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.

Dapat menimbulkan Ionisasi dan exitasi pada atom / molekul-molekul bahan yang diliwati
Dapat merubah susunan kimia bahan yang diliwati
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.
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.
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 = ---------

dengan memasukkan harga-harga : h = 6,625 x 10 ^–27 erg.sekon

c = 3 x 10¹⁰cm/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

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 ,

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

sehingga diperoleh :

--- = m.c

Dengan demikian sesuatu radiasi dengan panjang gelombang sebesar l , akan memiliki momentum ( sifat partikel ) sebesar :

p = ---

dan sebaliknya , sebuah partikel dengan momentum sebesar p , akan mempunyai panjang gelombang sebesar :

l = -------

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.

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.

I_uf A A = unfilter

B B = inherent

C C = total filter

I_f

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).

Jika -------- = 2 , maka I₀ = 2 I_t atau It = 50 % dari Io

Padahal I_t= I₀ e^-^m^x --------------à I_t= 2 I_t e^-^m^x ( x ketebalan bahan )

I_t

------ = e^-^m^x

2 I_t

_{2 =}e ^m^x

Ln 2 = mx Ln e

0,693

0,693 = mx ----à X = --------

0,693

Jadi HVL = --------------

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 H₂O ⁺ + e ^-

^{ion positif}

+ e ^- + H₂O ----------------------- >- H₂O ^–

^{ion negatif}

__________________________________________________________________

2 H₂O -----------------à H₂O ⁺ + H₂O ^–

H₂O ⁺ + 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

H₂O₂Ini 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 :

Jaringan akan melakukan proses penyembuhan / pemulihan kembali secara enzymatic , tanpa efek lanjutan
Jaringan akan melakukan proses penyembuhan / pemulihan kembali secara enzymatic , tetapi diikuti dengan mutasi genetic.
Tejadinya efek biochemical , tetapi masih dapat melakukan proses pemulihan kembali tanpa efek lanjutan.
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

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_t

Jadi : υ _b > υ_t

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.

Densitas ( D ) = Log -------

D = Log Li – Log Lt -----------à Lt = Li .e^-^µ^x

. Li = Lt .e^µ^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

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.

Daerah ( band ) konduksi

Daerah terlarang

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 CaWO₄jenis 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.

E_A E_B

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 :

Speed yang rendah , yang berhubungan dengan emisi pencahayaan dengan spectrum yang lebih sempit
Speed yang rendah , factor intensifikasinya juga rendah
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

Setelah melalui tulang ( 1 ) intensitas sinar-x

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 ^-^m₁^x

X₂ = X₀ e ^-^m₂^x

m₁ dan m₂ = koefisien atenuasi linear kedua bahan

x = tebal bahan

Dari kedua persamaan diatas maka :

X1 < X 2 , maka

X₀ e ^-^m₁^x < X₀ e ^-^m₂^x

- µ₁ x Log e < - µ₂x 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 :

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.

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 CaWO₄dan Gd₂O₂S:Tb

400 500 600 700 (nm)

Keterangan gambar :

Film blue dan film green dapat menangkap emisi cahaya CaWO₄, walaupun intensitas emisi CaWO4 relatif kecil
Film blue tidak dapat menangkap emisi Gd₂O₂S:Tb khususnys pada daerah yang intensitasnya paling besar
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 ) (= I_{0 )} dengan intensitas yang menembus bahan ( I _{t )}

Kontras Radiasi = I₀ / I _t

I_t= I₀ e^-^m^x

X = tebal bahan.

m = faktor 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 :

Variasi ketebalan bahan
Perbedaan nilai ketebalan bahan
Variasi densitas bahan
Perbedaan antar densitas dalam bahan
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 ( X₁m_{1 ,}m₂ X₂).

Untuk keadaan diatas maka persamaan kontras dapat dinyatakan sebagai berikut :

C = 0.4343ý. (m₁x1 – _,m₂ x2 )

Apabila ketebalannya berbeda tetapi materialnya sama ( m_{1 ==}m₂ ) maka persamaannya menjadi :

C = 0.4343 ý m (X_{1 --}X₂ )

Apabila ketebalannya sama (X_1
= X₂) , tetapi materialnya berbeda , maka persamaannya menjadi :

C = 0.4343 ý ( m_{1 --}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

m = --------------

a b

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 .

, m = ----------------

f – d

Bila dikehendaki suatu gambar dengan megnifikasi 1,5 kali ( 150 % ) , untuk f = 100 cm , maka jarak objek film film ( d ) :

.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 ) .

U _T = U _g ³ + U _m ³ U _f ³

Ketidak tajaman geometri

FOKUS AKTUAL

a = fokus efektif

h = Jarak fokus – obyek ( FOD )

d = Jarak obyek – film ( OFD )

f = Jarak fokus – film ( FFD )

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

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

Dibawah PP₁ ( x₁ ) densitinya

menurun = Dx₁

P Q

Dibawah P₁ Q = D minimum

P₁ Q₁

Dibawah QQ₁ ( x₂ ) densitinya meningkat = D x ₂

Dx₁ dan Dx₂ adalah pola

penghitaman yang menyebabkan

Um Um ketidak tajaman akibat pergerakan

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 )

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 :

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 :

Ketebalan lapisan fosfor. Lapisan fosfor yang lebih tebal , mengakibatkan ketidak tajaman fotografi lebih besar
Jenis kristal fosfor Kristal fosfor yang lebih aktif , menghasilkan ketidak tajaman tografi lebih besar
Ukuran kristal fosfor. Ukuran kristal yang lebih besar , menghasilkan ketidak tajaman fotografi lebih besar.
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 :

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.
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 :

apabila speed makin meningkat , maka ketidak tajaman fotografi menurun
Apabila speed makin meningkat , maka latitude ekposi menurun, berarti kontras gambar meningkat
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 :

Hamburan klasik , hanya terjadi pada kV yang sangat rendah dalam rentang kV radiografi
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.

f a.

a. g

------- = -------

X f

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 :

Konus

Konus memberikan ukuran berkas tertentu , jadi harus mempunyai 1 set konus dari berbagai ukuran yang dipakai bersama ukuran film tertentu.

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.