Monday, 20 February 2012

FISIKA RADIODIAGNOSTIK
1. PRODUKSI SINAR-X
1.1 Tabung sinar-x
Tabung sinar-x terdiri dari tabung gelas hampa udara yang didalamnya terdapat katoda dan anoda. Radiasi sinar-x timbul dengan terjadinya tumbukan electron yang bergerak cepat pada material ( anoda ) . Energi kinetic electron diubah menjadi  energi panas ( > 99 % ) dan energi elektronik yang kita gunakan sebagai sinar-x ( < 1 % ).
Electron-elektron yang bergerak cepat dihasilkan dengan cara memberikan tegangan percepatan sekitar 25 s/d 150 kV antara katoda dan anoda . Elektron-elektron terebut akan bergerak makin cepat didalam medan listrik dan energi kinetiknya ditentukan oleh tegangan yang diberikan.Tegangan tinggi yang diberikan , dihasilkan dari Generator Tegangan Tinggi ( High Voltage Generator ), yang diubah dari tegangan listrik P L N.
Gambar tabung Ro
1.2  Anode ( Target )
Bahan yang dipakai untuk anode sebagai target yang akan ditembaki oleh electron-elektron , dimana energinya yang dilepaskan dari filament ( katode ) hanya sedikit sekali yang yang diubah jadi sinar-x  ( < 1 % ) yang selebihnya menjadi energi panas , oleh sebab itu diperlukan bahan yang dipakai untuk target ( anode ) haruslah bahan yang tahan panas ( bahan yang mempunyai  titik didih yang tinggi ) seperti Paltina , Tungsten atau Wolfram . Pilihan bahan untuk target  ditentukan oleh beberapa factor , yang paling penting adalah efisiensi ( ditekankan  prosentase energi electron yang mencapai target diubah menjadi radiasi sinar-x dan daya tahannya harus cukup kuat ). Untuk efisiensi lebih ditekankan yang mempunyai nomor atom tinggi, seperti Tungsten ( Z = 74 ), Platina ( Z = 78 )atau emas ( Z = 79 ), juga mempunyai titik didih yang tinggi seperti Tungsten ( 3350 0C ) ,Platina  ( 1770 oC ) dan Gold ( 1060 0C ).Pemakaian bahan target anode diam biasanya digunakan Tungsten
Gambar  anode
1.3    Sifat-sifat sinar-x
1  Mempunyai daya tembus yang sangat tinggi.Dapat menembus bahan / materi yang diliwatinya. Ini dapat kita manfa’atkan untuk membuat photo Rontgen dibidang diagnostik dan di bidang Terapi kita dapat  memberikan dosis tertentu untuk membunuh sel-sel kanker yang terdapat dalam tubuh manusia dan sinar-x tidak dapat dilihat dengan mata.
  1. Dapat menimbulkan Ionisasi dan exitasi pada atom / molekul-molekul bahan yang diliwati
  2. Dapat merubah susunan kimia bahan yang diliwati
  3. Dapat menimbulkan fluorecense pada material seperti Calsium Tungstate dan Zinc  Cadmium  Sulphate. Efek ini menghasilkan gambaran yang tampak pada alat fluoroskopi sinar-x dan juga digunakan untuk bahan Intensifying screen.
  4. Dapat menghasilkan bayangan latent pada film Rontgen dan apabila dibangkit kan akan menjadi bayangan tampak. Efek ini juga dapat digunakan untuk keperluan dosimeter, yaitu alat monitoring personil yang kita kenal dengan film badge.
  5. Menimbulkan efek biologi dalam kehidupan organisme. Mematikan sel-sel tubuh , juga bisa memutasi sel-sel reproduksi manusia.
1.4  TENAGA DAN RADIASI.
Tenaga bukan berupa materi, jadi tidak memerlukan ruang, tapi merupakan suatu azas kegiatan.
Tenaga ada didalam setiap gerakan dan karena itu dapat dikatakan bahwa tenaga merupakan suatu kemampuan untuk melakukan sesuatu / kemampuan untuk bekerja.
Didalam fisika kita mengenal berbagai bentuk tenaga seperti , tenaga mekanis , tenaga kalor, tenaga cahaya , tenaga listrik, tenaga magnetis, tenaga kimia tenaga atom dan tenaga inti , tenaga radiasi dan bentuk-bentuk tenaga tersebut dapat diubah dari suatu bentuk kebentuk lain.. Tenaga atom merupakan tenaga yang bersumber dari reaksi fisika , yaitu reaksi penyusunan yang terjadi dalam atom-atom . Dalam hal ini terjadi suatu reaksi fisika maka sejumlah tenaga akan dilepaskan. Apabila reaksi yang terjadi mencakup perubahan-perubahan massa didalam inti atom( reaksi inti ),  jumlah tenaga yang dilepaskan sangat besar.Pelepasan tenaga yang besar dalam waktu yang singkat , akan menimbulkan suatu ledakan yang dahsyat,   bom atom.misalnya.
Didalam reaktor inti , tenaga itu dilepaskan secara terkendali sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Tenaga radiasi merupakan bagian penting dalam pengetahuan atom. Radiasi adalah suatu bentuk tenaga yang dapat dirambatkan dari suatu titik ke titik lain didalam alam,tanpa membutuhkan medium apapun. Radiasi yang paling dikenal adalah cahaya dan gelombang radio.. Tenaga dari permukaan matahari dirambatkan ke bumi dalam bentuk radiasi cahaya , ketika mencapai permukaan bumi , tenaga ini diserap oleh daun-daun hijau dan disimpan dalam bentuk tenaga kimia, atau tenaga ini diubah menjadi panas dalam atmosfir. Pada gelombang radio, sejumlah tenaga yang kecil dirambatkan dari suatu pemancar dan ditangkap oleh alat penerima pada jarak tertentu .Gelombang radio tidak dapat dilihat karena panjang gelombangnya tidak dapat memberi kesan pada mata kita. Bentuk lain dari  radiasi  yang tidak dapat dilihat adalah sinar Rontgen , sinar gamma. Gelombang-gelombang radio ,cahaya, sinar-x dan sinar gamma merupakan gelombang-gelombang elektromagnetis , yang dibuktikan oleh Maxwell ( 1864 )   secara matematis dari pengamatan spektrum yang dipancarkan oleh benda hitam .
Spektrum radiasi digambarkan  sebagai berikut :

            1020          1018           1016            1014            1012          1010             108             106            104        f






















        
            10-10          10-8           10-6             10-4             10-2          100             102            104             106     cm
                                                   u.v     sinar    infra merah       radar       MW , FM           radio siaran
                                                             tampak
                                sinar – x
           sinar gamma
Gelombang elektromagnetis timbul akibat efek dari medan listrik dan medan magnit dengan intensitas yang berubah-ubah, sedangkan arah rambatannya selalu tegak lurus terhadap arah medan listrik maupun arah medan magnit. Gelombang elektro magnetis , yaitu gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan medium, dengan kata lain gelombang elektromagnetis dapat merambat melalui ruang hampa.
Formulasi  Maxwell -----à cahaya tidak lain adalah suatu bentuk radiasi elektro-magnetis..
Gelombang elektromagnetis mempunyai sifat seperti cahaya tampak, mempunyai kecepatan rambat didalam ruang hampa sebesar 2,99 x 108 meter/sekon dan dapat dipantulkan, dibiaskan , interferensi dan difraksi.
Herzt adalah orang pertama yang membuktikan dengan suatu eksperimennya , bahwa semua gelombang elektromagnetis merambat dalam ruang vakum dengan kecepatan rambat yang sama  yaitu  :
                                        C  =  3  x 108  m / detik.
Radiasi elektromagnetis adalah perpindahan energi dari suatu tempat ketempat lain. Tipe dari gelombang kita sebut dengan gelombang transversal. Gelombang ini bergerak keatas dan kebawah sebagaimana terlihat pada gambar.


 






Untuk semua gelombang elektromagnetis yang merambat dalam ruang vakum , berlaku persamaan dasar gelombang 

                                                       C = l f

Dimana :
                   C   =  3  x 108  m / detik
                    l        = panjang gelombang       
                    f    =  frekuaensi gelombang ( Hz )      
1.5  TEORI  KWANTUM RADIASI
Hukum klasik menyatakan besarnya tenaga radiasi sebagai fungsi dari pada frekwensi dan suhu mutlaknya.
Besarnya tenaga radiasi persatuan frekwensi persatuan volume didalam medan radiasi telah dihitung oleh Rayleigh – Jeans (1900)  , dan  untuk frekwensi tinggi oleh Wien ( 1896 ). Kedua hukum ini menunujukkan adanya sifat diskontinu dari tenaga radiasi untuk frekwensi menengah, dimana besarnya tenaga menjadi tak hingga . Dilemma ini dipecahkan oleh Max Planck ( 1901 ) dengan menurunkan suatu rumus interpolasi terhadap hukum Rayleigh-Jeans dan Wien.
Menurut Max Planck didalam penyerapan maupun dalam pancaran radiasi oleh benda hitam , jumlah tenaga selalu bersifat diskrit dan harganya selalu merupakan kelipatan bulat dari kwanta tenaga tertentu.Kwanta-kwanta tenaga tersebut tergantung pada frekwensi radiasi dan besarnya dinyatakan dengan :

                                                              E  =  h f

Dimana : h = 6,625 x 10 -34 joule.sekon = 6,625 x 10 –27 erg.sekon

Dengan gagasan Planck ini , mulailah terjadi perubahan pola pikir dalam fisika dengan berpedoman pada sifat kwantisasi dari tenaga, dan dari hubungan panjang gelombang l (lamda) , frekwensi ( f ) dan kecepatan rambat gelombang c , sehingga rumus dapat ditulis menjadi :

        h c

                                                                           E  = ---------

            l

dengan memasukkan harga-harga :   h  = 6,625 x 10 –27 erg.sekon
                                                            c = 3 x 1010 cm/sekon,
maka tenaga kwanta dalam erg adalah :
                                                           6,625 x 10 –27  x   3 . 1010     erg.cm
                                                   E ( erg ) = ----------------------------------------------
l        ( cm )

                                                                  1,99  x 10-16
                                                       =    -----------------------   erg
                                                                           l
misalnya sinar gamma dengan l = 10-10 cm , akan memiliki tenaga dalam setiap kwanta sebesar 1,99 x 10-6 erg.
Dalam teori  atom , satuan tenaga dinyatakan dengan elektronvolt yang disingkat dengan ev.
Satu elektronvolt didefenisikan sebagai besarnya tenaga yang dimiliki oleh sebuah benda yang muatannya sebesar muatan elektron , jika kepadanya diberikan tegangan listrik sebesar 1 volt.
1 ev = 1,6 x 10-19 Joule = 1,6 x 10-12 erg.
Dengan ini rumus E (tenaga ) menjadi :
                                                          1,99 x 10-16                 1,24 x 10-4
                                                     E ( ev ) = -------------------  =     ------------------
                                                                             1,6  x 10-12  l                       l( cm)
Bila tenaga dinyatakan dalam  Mega-elektronvolt ( Mev ) dan panjang gelombang dalam nanometer, dimana 
                        1 Mev =  106  ev
                         1 nm   = 10-9 m = 10 –7 cm
maka akan kita dapatkan rumus :

                                                1240
                                                  E  =  -----------   x  10 –6
                                                               l( nm)
Didalam perkembangannya , teori kwantum radiasi dari Planck mendapat  kesulitan dalam menerangkan beberapa peristiwa , yaitu :
a.       Pancaran sinar x  :
Sinar ini sebagai suatu radiasi dapat mengionisasi atom-atom atau molekul - molekul      gas yang dilaluinya , yang berarti sinar x  dapat melepaskan elektron dari atomnya.
b.      Efek foto listrik :
Suatu berkas sinar yang jatuh pada sebuah permukaan logam dapat mengeluarkan elektron-elektron dari permukaan logam . Disini terlihat bahwa gelombang radiasi sinar x dapat mempunyai interaksi dengan materi.
c.       Efek Compton
Peristiwa ini menunjukkan adanya interaksi sinar x dengan inti atom ringan , dimana sebuah berkas sinar –x  yang menumbuk sebuah inti atom didalam rambatannya akan terhambur dengan mengalami perubahan panjang gelombang.
Disini Comptom memandangnya sebagai suatu peristiwa tumbukan elastis antara dua benda yang mempunyai massa sama , yaitu sebesar massa dari inti atom yang ditumbuk oleh sinar.x  Dengan menggunakan hukum kekekalan  momentum dan hukum kekekalan tenaga untuk peristiwa ini , Compton dapat menghitung besarnya perubahan panjang gelombang yang dialami oleh sinar x tersebut ,


 




               h
l  - l0   = ----------- ( 1 – cos j )
                     m0 c
Pada tahun 1905  Albert Einstein mengatasi kesulitan  untuk menerangkan peristiwa-peristiwa diatas berdasarkan efek foto listrik. Tenaga radiasi mempunyai sifat terkwantisasi dalam penyerapan , pemancaran dan juga dalam perambatannya.
Jadi Einstein lebih menekankan bahwa radiasi memiliki sesuatu butiran ( photon ) tenaga yang besarnya adalah seperti pada rumus :
                                            E  = h f ,
oleh karena itu teori ini dikenal sebagai teori photon dari Einstein.
Didalam efek photo listrik , berkas sinar yang jatuh pada permukaan logam akan memiliki tenaga sebesar  h.f  dan tenaga ini diubah untuk mengeluarkan elektron-elektron dari permukaan logam
Persamaan yang diturunkan oleh Einstein  untuk          efek foto listrik adalah :

H f    = 2 mV 2   +  e F

Dimana :
h.f     = tenaga photon yang datang.
2 mV 2  = tenaga kinetis elektron-elektron
 e F   = work function dari elektron.
1.6  Partikel dan gelombang
Dengan adanya teori kwantum Planck dan teori photon Einsteins , maka timbul dualisme dalam sifat-sifat radiasi seperti apa yang dikenal dalam teori klasik mengenai cahaya , teori gelombang  dari Huygens dan teori korpuskel dari-pada Newton. Radiasi merupakan kwanta-kwanta tenaga, kalau kita lihat dari peristiwa pancaran , rambatan , penyerapan , difraksi dan interferensi..Pada peristiwa photo listrik , pancaran sinar x dan efek Compton , harus ditinjau radiasi sebagai photon-photon tenaga dengan sifat-sifat sebagai partikel.
Dualisme sifat radiasi ini membawa para ahli fisika kepada pemikiran bahwa sifat ini tentu juga berlaku bagi partikel., dan pada tahun 1923 Louis de Broglie mengambil kesimpulan bahwa dualisme merupakan sifat alam yang pokok. Dengan menggunakan teori kwantum dan teori reletivitas , Louis de Broglie menurunkan rumus sebagai berikut :
                                              H f  =  m c2

Karena  c = f l    maka  : 
                                              h.c
                                             -----  =   mc2
                                              l
sehingga diperoleh :      
                                               h
                                              ---  =   m.c
                                               l
Dengan demikian sesuatu radiasi dengan panjang gelombang sebesar l , akan memiliki momentum ( sifat partikel ) sebesar :           
                                                h
                                        p =  ---
                                                l
dan sebaliknya , sebuah partikel dengan momentum sebesar p , akan mempunyai panjang gelombang sebesar :
                                                  h
                                       l  = -------
                                                  p
Panjang gelombang sebuah partikel seperti ini dinamakan panjang gelombang de Broglie.
Panjang gelombang yang pendek dapat diamati ,tetapi yang mempunyai tenaga yang cukup rendah belum ada alat yang dapat mengamati nya.
Sifat –sifat gelombang dari elektron dilakukan penyelidikan oleh C.J Davisson dan L A Germer   ( 1927 ) di Bell Telephone Laboratory..Dengan mempelajari pemantulan dan hamburan oleh kristal Nikkel terhadap berkas elektron , dimana elektron telah mengalami percepatan oleh suatu selisih potensial listrik , terlihat bahwa  berkas elektron itu lebih menunjukkan sifat sebagai berkas gelombang. Untuk selisih potensial 54 volt, hasil percobaan Davisson dan Germer mendapatkan harga panjang gelombang elektron sebesar 1,65 A0, sedangkan menurut rumus de Broglie adalah 1,67 A0
Pembuktian selanjutnya  dilakukan oleh G.S Thomson ( 1927 ) putera dari J.J.Thomson, suatu arus eletron diliwatkan melalui selembar logam tipis dan membiarkan berkas elektron itu menembus logam tadi dan jatuh pada plat film. Ternyata lembaran film tersebut terjadi suatu pola diffraksi berupa lingkaran yang konsentris , seperti yang diperoleh bila menggunakan sinar x. Efek-efek difraksi ini dapat juga terjadi pada partikel-partikel lain seperti , proton  ,partikel-partikel alpha dan lain-lain.
2.    Intensitas dan kualitas.
Intensitas adalah jumlah tenaga foton sinar-x  ( energi ) yang keluar dari tabung sinar-x pada luasan , jarak dan waktu tertentu.
Dalam produksi sinar-x ,  besarnya  Intensitas yang dihasilkan ditentukan oleh nomor atom target , arus tabung , tegangan puncak dan faktor rektifikasi.
 
              I                                                                                                        
               n                                                      
               t
               e                                                                                  I = Intensitas sinar-x                        n                                                                    Z = Nomor atom target



                       s                                                                                          mA = arus tabung
                        i                                                                                          kVp = tegangan puncak

                        t                                                                                             

                                                           f- I

F  =  faktor rektifikasi ,--------------------------------------------

                                                               energi                                 

E = Nomor atom target yang lebih tinggi menunjukkan jumlah elektron yang lebih banyak, memungkinkan interaksi lebih banyak terjadi dan sinar-x lebih banyak dihasilkan.
MA = Arus tabung yang lebih besar menunjukkan jumlah elektron yang menumbuk target semakin banyak memungkinkan interaksi lebih banyak terjadi dan sinar-x lebih banyak dihasilkan
KVp = mengerjakan tegangan puncak yang lebih tinggi menghasilkan intensitas sinar-x  lebih banyak
F = tipe rektifikasi yang terbaik menghasilkan intensitas yang paling tinggi pada produksi sinar – x
Degan memakai tipe rektifikasi constant potensial diperoleh intensitas paling tinggi dibanding tipe rektifikasi full wave , maupun half – wave
Kualitas adalah kekuatan / kemampuan sinar-x , diukur dari daya tembusnya terhadap obyek yang dikenai.
Berdasarkan daya tembusnya sinar-x ini maka kualitas sinar-x kita bedakan atas Hard beam dan soft beam.
Hard beam ( berkas sinar x keras  adalah sinar-x yang mempunyai daya tembus yang baik.( kuat )
Soft beam ( berkas sinar-x lunak ) adalah sinar-x yang daya tembus nya kurang.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas sinar-x  adalah :
1.      Kilovolt ( kV )
2.      Filter
3.      Rektifikasi
§         Pengaruh kV terhadap kualitas sinar-x , Bila dibandingkan antara panjang gelombang sinar-x yang dihasilkan oleh kV yang rendah dengan kV  tinggi adalah panjang gelombang yang dihasilkan oleh kV rendah lebih panjang dari panjang gelombang yang dihasilkan apabila kita memakai kV  tinggi. Semakin tinggi kV yang kita pakai  , panjang gelombang nya makin pendek dan daya tembusnya semakin kuat. ( kualitas sinar semakin baik )
§         Pengaruh filter terhadap kualitas . Intensitas sinar-x sebelum melewati filter adalah berupa berkas sinar x yang heterogen  ( terdiri dari berbagai panjang gelombang ) , dan setelah melewati filter , berkas berkas sinar-x  yang menembus filter hanya berkas yang yang kuat ( yang mempunyai panjang gelombang yang pendek ) sehingga sinar-x yang meliwati filter lebih homogen sehingga intensitas sinar-x  yang meliwati filter akan berkurang , tapi kualitasnya  meningkat.



 
                     Iuf                                  A                     A  = unfilter
                                                                                                                                                                                 B                                                            B  = inherent
                                                        
  C                                                      C = total filter
                       If                                                          



 

Filter pada pesawat Rontgen kita bedakan atas 2 bagian , dimana kita sebut :
§         Inherent filter   , filter yang terdapat di tabung alat Rontgen ( rumah tabung )
      - Untuk Radiografi  biasa filternya setara dengan  0,5 mm Al           
                              - Untuk Mammografi filternya setara dengan 1.0 mm Al

§         Additional filter adalah filter yang ditambahkan pada alat Rontgen selain dari inherent filter
Tebalnya filter additional berkisar antara  1,0 mm Al s/d 2.0 mm Al.
Total filter   =  filter inheren  + filter additional :
  0 –   70  kV   total filternya setara denga  1,5 mm Al
70 – 100 kV    total filternya setara dengan 2,0 mm Al
 > 100 kV        total filternya  lebih besar dari 2 mm Al.

Dengan memakai filter  , radiasi  yang mempunyai gelombang  panjang akan diserap Radiasi yang mempunyai gelombang panjang tersebut tidak bisa menghasilkan gambaran yang cukup , bahkan hanya menambah / memperbesar dosis kulit . Jadi filter juga bermanfa’at / berfungsi sebagai proteksi radiasi. 
Pada penyinaran terhadap filter atau bahan lain , dimana x adalah ketebalan bahan, sedangkan  m adalah angka serap linear bahan tersebut. Apabila kontras radiasi pada filter atau bahan tersebut = 2 , maka filter atau bahan tersebut dinamakan HVL  ( Half Value Layer ) atau HVT  ( Half Value  Thickness).
                       Io
          Jika   --------  = 2 , maka I0 = 2 It      atau  It  = 50 % dari Io
                       It

Padahal      It = I0  e-mx  --------------à It = 2 It e-mx               ( x ketebalan bahan )

                    It
                          ------  =    e-mx 
                   2 It
                              2   =   e mx 

                         Ln  2  =  mx  Ln e  
                                                                                0,693
                         0,693   = mx      ----à     X   =    --------
                                                                                  m
                                      0,693
               Jadi       HVL    =  --------------
                                           m
Pengaruh rektifikasi terhadap kwalitas.
I                                                                                       Dengan memakai model rektifikasi  constant 






Potensial ,baik intensitas maupun kualitas Radiasi menjadi lebih besar                   dibandingkan dengan  model rektifikasi full wave.
                                                                         Energi
Dalam pemanfaatan sinar-x pada obyek , intensitas juga dipengaruhi oleh :
1 Waktu ( lamanya suatu penyinaran kita lakukan )  Semakin lama waktu penyinaran maka intensitas  sinar-x  makin besar pula. Dalam praktek kita membuat photo Rontgen, waktu penyinaran ( s )  selalu kita kaitkan dengan mA ( arus tabung ) Pada waktu nilai mA ( arus tabung ) tetap , penggunaan waktu ( sekond ) yang lebih besar akan menghasilkan Intensitas yang lebih besar.

2. Ukuran bidang fokus . Kita mengenal adanya 2 ( dua) fokus yaitu fokus besar dan fokus kecil.
     Bidang fokus adalah daerah tempat dikeluarkan sinar-x dari target , maka  penggunaan fokus besar akan menghasilkan intensitas yang lebih besar dari pada fokus kecil.
     Dalam Radiografi fokus besar kita gunakan untuk memanfaatkan  mA yang besar dan luas lapangan penyinaran yang relatif lebar , sedangkan penggunaan fokus kecil untuk penyinaran obyek yang kecil.
3.    Jarak , jarak adalah antara sumber dengan tempat dimana intrensitas yang ingin kita ketahui.
      Dalam hal ini berlaku hukum kwadrat terbalik ( inverse squar law )   
     I1   :  I 2     =  1 / R12   ;   1 / R22
Semakin jauh jarak dari sumber radiasi  , maka intensitas radiasi  akan semakin kecil.
4. EFEK INTERAKSI ENERGI FOTON SINAR-X DENGAN MATERI PADA STRUKTUR RADIOGRAFI

Efek Efek  yang ditimbulkan oleh energi foton sinar-x dalam interaksinya  dengan materi yang dikenainya pada perjalanan sinar-x dari fokus ke film dapat digolongkan dalam 3 efek , yaitu :
-         Efek  yang bersifat  fisik  ( physical effect )
-         Efek yang bersifat  Kimia  ( chemical effect )
-         Efek  yang bersifat biologi ( biological effect )

Efek yang bersifat fisik , apabila sinar-x mengenai atom maka  dapat menimbulkan  5 kemungkinan :
-         Hamburan klasik
-         Penyerapan foto listrik
-         Hamburan Compton
-         Pembentukan pasangan
-         Desintegrasi foto nuklir
Efek Kimia , apabila energi foton mengenai struktur kimia tubuh manusia ( 80 %  terdiri dari air )

                                            Radiasi pengion
                                 H2O   -------------------------à  H2   +  e  -
                                                                                                                            ion positif

        +  e  -        + H2O         ----------------------- >- H2O
                                                                                                                                ion negatif
 __________________________________________________________________

                          2  H2O         -----------------à H2   +   H2O
H2    +         H2O          ------------------- >2 OH *  + 2 H+aq

H2O –       +         H2O           ……………….> 2 H *   + 2 OH-aq
                                                                      Radikal bebas

 2 H+aq       +   2 OH-aq       ----------------à  2 H2O
_______________________________________________________  +

Hasil                                       radiasi pengion
                   2 H2O          ------------------------à  2 H *    +  2 OH * 

                                                                            Terjadilah radikal-radikal bebas

     OH *          + OH *     -------------------à  H2O2
H2O2     Ini racun bagi tubuh kita
Bila OH * bereaksi dengan molekul-molekul organic yang ada dalam tubuh manuasia   ---à terjadilah radikal organic dalam tubuh manusia
Efek kimia terhadap molekul organic ( RH )
RH  +  E  ( radiasi )   -----------à  RH +     ----------à  H +  +  R -
                                                      Penyinaran radiasi pada molekul organic dapat memecahkan
                                                      Structure DNA
Efek kimia pada emulsi film.

AgBr   +  E ( radiasi )     ------------à  Ag +   +  Br
                                                            Radiasi yang mengenai emulsi film dapat memecahkan kristal-
                                                            kristal AgBr menjadi ion-ion Perak dan ion-ion Bromida.
Efek Biologi :
Jaringan tubuh bila terkena radiasi , maka akan mengakibatkan terjadinya perubahan molekuler , dengan kemungkinan lanjutan  yang dapat terjadi :
  1. Jaringan akan melakukan proses penyembuhan / pemulihan kembali secara enzymatic , tanpa efek lanjutan
  2. Jaringan akan melakukan proses penyembuhan / pemulihan  kembali secara enzymatic , tetapi diikuti dengan mutasi genetic.
  3. Tejadinya efek biochemical , tetapi masih dapat melakukan proses pemulihan kembali tanpa efek lanjutan.
  4. Terjadinya efek biochemical , tetapi tidak dapat melakukan proses pemulihan kembali , dan berakibat kematian sel . Kematian sel dapat terjadi secara latent atau secara akurat
 Jariongan  +  Radiasi  ……  >  perubahan  -à  pemulihan     --à  efek
                                                   Molekul     ß-----enzym        <……biochemical



                                                                              Mutasi                  kematian sel











 

genetik              laten          akut 

Efek biologi radiasi terhadap tubuh tergantung :
-          sumber radiasi
-          organ tubuh yang kena radiasi
faktor-faktor yang berkaitan dengan sumber radiasi :
-          besarnya dosis
-          kualitas radiasi
-          jenis radiasi
-          distribusi radiasi tergantung pada faktor ruang dan faktor waktu

Faktor-faktor organ tubuh
-          kepekaan organ / jaringan
-          kemampuan perbaikan organ
pada umumnya kepekaan manusia terhadap radiasi berbanding terbalik dengan tingkat perkembangannya
-          sel kelamin lebih peka dari pada embrio
-          embrio lebih peka dari pada bayi
-          bayi lebih peka dari pada balita
-          balita lebih peka dari pada usia subur
-          usia subur lebih peka dari pada manula

Efek biologis dari radiasi  ,terutama efek yang merugikan secara statistik dapat  dikelompokkan sebagai berikut :
-         Efek non Stokastik
-         Efek  stokastik.
Efek non  stokastik terjadi apabila dosis yang diterima melebihi dosis ambang Harga dosis ambang untuk macam efek tertentu tidak sama untuk setiap orang  dan tergantung pada kondisi penyinarannya.Untuk penerimaan dosis diatas dosis ambang , efeknya akan makin gawat bila dosis yang diterima makin tinggi.
Efek non stokastik dapat menimbulkan :
-         Tingkat sakit bertambah bila penerimaan dosis bertambah.
-         Besar kemungkinan adanya ambang dosis.
-          Selalu timbul bila efek stokastik terjadi.
Misalnya :   - Bila terkena radiasi sampai 2000 rad terjadi  eritema pada kulit.
Terjadinya efek Stokastik mengikuti hubungan probabilitas , dalam arti suatu kelompok orang menerima dosis dengan bobot tinggi, akan makin besar kemungkinan terjadinya efek stokastik tertentu. Efek ini akan dialami oleh beberapa orang  dalam kelompok ini secara acak. Dalam hal genetik , frekuensi insiden adanya suatu kelainan pada generasi berikutnya makin tinggi bila dosis yang diterima oleh kelompok itu makin tinggi.
Efek Stokastik dapat menimbulkan akibat :
-         Tanpa adanya dosis ambang.
-         Kemungkinan efek tergantung penerima dosis.
-         Tingkat sakit tidak tergantung pada banyaknya dosis yang diterima
Misalnya :  -     induksi kanker
-         Efek genetik.
5.    Formulasi gambar radiografi
Obyek yang terkena berkas sinar-x memiliki kemampuan untuk menyerap , menghamburkan atau meneruskan berkas tersebut , tergantung pada nomor atom bahan ( Z ) , kerapatan bahan ( ρ ),dan besar kecilnya energi foton yang mengenainya.
Tulang dibandingkan dengan jaringan lunak , berbeda kemampuan dalam menyerap, menghamburkan atau meneruskan sinar-x . Intensitas berkas sinar-x yang dapat menembus  tulang akan lebih kecil dari pada berkas sinar-x yang dapat menembus  jaringan lunak .
Selanjutnya disebut bahwa attenuasi pada tulang lebih besar dibanding  pada jaringan lunak 
Attenuasi,Absorpsi dan hamburan
*Atenuasi adalah berkurangnya / melemahnya suatu intensitas sinar-x  setelah melewati materi / bahan.








                                                                                           
 
 
                                                                              Ib  = I0. e - υ b.x
                                                                              It    = I0. e - υ t.x
Text Box: Io                                                                                         

                                                                                                         

Tissue
    υ t
 


Bone
   υ b
 
                                                                                Pada hal Ib  <  I t , maka

                                                                                   I0. e - υ b.x   <   I0. e - υ t.x












 
                                                                                                                                                          - υ b.x   log e <  - υ t.x   log e                                                                                                                                                              Log e

     I b                   It
 
                                                                                     - υ b   <   -υ 


                                                                              Jadi :    υ b   >  υ 


Berkas sinar-x  ( sinar primer ) yang meliwati materi / bahan akan menjadi kecil karena terjadi perlemahan ( atenuasi ) oleh karena  adanya :
                   -     Absorpsi
-         Hamburan

 *Absorpsi adalah penyerapan sinar-x oleh atom-atom obyek.

Besarnya penyerapan tergantung pada :
-         Nomor atom obyek
-         Ketebalan obyek
-         Energi sinar x  (  kV )

      



 


*Hamburan adalah radiasi ysng keluar dari obyek tapi tidak searah dengan sinar primer, dan besarnya hamburan ini tergantung pada :
-         Volume obyek
-         Energi sinar-x



Hamburan kita bedakan atas :
-         Hamburan primer
-         Hamburan sekunder.

Sinar bocoran  adalah radiasi yang keluar dari rumah tabung Rontgen.
Koefisien Attenuasi  :

                  I 0















 


Koefisien atenuasi dibedakan atas :
-         atenuasi linier , yaitu angka serapan  terdadap radiasi pada ketebalan suatu materi .
-         Atenuasi massa , yaitu angka serapan  terhadap radiasi pada kerapatan suatu materi .


            I 1                   I 2           
5. FILM RONTGEN

Film mempunyai kemampuan untuk membuat pola dari bermacam-macam kehitaman  ( densitas ) yang sebanding dengan intensitas cahaya / radiasi yang diserapnya
1. Penyinaran terhadap film
     Insident light adalah tenaga foton yang berinteraksi dengan film , dimana sebagian akan terabsorpsi oleh emulsi film dan selebihnya akan diteruskan melewati film , yang kemudian disebut dengan “transmitted light.”                              


                                             Insident light

                                           Transmitted light

“ Transmission ratio” ( angka transmisi cahaya pada film ) adalah merupakan perbandingan antara intensitas cahaya yang meliwati film dengan intensitas yang  mengenai  film.

                                      
                                               Transmitted light                      Lt
      Transmission ratio  = -------------------------------    =  ----------
                                                 Insident light                          Li

“Opasitas” adalah nilai kebalikan dari angka transmisi , yaitu perbandingan antara intensitas cahaya yang mengenai film dengan intensitas cahaya meliwati film ( menembus )

                                                 Insident light                          Li
            Oppasitas         =  ------------------------------  =     -----------
                                              Transmitted light                      Lt

Densitas film adalah nilai yang menyatakan tingkat penghitaman yang terjadi film akibat suatu penyinaran . Densitas film merupakan lagaritma dari perbandingan antara incident light dengan transmitted light  dengan kata lain merupakan harga logaritma dari opasitas.

                                                                          Li
                                Densitas    ( D )  = Log  -------
                                                                          Lt
      D   =  Log   Li – Log  Lt                 -----------à  Lt   =   Li .e-µ x

.                                                                                    Li  =   Lt .eµ x

                                                                                    Log Li  =   Log Lt  +  Log e µx

Substitusikan :
                D  =  Log  Li  -  Log  Lt
                  D  =   Log Lt  +  Log e µx-  - Log  Lt               
                  D  =   Log e µx
                 D  =   µx Log  e                                       Log  e  =  0,4343
Jadi          D   =  µ.x .  0,4343

                             X  = tebal film  ( bahan  )   dan µ   adalah koefisien atenuasi linear.
Rentang penilaian densitas  secara teoritis  adalah antara  0  s/d 4 .
Dalam praktek radiografi karena adanya factor karakteristik film, keterbatasan pengukuran  serta alasan subyektif kemampuan pengamatan mata maka :
-          Untuk radiograf pada umumnya berkisar antara 0,25  sampai 2
-          Untuk Radiografi thorax ,berkisar antara 0,30 sampai  1,50
-          Densitas diluar obyek pada film yang terkena penyinaran  antara 2.00 sampai 3.00

Sensitivitas warna

Sensitivitas warna ( colour sensitivity ) atau juga dikenal dengan spectral sensitivity adalah istilah untuk menjelaskan respon emulsi film terhadap berbagai macam warna cahaya.
Ada tiga golongan film menurut kepekaannya terhadap macam warna pencahayaan , yaitu :
1.      Panchromatic film , yaitu jenis film yang memiliki kepekaan terhadap semua warna cahaya .jenis ini digunakan dalam bidang fotografi
2.      Monochromatic film , yaitu jenis film yang memiliki kepekaan terhadap satu jenis warna cahaya , misalnya warna biru saja.Jenis ini digunakan untuk x-ray film blue sensitive
3.          Orthochromatic film , yaitu jenis film yang memiliki kepekaan terhadap terhadap  warna hijau sampai violet. Jenis ini digunakan untuk x-ray film green sensitive.


Kharakteristik film :
Ada 3 karakter utama pada film , yakni  speed , latitude  dan kontras.
Speed film
Speed film adalah kemmpuan film dalam merespon sinar-x , dengan kata lain ini adalah merupakan sensitivitas dari film itu , selanjutnya lebih dikenal dengan istilah speed  film

                                                                                1
                             Speed     =  --------------------------------------------------------
                                                Jumlah R ( Rontgen ) yang dibutuhkan untuk
                                                menghasilkan  1 satuan densiti

Jika untuk menghasilkan 1 satuan densiti dibutuhkan sinar-x sejumlah 25 mR , maka peed film terebut adalah  :
                                         
                                                  1                                    1
                        Speed   =  ------------------  =       ------------------         =     40    
                                             25  mR                    0,025  R

Dengan demikian semakin  tinggi nilai speed film , maka semakin rendah jumlah penyinaran ( mR ) yang dibutuhkan.
Speed film dapat diperlihatkan dalam kurva karakteristik film berikut

Untuk menghasilkan densitas yang sama yaitu  D  =  D A  =  D B Ternyata film B  membutuhkan eksposi lebih rendah dari Film A (  E  film  B > E film A )  berarti  :
                              Speed film  B  >  speed film  A
Latitude film A  <  latitude film B
Speed film A  >  Speed fil B
Kontras fim A  >  kontras film B
Speed film adalah kemampuan film dalam merespon sinar-x , dengan kata lain ini adalah merupakan sensitivitas dari film itu.  

*Latitude 

Kemampuan film dalam menerima eksposi terbatas sampai tingkat eksposi tertentu., film mungkin belum merespon sempurna untuk terjadinya penghitaman. Apabia ditambahkan eksposi , pada rentang  nilai eksposi tertentu mungkin  film tersebut sangat baik dalam meresponnya, sehingga menghasilkan penghitaman yang proporsional terhadap eksposi  yang diberikan. Tetapi bila ditambahkan lagi eksposinya, mungkin film tersebut sudah tidak mampu lagi menaikkan penghitamannya secara proporsional , atau penghitamannya bahkan menurun.
Latitude eksposi menerangkan pada batas eksposi berapa film terebut dapat merespon eksposi menjadi penghitaman secara proporsional.
      
Gambar memperlihatkan kurva kharakteritik film dengan berbagai daerah eksposi , maing-masing kita kenal dengan daerah kabut ( fog ) , daerah   tumit , daerah ekposure ( straight part ) , daerah shoulder
Bagian-bagian dari kurva :
Daerah kabut  ( Fog )  a ---b
  • Tidak tergantung pada besarnya eksposi
  • Tergantung pada penyimpanan film
  • Densitas dari base
  • Diatas densitas fog  --------------à densitas akibat eksposi.
Daerah tumit  ( b -----c )
  • Daerah eksposi ambang
  • Daerah terang ( opasitas )
  • Daerah densitas tulang
  • Besarnya  0,1  -  0,4

Daerah garis lurus ( c --- d  )
  • Daerah yang terpenting dari film
  • Densitas berbanding lurus dengan eksposi
  • Kemiringan kurva  ( slope )
  • Perbedaan densitas maksimum dari daerah eksposi yang berbeda  ( tertenru )  --à
Υ ( gamma )             
Daerah bahu ( shoulder )    d ---- e
  • Daerah sangat hitam   -à D  =  3 – 4
  • Daerah radiografi paru
  • Daerah kelbihan eksposi
Pada daerah shoulder , film berkurang kemampuannya untuk menampilkan densitas yang sebanding dengan  besarnya eksposi yang diberikan , sehingga pada daerah ini dapat  kita katakan batas puncak kemampuan nya untuk menampilkan densitas.
Bila eksposi kita naikkan lagi sampailah kita pada daerah dimana film mencapai kejenuhan terhadap eksposi , sehingga walaupun eksposi  ditambah , densitas malah menurun
Rentang eksposi yang dapat diterima oleh film , yang dapat menghasikan nilai densitas yang sebanding dengan besarnya eksposi yang diberikan disebut dengan latitude eksposi.
Daerah tumit dan daerah bahu harus dihindari , sebab kontras didaerah ini sangat kecil. Ini adalah daerah kekurangan atau kelebihan eksposi.
Pada daerah tumit , film belum mampu menampilkan densitas yang  sebanding dengan besarnya eksposi yang diberikan
Pada daerah eksposure , film mampu menampilkan densitas sebanding dengan besarnya eksposure yang diberikan
Pada daerah shoulder , film berkurang kemampuannya untuk menampilkan densitas yang sebanding dengan  besarnya eksposi yang diberikan , sehingga pada daerah ini dapat kita kita katakan batas puncak kemampuan nya untuk menampilkan densitas.
Bila eksposi kita naikkan lagi sampailah kita pada daerah dimana film mencapai kejenuhan terhadap eksposi , sehingga walaupun eksposi  ditambah , densitas malah menurun

Rentang eksposi yang dapat diterima oleh film , yang dapat menghasikan nilai densitas yang sebanding dengan besarnya eksposi yang diberikan disebut dengan latitude eksposi.
Kontras film
Kontras film adalah kemampuan film dalam mengekspressikan rentang nilai penghitaman dari daerah yang paling terang sampai daerah paling gelap
Dengan demikian kontras film menunjukkan latitude density dari film tersebut.
               
(D max  - D min )ax  film A    terlihat  >  (D max –D Min ) film B
Latitude densiti film A > latiude film B
Kontras film A   > kontras film B
§         Bagaimana menggunkan filter safe light.
§         Pada saat menangani film , penting untuk memilih filter safelight yang benar, pertimbangan rentang sensitifitas warna film yang digunakan , cahaya yang meliwati filter safelight harus berada dalam rentang sempit yang dapat dilihat untuk mata manusia tapi pada film tidak sensitif.
·         Film reguler :
Film merah atau  kekuningan harus digunakan ,karena ia hanya meloloskan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya hijau kebiru-biruan.
·         Film Orthochromatis. Harus menggunakan filter merah dengan panjang gelombang yang lebih panjang dari panjang gelombang cahaya jingga.
Waktu yang aman untuk pemakaian filter safelight tergantung pada kondisi  khusus pada film yang digunakan , sumber cahaya dll. Karenanya perlu untuk melakukan test untuk memastikan keamnan filter pada kondisi-kondisi tersebut iluminasi dan jarak sumber cahaya dengan film.
 
Komposisi .
(A)    Penyangga ( base )
Film Radiografi
Film Imaging
Film Duplikat
Ketebalan sekitar 180 micron base  dari Poliethylene Terephthalate ( PET ), sangat baik ketahanan mekanisnya, kerataannya dan stabilitas dimensinya
Film Fluorografi
Ketebalan base Triacetate cellulose ( TAC ) sekitar 120 micron atau ketebalan sekitar 100 micron ketebalan base PET. Base TAC mudah dipotong dan atau dilipat dan bahan terhadap listrik statis.
( B ) Fungsi setiap lapisan
·         Lapisan pelindung : Mencegah goresan dan tekanan
·         Lapisan emulsi : Lapisan  yang peka sinar-x yang berisi perak halida.
·         Lapisan bawah : Mengikat emulsi pada lapisan penyangga ( base )
·         Lapisan anti halation  : mencegah halasi cahaya ( pemantulan yang tidak teratur pada permukaan base ) untuk meningkatkan ketajaman gambaran yang dibentuk.
·         Lapisan backing : mencegah pembentukan listrik statis dilapisan belakang film fluorografi.
( C ) Silver hallida  / perak Halida
Terutama terdiri dari Silver bromida ( Ag Br ) dengan sedikit silver iodida (Ag I ) silver hallida  bervariasi karakternya sesuai dengan komposisinya , ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel  silver halida Apabila di ekspose dengan cahaya , lalu dikembangkan , berubah menjadi perak hitam.
( D )  Gelatin
Silver hallida partikel-partikelnya disebarkan dalam media gelatin yang terbuat dari kulit dan tulang-tulang binatang.
( E )  Bahan-bahan tambahan.
·         Hardener / pengeras : Bereaksi dengan gelatin untuk mengeraskan tiap-tiap lapisan dan mencegah goresan dan tanda-tanda adanya tekanan.
·         Bahan pembungkus : pencegah penempelan antara film atau film dan IS dan juga memberikan kehalusan yang pas pada permukaan film. Bahan ini juga efektif untuk mencegah pembentukkan listrik statis.
·         Bahan anti statis : mencegah masalah yang disebabkan oleh listrik statis , yang menyebabkan permukaan film bersifat konduktif dan film tidak dapat di muati untuk muatan listrik.
·         Zat pemeka spektrum : Fungsi-fungsi untuk memperlebar daerah sensitif spektrum silver hallida.
·         Anti foggant / anti fog : mengurangi kekaburan akibat penambahan usia atau selama penyimpanan.
·         Campuran antihalasi : menyerap halasi.
Intensifying Screen
Prinsip dari tabir penguat  ( intensifying screen  ) adalah apabila bahan yang menyerap  radiasi sinar-x  dan memancarkannya kembali dalam bentuk sinar tampak Tabir penguat  ini dipakai dalam radiography dan tabir fluoroskopi . Banyaknya  cahaya yang dipancarkan berbanding lurus dengan exposi sinar-x yang mengenai tabir . Jadi setiap pola yang terbentuk oleh berkas sinar-x akan diubah kedalam pola yang serupa dan kelihatan.
Luminisensi ( perpendaran )
Bahan-bahan luminisense yang dapat memancarkan cahaya sebagai akibat disinar dengan sinar-x dapat dibagi kedalam 2 golongan :
1. Bahan Fosforesensi
Bahan ini apabila menerima radiasi radiasi sinar-x akan  menyerapnya terlebih dahulu , baru memancarkan   cahaya tampak  setelah selang waktu tertentu. Bahan seperti ini tidak cocok untuk fluoroskopi , sebab kita menghendaki bahwa setiap perubahan pola sinar-x harus terlihat dengan segera.Penundaan dalam pancaran cahaya juga akan mengakibatkan pola menjadi kabur karena pergerakan  obyek. Penundaan perubahan dari berkas sinar-x  menjadi sinar tampak disebut afterglow.
2. Bahan fluoresensi
Bahan ini akan berpendar setelah menerima radiasi , langsung memancarkan cahaya tampak Bahan ini sangat cocok untuk tabir fluoroskopi, sebab  setiap perobahan pola sinar-x dapat             terlihat dengan segera. 
Bahan-bahan fluoresensi terbuat dari  kristal-kristal yang mempunyai tingkatan-tingkatan energi elektron  seperti dalam atom-atom yang terpisah-pisah, demgan mempunyai pola tingkatan-tingkatan tenaga yang terpisah pisah ( kulit K,L, M )
Untuk tingkatan luar kebanyakan kosong. Disini tiap elektron tidak terikat pada tenaga tertentu , tetapi kehadiran atom-atom lain memungkinkan bagi tiap elektron untuk mempunyai sembarang tenaga . Tingkatan-tingkatan  tenaga ini membentuk band ( daerah ) tenaga-tenaga elektron tertentu.
O
          Daerah ( band ) konduksi
E1
          Daerah terlarang
E2
         Band ( daerah ) terisi  ( valensi band )
Makanisme pencahayan Intensifying screen
Foton sinar-x yang mengenai kristal fosfor , dapat menghasilkan beribu foton cahaya yang diemisikan oleh kristal fosfor. Proses perubahan energi sinar-x menjadi cahaya tampak oleh screen disebut dengan luminisensi ( perpendaran cahaya = pencahayaan )
Mekanisme luminisensi adalah sebagai berikut :
1. Energi radiasi diserap ( penyerapan photo listrik oleh atom-atom dari material fosfor
2. Elektron yang terlepas meninggalkan pita valensi menuju pita konduksi . Pada posisi ini electron memasuki kondisi  high energi state. Material fosfor yang tidak murni ( impurity) , menghasilkan luminescence centre yang cenderung memiliki kekuatan menarik electron.kembali ke pita valensi.
3. Akibat electron kembali ke pita valensi , electron kembali memasuki kondisi lower energy state , sambil melepaskan energi yang berbentuk cahaya tampak.
Fosfor murni sangat sedikit menghasilkan pencahayaan.
Impurity *( ketidak murnian ) fosfor yang sangat banyak dipakai dalam radiografi adalah :
                                       
                                             Zn  ------à  ZnCdS
                                             Tl  ===è  NaLTl dan
                                             WO4   à CaWO4
Ada 2 model pencahayan , yaitu fosforisensi dan fluororisensi
Fosforisensi adalah pencahayan yang terjadi saat setelah material fosfor dikenai radiasi ,Delay waktu sampai terjadinya pencahayaan > 10-8 detik
Fluorisensi adalah pencahayaan yang terjadi seketika dan sesaat, pada waktu material fosfor dikenai radiasi. Waktu tejadinya pencahayaan < 10-8 detik
Mekanisme  Pencahayan pada screen.
Dengan adanya penyerapan foto listrik,  electron yang dikenai radiasi akan memiliki kelebihan energi segera meninggalkan daerah valensi ( Valence band ) menuju daerah konduksi ( Conduction band ). Selanjutnya electron memasuki daerah konduksi dan melintas dengan kecepatan tinggi pada daerah konduksi. Pada saat bersamaan luminicence center bekerja menarik electron kembali ke lower energi state Karena energinya cukup tinggi maka terjadi lompatan electron dari energi tinggi ke daerah energi rendah. Pada saat terjadi lompatan energi terebut terjadilah pelepasan energi foton cahaya ,sebagai bentuk pencahayaan fluoricensi.
Syarat-syarat bahan fluorosensi ( I S ):
-          Dapat menyerap radiasi cukup besar ( Z tinggi )
-          Mengeluarkan cahaya ( warna )tertentu
-          Mempunyai after glow yang singkat .
Bahan-bahan yang kita pakai untuk intensifying screen ( IS ) adalah :
- Konvensionil :  CaWO4 ,  ZnSO3 , ZnCdO4 ,  BaPbSO4, bahan ini biasa disebut dengan salt screen.
- Rare Earth :
Rare earth substances adalah material-material fosfor yang secara alamiah jumlahnya sangat terbatas. Rare earth merupakan material fosfor yang sangat baik efisiensi pencahayaannya, sehingga banyak dipakai sebagai bahan baku intensifyaing screen. Keunggulannya adalah dapat menghasilkan pencahayaan 4 kali lebih besar dari Intensifyaing Screen  CaWOjenis fast.
§         LaO2S2:Tb ……> Terbium activated lantanum Oxysulfida.
§         GdO2S2:Tb ……> Terbium Activated Gadolium Oxysulfida
§         Y2O2S2:Tb…….> Telerium Activated Yitrium Oxysulfida
Calcium tungstate bisa dipakai untuk tabir penguat , sedangkan Zinc Cadmium Sulphide untuk tabir fluoroskopi. Barium lead  sulphide dan Zinc Sulphide tidak dipakai lagi untuk tabir penguat hanya kadang-kadang dipakai dalam tabir mass miniature radiography ( photo fluoroskopy )
Intensifikasi gambar
Radiografi memerlukan Intensifying screen , yang berfungsi sebagai lembar penguat gambar , melalui proses pencahayaan akibat penyinaran. Bila memamakai Intensifying screen dapat menghemat nilai penyinaran , disamping menghasilkan mutu gambar yang lebih baik. Proses yang demikian kita sebut dengan intensifikasi gambar.. Dengan demikian apabila menggunakan Intensifying  screen memerlukan Factor Intensifikasi , yaitu nilai perbandingan antara penyinaran tanpa menggunakan Intensifying screen dengan penyinaran dengan menggunakan intensifying screen.

                                                                                        Eksposi tanpa  I S
                                                Faktor intensifikasi  =  ------------------------
                                                                                       Eksposi dengan I S
Sebagai contoh , suatu gambar dengan densitas 2.00 membutuhkan nilai penyinaran tanpa intensifying screen sebesar 6400 mR. Apabila dilakukan penyinaran dengan menggunakan Intensfying screen , bilai penyinaran hanya 200 mR , jadi factor intensifikasinya  adalah :
                                                                                              6400 mR
                                                     Faktor intensifikasi   =---------------------   =  32
                                                                                              200 mR
Apabila diketahui nilai mAS dengan Intensifying screen pada suatu pemotretan dibutuhkan 50 , maka kebutuhan mAS pada pemotreten tanpa intensifying screen adalah  32 x 50 mAS  = 1600 mAS.

                                                               EA          EB
Dengan memakai tabir penguat maka eksposi sinar-x yang diperlukan untuk menghasilkan densitas film tertentu jauh berkurang. Pengurangan ini diukur dengan faktor penguat ( IF )
Tabir dengan IF yang tinggi disebut tabir cepat.
Kurva karakteristik dari film A disinar  tidak dengan tabir penguat , sedangkan film  B denga tabir penguat.
IF untuk kombinasi film dan tabir pada densitas = 1 adalah     IF  =  EA  /  EB.
Harga IF dapat menjadi besar , yang berarti pengurangan banyak dalam eksposi sebagai akibat dari pemakaian tabir penguat.
Faktor-faktor pengaruh  I S  adalah::
1.       Komposisi phosphor : dimana komposisi yang diproduksi dengan baik ( well manufactured ) tentu akan menghasilkan efisiensi pencahayaan yang baik.
2.   Ketebalan lapisan phosphor ; Lapisan yang lebih tebal akan menghasilkan pencahayaan yang lebih banyak , akan tetapi lapisan yang tipis menghasilkan detail gambar yang lebih baik.
3.        Reflective layer ; reflective layer menambah speed , tetapi mengurangi resolusi gambar.
4.       Crystal size ( ukuran kristal ). Ukuran  kristal yang lebih besar , menghasilkan emisi pencahayaan yang lebih besar  dan sebaliknya.
High speed screen , ukuran kristalnya  = 8 micron
Fine detail screen , ukuran kristalnya  = 4 micron.
5.        Konsentrasi phosphor  ; konsentrsiny tinggi maka speed dari tabir penguat jyga tinggi juga dan sebaliknya.
6.        Dye ( cat ) berfungsi untuk mengontrol penyebaran cahaya  , menyerap cahaya hamburan , sehingga cat ( dye ) dapat meningkatkan ketajaman gambar.
Jenis-jenis intensifying screen   ( I S )
§         Slow screen ( High definition )
§         Par speed ( medium )
§         Fast screen ( low definition )
Speed dari intensifying screen
Intensifying screen yang effisiensinya tinggi dalam pencahayaan disebut memiliki speed yang tinggi . Berdasarkan nilai speednya dikenal berbagai macam intensifying screen  :

Fine detail

( 50 )
Par speed

 ( 100 )
High speed

( 200 – 300 )
Ultra high speed
(200 – 1200)

Jenis fosfor


Emisi cahaya


Faktor intensifikasi

Resolusi  lp/mmi

Ca WO4


Violet


20 – 30


15

CaWO4


Violet


30 – 60


10

CaWO4
BaPbSO4

Violet / Ultra violet

200 – 300


7

LaOBr : Tb
GdOBr:Tb

Blue / green


200 – 1200


7 - 15


Dari table diatas dapat dilihat bahwa :
  1. Speed yang rendah , yang berhubungan dengan emisi pencahayaan dengan spectrum yang lebih sempit
  2. Speed yang rendah , factor intensifikasinya juga rendah
  3. Speed yang rendah menghasilkan resolusi gambar yang lebih tinggi , kecuali pada ultera high speed resolusi gambar yang baik masih dapat dipertahankan
Pada hakekatnya , penggunaan screen meningkatkan nilai penghitaman gambar pada film. Dengan demikian berarti meningkat speed film  , yang juga berarti meningkatkan kontras gambar.
Berbagai material dan tipe pencahayaannya


Material

Emisi cahaya

l maks ( nm )

Keterangan

Ca WO4
BaSrSO4
GdO2S : Tb
LaOBr :Tb
BaPbSO4
Y2O2S :Tb
BaFCl :Eu2+
(ZnCd)S :Ag
CsI :Na

Violet-blue
Violet
Green
Violet-blue
Violet
Blue - Green
Violet – Blue
Blue – Green
Blue - green

430
390
545
350 -500
370
350 -600
390
530
420

Detail, par speed
Regular
Rare-earth
Rare-earth
High speed
Mammografi
High speed
Image Intensifier
Image intensifier

Efek pemakaian Intensifying screen ( I S )
1.Terjadi ketidak tajaman gambaran.

Sebuah pola yang tajam / dalam
Berkas sinar-x menghasilkan gambaran yang tajam pada film bila (a) tidak pakai tabir , tetapi gambaran yang kabur  ( tidak tajam)  bila (b) dipakai tabir.
Pemakaian tabir penguat dengan If tinggi mengakibatkan pengurangan eksposi  tabung (mAS ) dan dosis pasien yang besar , akan tetapi menghasilkan pola yang kabur pada film.. Foton sinsr-x yang diserap dalam lapisan tabir penguat menghasilkan foton cahaya yang dipancarkan kesegala jurusan . Tidak seluruh foton sinar-x akan mencapai film, hanya yang sampai ke film yang akan membentuk gambran latent.Dalam praktek keadaan ini menjadi lebih buruk dengan adanya sinar hambur yang terjadi pada tabir. Pemasukan bahan cat kedalam tabir akan mengurangi hamburan tersebut.Pada pembuatan tabir , pabrik akan mengatur tebalnya tabir , besar ukuran  kristal , dan jumlah cat untuk menghasilkan kombinasi optimum dari IF dan ketidak tajaman tabir.
1.        Mottle
Mottle adalah adalah perbedaan densitas yang tidak beraturan pada gambaran Rontgen
Mottle dapat timbul karena :
-          Ketidak sama-rataan lapisan screen , sehingga radiograf tidak mendapatkan intensitas yang sama. Ini disebut dengan screen mottle
-          Pemancaran sinar-x adalah proses yang random, seingga walaupun dalam berkas uniform, jumlah rata-rata foton sinar-x yang sampai kesetiap bagian tabir tidak sama / tidak meratanya intensitas sinar-x sampai ke Intensifyaing screen . Ini disebut Quantum Mottle
Efek penyinaran sinar-x pada gambaran Radiografi
Pola pada film sinar-x mempunyai tingkat kekelabuan yang berbeda-beda berkisar dari film  yang hampir terang berasal dari bagian pasien  dimana sinar-x  hampir seluruhnya diatenuasi  dan tak sampai ke film yang hampir hitam berasal dari bagian-bagian dimana banyak radiasi melalui pasien dan mencapai film. Demikian pula  tabir fluoroskopi mempunyai brightness  berkisar dari daerah yang sangat  suram dimana sedikit sinar-x  mencapai tabir  kedaerah  sangat terang dimana banyak sinar-x mencapainya.
Dari tingkat kekelabuan dan brightness  berbeda-beda ini para Radioloog dapat mengirakan mengenai tebal dan jenis bahan yang dilalui  sinar-x  dan membuat  diagnosa  klinis.


                                                                 Bila sinar-x yang keluar dari pasien itu kecil
                                                                 maka bagian pasien yang dilaluinya adalah
                                                                sangat tebal dan pekat dan /atau dari bahan
                                                                yang tidak begitu menyerap.
                                   X o             
1                                                                      Setelah melalui  tulang ( 1 ) intensitas sinar-x
2                                                                      berkurang dari X0 menjadi X1 , sedangkan melalui otot ( 2 ) dari X0 menjadi X2.
                                     Perbedaan intensitas ini X1 dan X2  
                                    membentuk pola berkas sinar-x.        
                          X1               X2 

                      Transmisi sinar-x  oleh dua bahan
                                            yang berbeda 
Fluoroskopi.
Dalam fluoroskopi pola intensitas yang diteruskan dan disebabkan oleh pasien diarahkan ketabir fluoroskopi.
Brightness ( L ) cahaya yang dipancarkan setiap titik pada tabir sebanding dengan intensitas ( X ) sinar-x  mengenai titik tersebut pada tabir. Jadi pola intensitas dalam berkas sinar-x diproduksi sebagai  pola dari pancaran cahaya tampak yang berbeda.
Bila terdapat banyak sinar-x terdapat pula banyak cahaya dan sebaliknya.
Faktor-faktor  penting yang mempengaruhi pola tersebut adalah :
§         Kualitas ( kV ) sinar-x
§         Tebal bahan penyerap ( pasien )
§         Nomor atom dan densitas berbagai bahan.
Sinar-x pada waktu melalui bahan akan mengalami pengurangan intensitas sesuai dengan hukum eksponensial .
Jadi hubungan     X1 , X2  dan X0 adalah
                                 X1    =  X0 e -m1x
                                  X2  =   X0 e -m2x
  m1  dan m2  = koefisien atenuasi linear kedua bahan
               x     = tebal bahan
Dari kedua persamaan diatas maka :
                       X1   <  X 2 , maka
                        X0 e -m1x    <   X0 e -m2x
                   - µ1 x    Log e        <   -  µ2 x  log e
                                                 - µ1   <  -  µ2
                    jadi  ,                µ1         >      µ2
Kombinasi film dengan screen
Energi sinar-x sebelum mengenai film terlebih dahulu menegnai kristal foosfor pada screen , terjadilah peristiwa penyerapan , tenaga foton sinar-x diubah menjadi foton cahaya . Kemudian energi foton cahaya diserap oleh emulsi film , digunakan untuk megurai AgBrmembentuk bayangan latent
Sebuah foton sinsr-x diubah menjadi sejumlah foton cahaya tampak  .Dalam hal tersebut , maka kebutuhan yang ingin di penuhi adalah :
  1. Jenis pencahayaannya harus sesuai dengan sensitifitas AgBr.
Berbagai jenis  warna  cahaya dapat dihasilkan melalui proses pencahayaan pada intensifying screen , mulai dari ultra violet , violet , biru dan hijau.Sementara ketebalan emulsi dan structure kristal AgBr nya dapat didesain dan dikonstruksi sedemikian rupa , sehingga sesuai untuk salah satu jenis pencahayaan diatas. 
  1. Jumlah pencahayaannya mencukupi untuk density yang diinginkan . Jumlah pencahayaan yang banyak , menghasilkan nilai density yang tinggi, tetapi tidak semua radiograf  ( gambar Rontgen ) menghendaki nilai density yang tinggi.
Emisi spectral
Kesesuaian  antara kebutuhan film/ penggambaran dengan kemampuan pencahayaan oleh screen dapat dijelaskan dengan emisi spectral berikut  :


 
















Keterangan gambar
Kurva A : menunujukkan sensitifitas film radiograf terhadap cahaya,  Berawal dari panjang
                 gelombang     rendah sampai 500 nm.
Kurva B : menunjukkan kemamampuan emisi pencahayaan oleh Intensifying screen pada spectrum
                  cahaya  dari 350 nm sampai 550 nm
Kurva C : menunjukkan kemampuan emisi pencahayaan oleh  fluoresence screen  pada spectrum 
                 Cahaya   dari 450 nm  sampai  650 nm                  
Kurva D : menunjukkan sensitifitas / kemampuan mata terhadap cahaya , yang berkisar antara 430 nm
                 sampai 700 nm.

Kurva A sesuai berpasangan dengan kurva B dan kurva C sesuai berpasangan dengan kurva D , sebab puncaknya sama , masing-masing pasangan berada pada daerah spectrum yang relative sama, sehingga disebut sesuai dalah hal :
---------à antara emisi cahaya intensifying screen dengan sensitifitas film
---------à antara emisi cahaya fluoresence screen  dengan sensitifitas mata.
Sensitifitas film blue dan green terhadap emisi cahaya CaWO4 dan Gd2O2S:Tb                                      
 









              I                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
                                   400                       500                       600                      700                   (nm)               
Keterangan gambar :
  1. Film blue  dan film green dapat menangkap emisi cahaya CaWO4 , walaupun intensitas emisi      CaWO4 relatif kecil
  2. Film blue tidak dapat menangkap emisi Gd2O2S:Tb khususnys pada daerah yang intensitasnya  paling besar
  3. Film green sangat baik dalam menangkap emisi  Gd2 O2 S: Tb , khususnya pada daerah yang
        intensitasnya paling bear.
Kesesuaian kombinasi antara film dan screen , untuk kebutuhan pemeriksaan secara spesifik , harus dipertimbangkan berdasarkan kualitas film dan screen itu sendiri. Pemilihan tidakdapat dilakukan dengan menilai film dan screen secara terpisah

KONTRAS

         Kontras adalah perbedaan densitas antara bagian yang gelap dengan bagian yg terang dari gambaran radiologi

Dalam penilaian terhadap kontras dibedakan atas :
-         Kontras obyektif
-         Kontras subyektif
Kontras Obyektif  tidak selalu dapat diterima oleh mata , harus melampaui harga ambang. Diatas nilai ambang ini barulah dapat dibedakan secara subyektif.
Kontras obyektif dapat ditentukan dengan perhitungan dan pengukuran, sedangkan  kontras subyektif ,berbeda setiap orang ,tergantung dari penglihatan seseorang.
Kontras dalam ilmu radiografi  dapat kita bedakan sebagi berikut :
- Kontras Radiasi
- Kontras subyek
- Kontras film
- Kontras gambar ( radiografi )
*Kontras Radiasi adalah nilai perbandingan antara intensitas sebelum mengenai obyek ( bahan )  (=  I0 ) dengan intensitas yang menembus bahan  ( I t )   
Kontras Radiasi  =  I0  /  I  
                                    It = I0  e-mx

                                  X = tebal bahan.

                                  mfaktor atenuasi  bahan
Kontras radiasi tergantung pada :
-          tebal bahan
-          kerapatan / nomor atom bahan
-          kualitas radasi
Pada penyinaran film Rontgen  , dimana  x adalah menunjukkan ketebalan film dan  m   adalah angka serap linear emulsi film ( factor atenuasi film ) ,. maka nilai logaritma dari kontras radiasi adalah  adalah nilai densitas film
                                I0   
          D    =  Log---------
                                I t
*Kontras Subyek adalah perbedaan Intensitas radiasi yang telah menembus bahan  tergantung pada ketebalan / kerapatan obyek ( organ ) dalam suatu bahan  
Oleh karena dadalam obyek yang disinar terdiri dari structure ketebalan maupun kerapatan yang bermacam-macam , maka intensitas yang keluar setelah menembus obyek itu juga bermacam-macam . Dengan demikian obyek yang disinar berfungsi sebagai subyek , maka terjadilah perbedaan intensitas radiasi.Perbedaan ini disebut dengan kontras subyek.
 
     A  <  B  <    C
Maka  
         I1       >     I2            >      I3

  Kontras subyek   :    
                                                I1                                I2            
                                    AB  =  -----     ;   BC       =  -------
                                                 I2                                 I3

Pada radiograf obyek-obyek yang disinar senantiasia memiliki variasi ketebalan, kerapatan , sehingga selalu menghasilkan kontras subyek. Kontras subyek yang dihasilkan dapat dikontrol dengan nilai kV yang diberikan . kV yang semakin tinggi akan mengurangi nilai kontras subyek yang dihasilkan. Dengan naiknya nilai kV , tingkat penyerapan photo listrik akan berkurang , attenuasi bahan berkurang , sehingga kontras yang dihasilkan juga berkurang.( menurun )
Kontras subyek dalam radiografi sangat penting  , sebab tanpa adanya kontras subyek ,pola yang didapat pada radiograf tidak akan terbentuk.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kontras subyek adalah :
  1. Variasi ketebalan bahan
  2. Perbedaan nilai  ketebalan bahan
  3. Variasi densitas bahan
  4. Perbedaan antar densitas dalam bahan
  5. Daya tembus radiasi.
*Kontras film
Kontras film adalah perbedaan nilai densitas optik yang dapat dicatat oleh suatu film.
Kontras film dapat dinyatakan dengan sudut kemiringan garis pada kurva karakteritik. Sudut kemiringan yang baik dalam radiografi  adalah    =45 0
               
*Kontras gambar
Kontras gambar adalah pola distribusi penghitaman ( opasitas dan lusensi ) gambaran tiap tiap organ , yang dimiliki oleh suatu gambar radiografi,
Kontras gambar adalah suatu gambaran organ atau struktur obyek tertentu pada suatu hasil radiografi, yang dapat diamati secara visual ( oleh pengamat ) ,dan dapat dinyatakan nilainya secara subyektif.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kontras gambar adalah :
-          Ketebalan pasien
-          Penggunaan grid
-          Jenis film dan IS
-          Faktor eksposi
-          Teknik posisi
-          Teknik kompressi
-          Teknik air-gap
-          Teknik kV tinggi
-          Teknik bahan kontras
-          Teknik pencucian film.
Kontras gambar merupakan perpaduan seluruh pengaruh tersebut , baik positif maupun negative , yang disimpulkan dalam suatu penglihatan.  Dengan demikian penentuan akhir dari nilai kontras radiografi ini sangat mengandalkan keseimbangan dan keharmonisan antara keseluruhan factor-faktor pengaruh tadi
Ilustrasi diatas menunjukkan ketebalan obyek yang berbeda dan  nomor atom / angka serapnya yang berbeda  ( X1m1  , m2 X2 ).
Untuk keadaan diatas maka persamaan kontras dapat dinyatakan sebagai berikut :
                        C  = 0.4343ý. (m1x1 – , m2 x2 )
Apabila ketebalannya berbeda tetapi materialnya sama  ( m1 ==  m2 ) maka persamaannya menjadi  :
                         C  =  0.4343  ý   m   (X1  --  X2 )  
Apabila ketebalannya sama      (X1  = X2)  , tetapi materialnya berbeda , maka persamaannya menjadi    :
                        C  =  0.4343  ý   ( m1 --  m2 )   X
MAGNIFIKASI DAN DISTORSI
Apabila dilakukan pemotretan terhadap objek ( dalam pembuatan photo Rontgen ) , maka gambaran yang kita dapatkan akan terjadi perubahan baik bentuk ( shape ) ataupun ukuran ( size ) dari objek yang kita maksudkan. Dalam  ilmu radiografi , perubahan ini kita kenal dengan  magnifikasi dan distorsi.
Magnifikasi adalah perubahan ukuran suatu objek dimana gambaran yang terbentuk akan menjadi lebih besar dari pada benda aslinya.
Distorsi adalah perubahan bentuk dari objek yang kita maksud dimana bentuknya menjadi tidak sama dengan bentuk benda aslinya.

                                                               F                                                              F




                                                                                     objek














 







                                                         Distorsi                                                 Magnifikasi

Gambar dari kepingan uang logam diatas , dengan mengatur posisi bidang uang logam tersebut tegak lurus bidang film , maka hasilnya tidak lagi berbentuk  lingkaran , melainkan berbentuk batang , tetapi bila kepngan uang logam terebut diataur  posisinya horizontal  , sejajar dengan bidang film , maka hasil gambarannya adalah berupa lingkaran , hanya ukurannya akan lebih besar dari lingkaran sebenarnya .  
Dalam radiografi , distorsi dan magnifikasi adalah dua hal yang senantiasa terjadi bersamaan dalam satu gambaran
Pengukuran dan perhitungan magnifikasi
                            
                                                                                                     Magnifikasi adalah perbandingan
                                                                                                     antara bayangan dengan obyek
                          A B
      m        = ------------
                            a b
                    h                                                            f

                             f
       m      = --------------
                           h
                                      a                                   b

                                                                                                   d           

                     A                                             B                                        f
       m    = -------------------
                     f – d
Magnifikasi ( m )  makin besar / bertambah besar bila :
-           Jarak objek film ( d ) bertambah , pada jarak fokus film  konstan
-           Jarak fokus film ( f ) berkurang , pada jarak objek film ( d )  konstan.
Grafik hubungan antara magnifikasi m dengan jarak objek film d , pada jarak fokus film yang berbeda-beda
Pada sinar oblique
                                   







                                                                     a                    b                                                         
                                                                  A                  B

                                                                  A B                      f   
Pembesaran oleh sinar oblique  m =   --------------   = -------------
                                                                   a b                  f – d



 anak panah  , yang sejajar film dan pada jarak yang sama dari film , memberikan bayangan  yang sama besar dimanapun diletakkan.

Jadi bila objek sejajar film, maka gambaran yang diperbesar  (bayangan) akan berbentuk sama dengan objek pada film.





Magnifikasi dalam makro Radiografi .
                                                                                                          f
                                                                  ,                        m  = ----------------
                                                                                                         f – d
Bila dikehendaki suatu gambar dengan megnifikasi   1,5 kali ( 150 % ) , untuk f = 100 cm , maka jarak objek film film  ( d )  :
                                                                  f
                                                  .m =    ----------
                                                                f – d
                                                                 
                                                                 100                                                   150 - 100
                                                  .1,5 =    ----------                            d   =      ----------------  = 33,3 cm
                                                                100 – d                                                   1,5
Efek inklinasi objek
Gambar diatas memperlihatkan objek ( benda ) tidak sejajar dengan film, dengan membentuk sudut sebesar j dengan film. Ternyata bayangan benda ( ab ) pada film ( AB ) lebih kecil dari bayangan benda  (a’b’ = ab )  yang ditunjukkan dengan A’B’  yang sejajar film dengan rata-rata  jarak yang sama terhadap film. Pengurangan  ukuran bayangan tergantung dari besarnya sudut  j  ( inklinasinya ). Bila  j nya besar , maka  ukuran besar bayangan berkurang dan dapat lebih kecil dari ukuran objek yang sebenarnya. Bentuk bayangan juga berubah dari lingkaran menjadi elips Bentuk dan besarnya ukuran bayangan tergnatung dari sudut inklinasi  (j ) dari objek lingkaran ke film dan juga apakah sinar-x yang dipakai secara sentral atau oblique.
Ukuran dan bentuk bayangan dari objek miring tergantung dari posisi lateralnya dalam berkas sinar-x.
Inklinasi dengan sudut (j ) , dan ab = a’b’             AB  >  A’B’
Makin besar sudut inklinasinya (j ) , maka :
-          Ukuran bayangannya makin pendek
-          Ukuran bayangan dapat lebih pendek dari bendanya.
Distorsi : Perubahan bentuk bayangan karena posisi objek
Jika


 
Jika 2 objek yang sama besar dan sejajar film  , tetapi jarak terhadap film tidak sama , maka pembesaran tidak sama.





 Ukuran dan bentuk bayangan dari 3 bola yang sama besar dan sejajar film , tergantung dari letak lateralnya. Semakin lateral ( semakin jauh dari sumbu sinar ) semakin panjang bayangan ellipsnya.
Pada objek yang tipis datar , memungkinkan menempatkannya sejajar dengan film, tidak demikian halnya dengan benda yang tebal dan bentuknya yang tidak beraturan , sehingga bayangannya pada setiap bagian akan  mendapat pembesaran yang berlainan, tergantung pada jarak ke film sehingga bentuk keseluruhan akan berubah.
Distorsi dari bentuk dan posisi dapat dibuat sekecil munkin dengan pemakaian jarak fokus film yang besar dan jarak objek film yang kecil dan berkas sinar-x yang tegak lurus film ditujukan pada bagian ( objek ) yang diperiksa.

Ketidak tajaman gambaran  atau pengaburan

Salah satu unsur penilaian terhadap kualitas gambar radiografi adalah ketajaman gambar. Ketajaman secara subyektif didefinisikan sebagai kemampuan mata mengamati gambar radiografi dalam dalam mengekspresikan struktur anatomi tubuh / organ tertentu.
Secara obyektif ekspresi ketajaman dapat diukur pada media pencatat gambar. Salah satu tolok ukur dari ketajaman adalah kemampuan media pencatat gambar dalam menampakkan jumlah pasang garis persatuan lebar tertentu
Dalam radiografi unsur ketajaman sangat dibutuhkan , disamping juga kontras gambar radiografi sebagai unsur lain dari penilaian kualitas gambar radiografi. Tiap gambar radiografi menghendaki formula ketajaman dan kontras berbeda-beda , sehingga kontribusi ketajaman dan kontras terhadap  suatu gambaran Radigrafi perlu diatur sedemikian rupa , agar gambar tersebut dapat disebut sebagai gambaran yang berkualitas baik.
Ketajaman gambar dalam radiografi dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai 
1.Faktor geometri
Beberapa hal yang termasuk dalam unsur-unsur proyeksi pembentukan gambar , seperti , ukuran fokus, jarak antara obyek dengan film ( OFD ) , Jarak fokus dengan film ( FFD ). Besarnya penumbra, dapat mempengaruhi ketajaman gambar radiografi ( sharpness ) Pengaruh yang posisitf dapat meningkatkan ketajaman  gambar .Pengaruh negtifnya , dapat mengurangi ketajaman gambar atau bahkan menghasilkan ketidak tajaman gambar radiografi ( unsharpness ). Oleh sebab itu ketidaktajaman gambar yang disebabkan faktor geometri disebut geometric unsharpness  ( U g ) .    
Ketidak tajaman geometri bertambah bila :
a.       Ukuran fokus efektif bertambah
b.       Jarak fokus film  ( FFD ) berkurang ( semakin dekat )
c.       Jarak obyek film  ( O F D ) bertambah ( semakin jauh )
2. Faktor pergerakan
Salah satu komponen dari struktur radiografi ( misalnya tabung , obyek, kaset/film ) mengalami pergerakanselama eksposi , maka hasil gambarnya akan menjadi kabur
Hal tersebut menyebabkan gambar tidak tajam . Jadi pergerakan menyebabkan ketidak tajaman oleh pergerakan yang disebut movement unsharpness ( U m )

3. Faktor kombinasi film –screen

Kombinasi film-screen sangat besar artinya dalam menghasilkan kontras gambar, walaupun pengaruh nya kurang menguntungkan terhadap ketajaman gambar. Ketidak-tajaman gambar yang diakibatkan oleh pemanfa’atan kombinasi film-screen disebut film-screen unsharpness , atau disebut juga photographic unsharpness  ( U f )
Disamping ketiga faktor tersebut diatas , penyebab ketidak tajaman gambar juga dipengaruhi oleh   jenis fim emulsi ganda ( double emulsion ) dan ketidak tajaman dalam.
Pengaruh dari emulsi ganda adalah terbentuknya gambaran pada kedua sisi lapisan emulsi ,dimana walaupun sangat tipis tetapi memiliki keduanya batas yang berbeda. Ketidak tajaman  yang dihasilkan menjadi lebih besar ketika film masih basah , dimana lapisan emulsinya masih mengembang.Pada sa’at film sudah kering , nilai ketidak tajaman menjadi sangat kecil. Ketidak tajaman tersebut dinamakan ketidak tajaman paralax ( Paralax usharpness ) .
Pada ketidak tajaman dalam ,dimana hampir semua organ anatomi dalam pasien tidak terbuat dari obyek dengan ketebalan yang sama dan dengan tepi-tepi yang tidak tajam , tetapi dengan tepi-tepi bundar akan menghasilkan ketidak tajaman gambar.Perbedaan transmisi pada tepi obyek bulat menimbulkan pola densitas yang serupa tetapi berbeda dengan ketidak tajaman sebenarnya. Pola ini timbul karena radiasi melalui bermacam-macam tebal bahan dengan atenuasi yang terus berkurang bila mndekati tepi. Sebetulnya walaupun kelihatan seperti ketidak tajaman , ini bukan ketidak tajaman tetapi kontras yang berbeda-beda.
Evaluasi ketidak-tajaman ini dapat disatukan kedalam photographic unshapness.
Ketiga faktor yang mempengaruhi ketajaman gambar tersebut , secara bersama-sama andil dalam setiap gambar radiografi.. Perihal berapa besar andil dari tiap-tiap faktor diatas sangat tergantung pada proses pembuatan gambar radiografi yang bersangkutan
Dengan demikian apabila terjadi ketidak tajaman pada suatu gambar radiografi , maka hal tersebut terjadi oleh karena konstribusi kumulatif dari ketiga penyebab ketidaktajaman, yaitu ketidaktajaman geometri , ketidak tajaman pergerakan dan fotografi. Seluruh ketidak tajaman yang terlihat pada gambar radiografi kemudian disebut sebagai ketidak tajaman total atau total unsharpness (U T ) .   
                                                        3
                       
                  U T           =           U g  3       +  U m 3     U f  3

Ketidak tajaman geometri
                 
                             FOKUS AKTUAL 
                                                                                              a  = fokus efektif
                                                                                              h  =  Jarak fokus – obyek ( FOD )
a                                                                                                                                                                                                                        
                                                                                             d   = Jarak obyek – film   ( OFD )
                                                                                             f =  Jarak fokus – film  ( FFD ) 
                                    h
                                                                                   
                                                                                    Obyek disinar :
                                              P1   dan P2 adalah struktur  
               f                                  penghitaman semu , antara gambar
            obyek                                                                  obyek  yang sebenarnya dengan densiti luar obyek.
Densiti luar obyek   =  D op
Densiti dibawah obyek  =  D min
d

P1 = penghitaman peralihan dari
D op ke D min ( menurun )
P1      UMBRA        P2
Umbra = D min ( dibawah obyek )
P2  = penghitaman peralihan dari
D min ke D op ( meningkat ) 
Jadi  P1 dan P2 adalah pola penghitaman yang menyebabkan gambar tidak tajam, jadi penyebab ketidak tajaman gambar.
  P1  ,  P 2  =   U g
   Penumbra             d                      Ug            d                                                
  d
----------------- =  --------                 -------   = ---------                       Ug  =  a. ----------
         a.                    h                         a          (f – d )                                      ( f – d )


 

Ketidak tajaman pergerakan







 


                                                                                           Benda P Q selama penyinaran   
h.                                                             bergerak posisinya menjadi  P1 Q1
                                       menempuh lintasan sepanjang
PP1  =  Q Q1  = x
Diuar obyek  = D Optimum
f.                                                                                                                                                                    Dibawah PP1 ( x1 ) densitinya
                                                                                             menurun   = Dx1
     P                          Q
                                                                                           Dibawah P1 Q  = D minimum
              P1                           Q1
Dibawah QQ1 ( x2 ) densitinya meningkat  = D x 2
     d.
                                                                                            Dx1 dan Dx2 adalah pola

                                                                                            penghitaman  yang menyebabkan
 Um                                     Um                                          ketidak tajaman akibat pergerakan
D

Jadi Dx 1  = Dx 2  =  U m

Padahal kesebendingan geometri :
 

      U m                     f
   -----------    =   ------------ 
x.                                       h
                                                                                             
D op     Dx1        D min               Dx 2     D optimum






 

x = lintasan  gerak obyek  = v.t                  
v. = kecepatan dalam satuan cm/det   , t = waktu pergerakan dalam detik
h.  =  f – d  maka rumus menjadi :
        U m                       f
----------------  =   ---------------
        v.t                      ( f – d  )

                                           f
                    U m    = -------------  . v t
                                     ( f – d  )
Contoh  :
Bandingkan besarnya ketidak tajaman pergerakan antara radiografi jantung dan lambung, apabila diketahui masing-masing  organ tersebut  bergerak dengan kecepatan 50 mm/det dan
5 mm / det   . Jarak obyek film masing-masing cm , waktu eksposi  0,05 detik
Penyelesaian  :
                                                  f.
Rumus   :             Um  = ----------  v.t
                                             ( f – d )
Pada radiografi jantung 
                                             100 cm
                          U m   ---------------------- 50 mm / det   .  0.05 det       =   2,6  mm
                                     100cm  -  5  cm   
Pada radiografi  lambung

      100  cm
                         U m   =   ---------------------5 mm / det  . 0.05           =  0,26   mm
                                        100 cm  -  5 cm

Dengan demikian radiograf jantung pada teknik diatas menghasilkan ketidak tajaman pergerakan jauh lebih besar ( 10 kali ) dibandingkan dengan radiografi lambung.
Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa untuk mengurangi ketidak tajaman pergerakan utamanya adalah dengan mempersingkat waktu penyinaran
Pada kenyataannya , pergerakan beberapa organ dalam radiografi tidak dapat dikontrol, walaupun ada juga yang dapat diupayakan tidak bergerak selama dilakukan penyinaran.
Oleh karena itu dalam radiogfari perlu dicari waktu penyinaran yang tepat untuk setiap jenis organ, agar gambar yang dihasilkan ketidak tajaman pergerakan yang mungkin terjadi dapat diminimalkan.
Tabel organ dan lamanya waktu penyinaran  maximal yang disarankan  :
Organ yang tidak dapat dikontrol
t.(detik )
Organ yang gerakannya dapat dikontrol
t. ( detik )
Thorax untuk jantung
Lambung dan usus halus
Usus besar
0.05
0.5
1.0
Genetalia dan urinaria
Pelvis dan tulang belakang
Anggota gerak
2
5
10
Upaya lain untuk mengurangi ketidak tajaman pergerakan pada setiap gambaran radiogarafi, adalah dengan melakukan teknik pengaturan nafas selama penyinaran dilakukan atau dengan melakukan immobilisasi terhadap organ yang akan disinar.

Teknik pengaturan nafas pada radiografi thorax , yaitu dengan menginstruksikan tarik nafas dan tahan nafas selama penyinaran , maksudnya adalah :
Tarik nafas bertujuan agar volume paru mengembang, sehingga daerah pengamatan terhadap jaringan paru menjadi lebih luas. Tahan nafas , bertujuan agar paru dan tubuh secara keseluruhan diam , tenang , sehingga tidak terjadi pergerakan selama penyinaran. Meskipun demikian jantung masih tetap berdenyut selama penyinaran. Oleh karena itu waktu penyinaran kurang kurang dari 0,05 detik sangat dianjurkan.

Teknik pengaturan nafas pada radiografi abdomen , yaitu dengan menginstruksikan keluarkan nafas dan tahan nafas selama penyinaran., maksudnya adalah :
Keluarkan nafas bertujuan agar diaphragma naik , volume rongga abdomen mengembang , sehingga daerah pengamatan organ-organ abdomen menjadi lebih luas. Tahan nafas , bertujuan sama seperti pada radiografi thorax diatas .
Meskipun demikian peristaltik lambung dan usus masih terus bekerja , sehingga waktu penyinaran kurang dari 0,5 detik tetap dianjurkan.
Teknik immobilisasi dimaksudkan untuk mencegah terjadinya pergerakan obyek yang akan disinar ,dengan menggunakan alat-alat bantu atau alat-alat fiksasi tertentu.
Sebagai contoh  , head clamp untuk radiografi kepala , sand bag dan spon untuk radiografi ekstremitas , bahkan pengganjal dan lain sebagainya yang dapat digunakan untuk maksud tersebut.
Aat kompressi pada I V P , selain berfungsi menyetop / membendung aliran kontras pada ureter , juga sekali-gus dapat berfungsi sebagai immobilisasi.
Ketidak tajaman fotografi
( fotographic unsharpness =  U f )     
Ketidak tajaman fotografi disebabkan oeh film dan screen serta kombinasi keduanya dalam pemanfaatannya dalam penggambaran. Masing-masing faktor ketidak tajaman tersebut memiliki penyebab tertentu.
Ketidak tajaman oleh karena faktor film ditentutukan oleh hal-hal berikut :
1.       Ketebalan lapiasan emulsi film. Lapisan emulsi yang lebih tebal, mengakibatkan ketidak tajaman fotografi semakin besar
2.       Jenis emusi film. Jenis emulsi ganda ( double emulsion ) lebih besar dalam mengakibatkan ketidak tajam fotografi.
3.       Ukuran   kristal Ag Br.Ukuran kristal yang lebih besar mengakibatkan ketidak tajaman fotografi lebih besar.
4.       Speed film. Speed yang lebih tinggi , menghasilkan ketidak tajaman fotografi ebih besar
5.       effek paralax. Film basah , menghasilkan keidak tajaman fotografi lebih besar
Ketidak tajaman oleh karena  faktor screen , ditentukan oleh hal-hal berikut  :
  1. Ketebalan lapisan fosfor. Lapisan fosfor yang lebih tebal , mengakibatkan ketidak tajaman fotografi lebih besar
  2. Jenis kristal fosfor   Kristal fosfor yang lebih aktif , menghasilkan ketidak tajaman tografi lebih besar  
  3. Ukuran kristal fosfor. Ukuran kristal yang lebih besar , menghasilkan ketidak tajaman fotografi lebih besar.
  4. Speed screen. Speed yang lebih tinggi, menghasilkan ketidak-tajaman fotografi lebih besar
Ketidak tajaman oleh karena faktor kombinasi film-screen , ditentukan oleh hal-ha berikut :
  1. Speed kombinasi film screen yang digunakan. Speed yang lebih tinggi menghasilkan ketidak tajaman fotografi yang lebih besar,walaupun beberapa jenis kristal , fosfor tertentu dapat tetap mempertahankan ketajaman , walaupun speednya tinggi.
  2. Kesalahan kurang kontak( rapat ) antara film dengan screen. Pada bagian yang terjadi kurang rapatnya film dengan screen , maka pada tempat itu ketidak tajaman fotografi meningkat.
Tabel perbandingan penggunaan kombinasi film-screen , antara penyinaran pada non screen dengan penyinaran dengan berbagai speed :
Tipe kombinasi  film screen
Ketidak tajaman fotografi
Karakteristik lain

Non screen


Slow speed / fine detail


Par / medium speed


High speed


Ultra high speed

Dapat diabaikan


0,25 mm


0,35 mm


0,45 mm


0,55 mm


Latitude eksposi besar
Dosis peyinaran besar

Latitude eksposi berkurang
Dosis penyinaran berkurang

Latitude ekposi berkurang
Dosis penyinaran berkurang

   Latitude eksposi berkurang
Dosis penyinaran lebh rendah

Latitude eksposi terendah
Dosis penyinaran terendah



 Dari tabel diatas dapat dipahami bahwa :
  1. apabila speed makin meningkat , maka ketidak tajaman fotografi menurun
  2. Apabila speed makin meningkat , maka latitude ekposi menurun, berarti kontras gambar meningkat
  3. Apabila speed makin meningkat , maka dosis penyinaran yang dibutuhkan makin  kecil /menurun
Effek-efek dan pengawasan radiasi hambur. 
Bila kita melakukan pemotretan dengan menggunakan , tidak semua sinar-x diserap atau diteruskan oleh obyek ( pasien ) , banyak yang dihamburkan sehingga sinar primer yang datang dari tabung Rontgen dan sampai  ke film berubah menjdi beberapa macam sinar yang berjalan dalam arah yang berbeda-beda dan dengan kekuatan ( tenaga ) dan daya tembus berbeda pula
Radiasi yang keluar dari pasien dan mengenai film , kemungkinan –kemungkinan yang akan terjadi adalah :
  • Radiasi primer
  • Radiasi sekunder
  • Radiasi hambur.
  • Radiasi primer , adalah sinar-x yang keluar dari tabung Rontgen sebelum mengenai obyek dan kemungkinan sampai kefilm apabila sinar itu langsung mengenai film.

    P       H        S   H        S            S      H
 
 
  • Radiasi sekunder, adalah radiasi yang keluar dari tabung sinar-x melalui obyek ( pasien ) dengan tidak berubah arah, tapi kualitas dan kuantitasnya sudah berkurang dari radiasi primer , karena adanya penyerepan (absorpsi ) oleh tubuh pasien . berkas radiasi ini akan membentuk pola pada film.
  • Radiasi hambur, adalah radiasi yang keluar dari obyek ( pasien ), tapi tidak searah dengan radiasi primer. Ini terbentuk dalam tubuh pasien ( obyek ) terutama sebagai hasil hamburan Compton. Radiasi ini umumnya tidak berpola dan menyinari seluruh daerah film secara tidak merata atau pola yang tidak berarti. Efek radiasi hambur yang tidak berpola ini akan mengurangi kontras pada gambaran ( radiografi )  yang kita buat.
 
Produksi radiasi hambur
Pada dasarnya produksi radiasi hambur dibedakan atas :
    1. Hamburan klasik , hanya terjadi pada kV yang sangat rendah dalam rentang  kV  radiografi
    2. Hamburan  Comptom, makin tinggi kV makin banyak produksi hamburan
Penyebab terjadinya hamburan adalah :
-          Tebal obyek
-          K V
-          Luas lapangan penyinaran
Radiasi hambur mempunyai tenaga jauh lebih kecil dari foton primer dan daya tembusnya tentu jauh lebih kecil. Meskipun radiasi hambur bergerak kesegala arah , paling sedikit setengahnya bergerak menuju film . Banyaknya radiasi yang akan terjadi bertambah bila volume jaringan yang disinar bertambah dan kenaikan kV dari 50 – 100 , radiasi hambur dapat 5 -10 kali  lebih banyak dari radiasi primer .
Karena radiasi hambur ini merusak kontras gambaran , maka perlu kita batasi jumlahnya dengan jalan :
-   Mengurangi pembuatan radiasi hambur
-   Mengurangi jumlah radiasi hambur sampai ke film.
-   Mengurangi efek radiasi hambur pada film.
Dalam praktekny acara pengurangan radiasi hambur yang merusak kontras pada film dapat dilakukan dengan cara :
  • Pengurangan luas  lapangan , radiasi hambur dapat diperkecil dengan pengurangan ukuran lapangan penyinaran, sebab faktor terpenting banyaknya radiasi hambur adalah volume bahan yang disinar. Pembuatan ukuran lapangan dengan konus atau diaphragma adalah cara yang paling efektif untuk memperbaiki kontras radiografi
  • Kompresi pasien , dapat mengurangi banyaknya jaringan yang disinar dan banyaknya hamburan yang dihasilkan
  • Pemilihan kV yang cocok , usahakan pemakaian kV optimum . Bila kV rendah tidak hanya kontras yang bertambah besar , tetapi efek hambur juga tidak begitu besar.
  • Memakai grid . Daam pemakaian grid, seumah radiasi hambur akan diserap disamping sebagian kecil radiasi primer akan diserapoleh grid, sehingga dalam pemakaian grid memerlukan penambahan faktor eksposi agar densitas film tetap.
  • Teknik air gap. Pada teknik pemotretan ini dimana kita lakukan dengan memperbesar jarak antara obyek dengan film , sehingga kita harapkan radiasi hambur tidak sampai pada film, tapi gambaran yang kita dapatkan terjadi pembesaran . Teknik ini kita pakai untuk pemotretan makroradiografi.
Ukuran berkas     
Dalam praktek kita harus membiasakan menggunakan berkas sinar-x  yang ukurannya sama atau kurang sedikit dari ukuran film yang dipakai. Cara ini tidak hanya mengurangi dosis radiasi kepada pasien juga menghasilkan radiograf yang baik.











 


                                                                                          g.


 


  f              a
                                                                                                          a.                 g
                                                                                                       -------     =  -------
                                                     X               f


                                               x
Gb. Konus                                                    Gb. Kolimator variabel
Dipakai untuk mengarahkan berkas sinar         Hubungan antara separasi (a) dari daun-daun penentuan
Keukuran dan bentuk yang diingini                  berkas dan ukuran berkas pada film ditentukan oleh 
                                                                           Jarak fokus kedaun dan fakus kefilm

Dalam praktek dipakai 2 ( dua ) sistim penetuan berkas  (kolimator )   ialah :
  1. Konus
Konus memberikan ukuran berkas tertentu , jadi harus mempunyai 1 set konus dari berbagai ukuran yang dipakai bersama ukuran film tertentu.
  1. sistim diaphragma
Sistim diaphragma terdiri dari 2 pasang lempengan logam yang dapat digeser-geser , dimana sepasang lempengan tegak lurus terhadap yang lainnya, hingga membentuk berkas empat persegi panjang , lobang ( a ) pada gambar dapat dihitung dengan rumus :
                      a.           g
                  ---------  =   --------
                         X                f
                                          a.  =     X . g / f
sistim diaphragma bergerak biasanya dilengkapi dengan sistim cahaya tampak, sehingga ukuran berkas sinar-x pada pasien kelihatan ebagai berkas cahaya tampak. Lampu dan cermin diletakkan sedemikian rupa sehingga berkas cahaya searah dan ukuran sama seperti berkas sinar-x.
Ini diperoleh dengan menempatkan cermin 45 0 terhadap berkas sinar-x dan lampu berjarak sama dengan fokus ke cermin.Cermin terbuat dari kaca berlapis perak atau logam dipoles dan pengurangan intensitas sinar-x melalui cermin tidak besar.
                                                                            fokus









 
                                                                           cermin
lampu


 




                                                                                              diaphragma
    Gb. Kolimator variable dengan penunjukkan berkas cahaya

No comments:

Post a Comment