tranducer memiliki beberapa bagian, yaitu :

1.      Elemen aktif

            Yaitu kristal piezo elektrik, biasanya lead titanate atau lead zirconate dalam bentuk bubuk, kemudian diproses sesuai bentuk dan ukuran yang dikehendaki.

            Efek Piezoelektrik yaitu bahan-bahan yang dapat menimbulkan tegangan ketika bentuk bahan tersebut berubah atau material yang mengalami perubahan bentuk bila menerima suatu tegangan.

2.      Elemen Samping (Backing Material)

            Yaitu bahan yang berada tepat dibelakang elemen aktif dan berfungsi untuk menyerap suara  yang memantul kebelakang (menjauhi pasien) dan meningkatkan karakteristik imaging tranduser.

3.      Matching Layer

            Terletak didepan kristal kontak langsung dengan kulit pasien, yang memiliki nilai impedansi antara kulit dan kristal sehingga energi suara dapat secara maksimal ditranmisikan.

4.      Wire (kabel)

            Digunakan sebagai perantara pengirim dan menerima energi untuk diproses menjadi gambar.

      Konfigurasi Tranduser :

1.      Linear array tranduser : Khusus untuk pola scanning linear.

·     flat sequenced array : mengandung sejumlah elemen piezoelektrik yang tersusun linear, yang ditransmisikan secara sekuensial kelompok-kelompok. Setiap kelompok elemen menghasilkan suatu garis akustik dan kelompok yang sama ini menunggu echo-echo yang kebali sebelumkelompok berikutnya ditransmisikan. Garis-garis akustik ini sejajar satu sama lain.

·  Curved linear array (convex array) : Mengandung sejumlah elemen piezoelektrik yang ditransmisikan secara sekuensial dalam kelompok-kelompok. Permukaan tranduser yang melengkung menghasilkan suatu blunted pie sctor cross sectional image.

·      Phased array tranduser : Mengandung sejumlah elemen piezoelektrik di sepanjang permukaan scanning yang kecil. Tiap garis akustik diarahkan dengan mentransimisikan semua elemen sebagai satu kelompok tetapi dengan perbedaan waktu yang kecil (phase). Phased array tranduser menghasilkan suatu sector image, tetapi berbeda daricorved linear array, area kontak dengan kulit jauh lebih kecil dan pie shaped sector image yang dihasilkan merupakan lapangan pandang yang terbatas untuk struktur-struktur yang terletak dekat permukaan kulit.

·        Trapezoidal array tranduser : Merupakan gabuang dari sequenced array dan phase array untuk neghasilkan format imaging trapezoid (vektor), yang dicapai dengan menambhakan lapangan pandang sektor ke kedua sisi linear image persegi panjang.

Receiver

            Suatu receiver digunakan untuk processing awal informasi echo yang diterima. TGC (time Grain Compensation) akan swept gain dalah fungsi receiver echo yang diterima yang disebabkan oleh kedalaman reflektor. TGC memberikan peningkatan amplifikasi secara perlahan-lahan dengan kedalaman.

            Amplifikasi adalah peningkatan voltase kecil menjadi voltase besar. TGC control adlah salah satu kontrol-kontrol pada receiver yang mempengaruhi emplifikasi echo. Banyak pabrik menyertakan sekelompok sliding potensiometer untuk mengontrol amplifikasi echo yang diterima. Setiap otensiometer dalam kelompok diprogram untuk mempengaruhi echo yang kembali dari suatu kedalaman tertentu. Beberpa display ultrasound meliputi suatu kurva TGC yang merupakan suatu display grafik dari pengaturan kontrol grain receiver.

            Fungsi receiver yang lain adalah dynamic range yang merupakan faktor rasio signal terbesar terhadap signal terkecil yang dapat ditangkap oleh suatu sistem. Suatu dynamic range yang lebar, yang sering dinyatkan dalam desible (dB), memastikan rentang display gray level yang lebar. Kompresi merupakan fungsi yang mengurangi perbedaan antara signal amplitudo kecil dan besar. Kompresi secara efektif mengurangi dinamic range receiver.

            Beberapa pabrik peralatan ultrasound memasang kenyamanan deteksi harmonik pada receivernya. Suatu harmonik adalah sutau gelombang yang frekwensinya merupakan perkalian atau kielipatan dari frekwensi fundamental. Frekwensi fundamental adalah frekwnesi yang dihasilkan oleh transducer.

Display Mode

            Ada 2 mode display dasar untuk informasi untuk echo yang kembali, yaitu:

                        1.   A Mode

                                       A Mode (A Scan) memberikan display amplitudo modulasi ekshalasi puncak-puncak yang di display merupakan petunjuk adri kekuatan echo yang kembali. Jarak adri puncak rujukan ke puncak-puncak liannya di sepanjang garis dasar merupakan petunjuk jarak relatif ke berbagai reflektor.

                        2.   B Mode

                                       B Mode memberikan display brigthness modulasi dimana terdapat perubahan brightness titik untuk tiap echo yang diterima oleh tranduser. Pada sistem ultrasound B Mode, echo-echo yang kembali akhirnya di display pada TV monitor sebagai bayangan abu-abu yang merupakan tingkat brightness yang terputus-putus. Bayangan abu-abu yang lebih terang mewakili echo dengan tingkat intensitas yang lebih besar.

                                       T/ M (Time Mortion) Mode adalah display B Mode grafik yang merupakan suatu display waktu satu dimensi yang mewakili gerakan struktur-struktur disepanjang satu garis yang ditembus oleh satu gelombang ultrasound.

                                       B Scan adalah display B Mode yang memberikan irisan melintang objek melalui bidang-bidang scanning. Istilah B Scan diterapkan pada sistem lama yang statis dan sistem real time imaging yang lebih baru.

Pola Display Cross Sectional Image

            Dua format dasar real time scanning untuk crosssectional adalah linear dan sektor. Format linear memberikan bvidang pandang persegi panjang. Format sektor mendisplay irisan edge-shaped yang disebut pie-shaped,blunted pie, atau trapezoid. Format linear mendisplay suatu bidang pandang yang besar untuk struktur-struktur yang dekat dengan transducer.

            Format linear dibentuk oleh transmisi sekuensial suatu seri garis akustik, masing-masing dengan arah sejajar garis akustik sebelumnya. Format linear juga lebih akurat bila dilakukan pengukuran calipar digital horizontal. Tetapi fformat linear sulit memperoleh image struktur-struktur dibawah area anatomial yang lain dan sulit mempertahnakan kontak dengan kulit. Kekurangan-kekurangn ini dapat diatasi dengan scanner sektor. Format sektor dibentuk oleh transmisi suatu seri garis-garis akustik, masing-masing dengan sudut yang berbeda dengan garis akustik sebelumnya.

Display Image

            Komponen penyimpanan image yang terpenting adlaah digital scan converter, yang merubah informasi amplitudo echo menjadi format signal yang ditangkap oleh TV monitor standar.

            Selama proses konversi, informasi sementara disimpan pada memori digital scan converter. Scan converter memungkinkan untuk menyimpan gambar yang diperoleh dan mengolah/menampilkan pada CRT dengan skala abu-abu.

Amplitudo echo dan informasi posisi biasanya analaog, berati tidak mewakili nilai-nilai diskrit, karena itu harus memasukan data analog ke digital converter sebelum masuk kedalam memori digital scan converter.

Salah satu fungsi A ke D converter adalah menentukan bayangan abu-abu yang diskrit untuk amplitudo echo yang masuk. Proses ini disebut per-processing. Karena TV monitor dirancang untuk mendisplay informasi analog, informasi yang disimpan dalam memori digital scan converter hasrus memasukan ke dalam digital ke analog (D to A) converter. Salah satu fungsi D to A converter adalah menentukan brigthness yang akan di display untuk tiap level skala abu-abu. Fungsi ini disebut post-processing.

Scan Converter

            Scan converter adalah bagian dari sistem imaging dimana echo-echo dikonversikan menjadi TV image.

            Scan converter terbagi atas :

1.      Analog scan converter berfungsi hanya memberi image sementara.

2.     Digital scan converter, berfungsi menyimpan image sbagai post processing image dapat dilakukan jauh lebih stabil dengan analog scan converter.