Computed Tomography History and Technology
Pendahuluan
Computed Tomography (CT Scan) telah berkembang menjadi sebuah metode pencitraan medis yang sangat diperlukan dalam pemeriksaan radiodiagnostik sehari-hari. Perkembangan CT Scan dimulai pada awal tahun 1970-an dimana pada 1972, Sir Godfrey Newbold Hounsfield dan Ambrose, di London, Inggris berhasil menghasilkan sebuah gambaran klinis pertama CT Scan Kepala. Sejak itulah peralatan Computed Tomography yang merupakan perpaduan peralatan pencitraan sinar X dengan komputer pengolah data sehingga dapat menampilkan potongan melintang (tranversal/axial) bagian tubuh manusia berkembang dengan sangat cepat dan menjadi teknologi imaging yang sangat mengagumkan.
Inovasi dalam perkembangan teknologi CT Scan berkembang bersamaan dengan perkembangan teknologi komputer. Tehnik pemeriksaan CT Scan menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang bersifat non invasive yang mampu menampilkan gambar bagian dalam tubuh manusia yang tidak terpengaruh oleh super posisi dari struktur anatomi yang berbeda. Hal ini dimungkinkan karena pada teknik pencitraan ini di dapat dari seluruh informasi obyek yang diproyeksikan pada bidang dua dimensi dengan menggunakan teknik algoritma rekontruksi gambar dan diolah dengan bantuan computer. Sehingga dapat diperoleh sebuah gambaran 2 dimensi tanpa kehilangan informasi 3 dimensinya.
Tak pelak, tehnik pemeriksaan CT scan pun berkembang menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang menunjang semua bidang klinik, Neurology (Sistem Syaraf), Oncology, Cardiology dan Vascular (pembuluh darah) serta kasus Acute Care (Emergency).
Perkembangan ini menjadikan tehnik pemeriksaan CT scan menjadi sebuah kebutuhan pokok untuk dapat dikuasai oleh tenaga radiographer dan dokter ahli radiology.
Perkembangan Teknologi CT Scan
Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien. Beberapa Vendor berlomba untuk dapat membuat sebuah pesawat CT Scan yang memenuhi ketiga tujuan diatas tadi. Sedangkan pada bidang aplikasinya lebih dipengaruhi oleh teknologi pengolahan citra digital yaitu teknologi software (Komputer) baik dari gambaran 2 dimensi maupun gambaran 3 dimensi. Dengan teknologi ini pemeriksaan diagnostic yang tadinya bersifat invasif menjadi pemeriksaan non invasive yang dapat dipertanggungjawabkan keakuratannya.
Sejarah perkembangan teknologi CT Scan dapat dirangkum sebagai berikut :
1917 J.H. Radon: Transformasi Radon, gambar dari obyek yang tidak diketahui dapat digambarkan dari proyeksinya.
1963 A.M. Cormack: mengembangkan teknik untuk menentukan distribusi penyerapan tubuh manusia.
1972 G.N. Hounsfield dan J. Ambrose: menghasilkan gambar CT pertama kali untuk keperluan klinis.
1974 60 unit CT terpasang untuk pemeriksaan kepala
1975 First whole body scanner in clinical use
1979 Hounsfield dan Cormack dianugerahi hadiah Nobel
1989 W.A. Kalender dan P. Vock melakukan pemeriksaan klinis pertama dengan menggunakan Spiral CT
1998 Multislice CT (4 slices)
2000 PET/CT systems.
2001 CT Scan 16 slices
2004 64 slices, > 40000 instalasi CT untuk aplikasi klinik.
2005 Dual Source CT, untuk pemeriksaan Cardiac dan Dual Energy
2006 128 Slice CT dan 320 Slice
Adapun sering dikenal "Generasi" yang digunakan sebagai pembeda rancangan konfigurasi Tabung dan Detektor pada perangakat CT Scan. Yang sampai saat ini masih digolongkan menjadi 4 generasi dan mengalami perkembangan dan perubahan sebagai berikut :
Generasi I Translation/rotation Pencil Beam (1970)
Generasi II Translation/rotation Partial Fan Beam (1972)
Generasi III Continous Rotation Fan Beam (1976) Rotasi Detektor (Detector Ring)
Generasi IV Continous Rotation Fan Beam Stationary Detektor (1978)
Generasi V Electron Beam Technique ; EBCT Electron Beam Computed Tomography scanner untuk pemeriksaan cardiac
Generasi VI Spiral CT / Helical CT (1989-1990 ; pengembangan generasi 3 dan 4. tetapi masih single slice.
Generasi VII Multi Detector CT (MDCT/MSCT) 1998 ; dikenal dengan era Multi Slice Computed Tomography
Generasi VIII Dual Source CT (DSCT) 2005: 2 pasang tabung dan detektor dalam satu gantry.
Setting dan Komponen pesawat CT Scan
Sebuah sistem CT Scan terdiri dari beberapa komponen yaitu :
v Unit Pemindai / Gantry yang didalamnya terdapat Tabung sinar X ray dan rangkaian detektor
v Meja pemeriksaan pasien
v Unit komputer pengolah data
v Konsul Pengendali
Cara kerja pesawat CT Scan secara sederhana dapat di jelaskan dengan gambar sebagai berikut :
Dan secara garis besar sebuah sistem CT Scan dapat dijabarkan sebagai berikut :
Sistem Pemindai (Scan System) ; terdiri dari unit distribusi daya listrik, generator dan tabung sinar X Ray, detektor dan sistem pengukuran data. Selain itu terdapat pula sistem pengendali putaran gantry, sistem pengendali bagian gantry yang tidak bergerak, sistem meja/table pasien dan sistem pendingin à semuanya terdapat pada gantry.
Sistem Pengolahan Data (Imaging System); terdiri dari 3 unit komputer yaitu System Rekonstruksi Gambar/IRS (Imaging Reconstruction System), Sistem komputer pengendali (ICS ; Imaging Consul System) dan komputer pengerjaan post processing (Work station system)
Sistem Kontrol/Kendali (Control System), terdiri dari beberapa sistem pengendali mikro yang mengendalikan masing-masing komponen CT scan dan seluruh sistem ini bekerja di bawah koordinasi sistem komputer pengendali (ICS) sebagai pengendali utama.
Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien.
Peningkatan resolusi gambar banyak sekali mengalami perkembangan, sampai saat ini resolusi gambar telah mencapai 0,24 mm (Definition AS+, 128 slices) sehingga detail image dan akurasi pemeriksaan dapat lebih akurat dan mendapatkan real body imaging.
Hal ini ditunjukan dengan adanya pengembangan teknologi tabung X ray dengan Z sampling (Z-Sharp), yaitu terdapatnya 2 berkas sinar x ray akibat adanya deflaksi magnetik dan dibuat dengan konstruksi ramping, ukuran kecil sehingga mampu berputar dengan sangat cepat (0,33 detik/rotasi), selain memiliki kemampuan membuang panas sebesar-besarnya untuk menghindari overheating. Teknologi tabung X ray ini dinamakan STRATON Tube X ray.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk pengurangan dosis radiasi terhadap pasien, adanya software pengaturan auto mAs (CARE Dose), adanya penambahan shield/colimator pada sistem tabung X ray, dan detector yang dibuat dari bahan yang memiliki efektifitas penyerapan sinar X ray, waktu after glow yang pendek dan ukuran yang kecil sehingga dapat mendapatkan informasi pixel dengan resolusi tinggi. Material detector dari inti keramik yang bermutu tinggi dikenal dengan nama UFC (Ultra Fast Ceramic)
CT Scan dalam aplikasi dan tantangan di masa depan
Peran CT Scan dalam diagnostik dan pencitraan medik sudah menjadi kebutuhan utama dalam menegakkan diagnosa dan membantu upaya terapi pada setiap kelainan medis pada pasien. Dan dalam aplikasinya CT Scan memberikan kontribusi di semua bidang keilmuan kedokteran yaitu dengan ketersediaan software yang memberikan kemudahan dan akurasi pemeriksaan pada bidang :
- Spesialis Syaraf (Neuro Engine)
- Spesialis Jantung dan Pembuluh darah (Cardiac Engine)
- Spesialis Kanker dan Onkologi (Oncology Engine) dan
- Spesialis Kegawatdaruratan (Acut Care Engine)
Keberadaan software ini tentunya sangat membantu dunia kedokteran secara keseluruhan dan dapat meningkatkan pelayanan kesehatan kepada masyarakat yang membutuhkan.
Adapun beberapa software yang bisa dijelaskan sebagai berikut :
1. Neuro Engine : meliputi pemeriksaan Nuero Perfusion, Neuro DSA, Neuro Perfusion Blood Volume.
2. Cardiac Engine : meliputi pemeriksaan Calcium Scoring, Cardiac CTA, Analisa Vessel dan analisa Fungsional Jantung
3. Oncology Engine : meliputi pemeriksaan Lung CARE, Lymph Nodes dan Liver Lession (deteksi automatis komputer pada lesi dan nodul)
4. Acute Care Engine : Kemampuan alat CT Scan untuk memeriksa pada pasien kasus gawat darurat dengan kemampuan tinggi (tidak adanya over heating dan delay time) dan hasil yang baik (resolusi dan detail tinggi).
Selain itu kemampuan CT Scan juga telah dapat membuat pemeriksaan Colonoscopy menjadi lebih aman, mudah dan akurat, Osteo CT (bone densitometri), dan Dental CT.
Bahkan saat ini telah dikembangkan pemeriksaan CT Scan dengan metode dynamic scan sehingga dapat melihat jalannya distribusi media kontras pada saat fase artery dan saat fase vena secara simultan.
Perkembangan ini mesti diimbangi dengan penguasaan teknologi tersebut oleh pekerja dan klinisi di bidang radiologi. Untuk menghadapi tantangan ini, peran Radiografer dan Radiologist sangat dibutuhkan untuk dapat memiliki pengetahuan dan menguasai teknologi tersebut. Adanya pendidikan yang terprogram dan terpadu serta adanya kemauan dan minat pada perkembangan teknologi (komputer) yang di dapat dari berbagai media menjadi kebutuhan pokok.
Computed Tomography (CT Scan) telah berkembang menjadi sebuah metode pencitraan medis yang sangat diperlukan dalam pemeriksaan radiodiagnostik sehari-hari. Perkembangan CT Scan dimulai pada awal tahun 1970-an dimana pada 1972, Sir Godfrey Newbold Hounsfield dan Ambrose, di London, Inggris berhasil menghasilkan sebuah gambaran klinis pertama CT Scan Kepala. Sejak itulah peralatan Computed Tomography yang merupakan perpaduan peralatan pencitraan sinar X dengan komputer pengolah data sehingga dapat menampilkan potongan melintang (tranversal/axial) bagian tubuh manusia berkembang dengan sangat cepat dan menjadi teknologi imaging yang sangat mengagumkan.
Inovasi dalam perkembangan teknologi CT Scan berkembang bersamaan dengan perkembangan teknologi komputer. Tehnik pemeriksaan CT Scan menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang bersifat non invasive yang mampu menampilkan gambar bagian dalam tubuh manusia yang tidak terpengaruh oleh super posisi dari struktur anatomi yang berbeda. Hal ini dimungkinkan karena pada teknik pencitraan ini di dapat dari seluruh informasi obyek yang diproyeksikan pada bidang dua dimensi dengan menggunakan teknik algoritma rekontruksi gambar dan diolah dengan bantuan computer. Sehingga dapat diperoleh sebuah gambaran 2 dimensi tanpa kehilangan informasi 3 dimensinya.
Tak pelak, tehnik pemeriksaan CT scan pun berkembang menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang menunjang semua bidang klinik, Neurology (Sistem Syaraf), Oncology, Cardiology dan Vascular (pembuluh darah) serta kasus Acute Care (Emergency).
Perkembangan ini menjadikan tehnik pemeriksaan CT scan menjadi sebuah kebutuhan pokok untuk dapat dikuasai oleh tenaga radiographer dan dokter ahli radiology.
Perkembangan Teknologi CT Scan
Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien. Beberapa Vendor berlomba untuk dapat membuat sebuah pesawat CT Scan yang memenuhi ketiga tujuan diatas tadi. Sedangkan pada bidang aplikasinya lebih dipengaruhi oleh teknologi pengolahan citra digital yaitu teknologi software (Komputer) baik dari gambaran 2 dimensi maupun gambaran 3 dimensi. Dengan teknologi ini pemeriksaan diagnostic yang tadinya bersifat invasif menjadi pemeriksaan non invasive yang dapat dipertanggungjawabkan keakuratannya.
Sejarah perkembangan teknologi CT Scan dapat dirangkum sebagai berikut :
1917 J.H. Radon: Transformasi Radon, gambar dari obyek yang tidak diketahui dapat digambarkan dari proyeksinya.
1963 A.M. Cormack: mengembangkan teknik untuk menentukan distribusi penyerapan tubuh manusia.
1972 G.N. Hounsfield dan J. Ambrose: menghasilkan gambar CT pertama kali untuk keperluan klinis.
1974 60 unit CT terpasang untuk pemeriksaan kepala
1975 First whole body scanner in clinical use
1979 Hounsfield dan Cormack dianugerahi hadiah Nobel
1989 W.A. Kalender dan P. Vock melakukan pemeriksaan klinis pertama dengan menggunakan Spiral CT
1998 Multislice CT (4 slices)
2000 PET/CT systems.
2001 CT Scan 16 slices
2004 64 slices, > 40000 instalasi CT untuk aplikasi klinik.
2005 Dual Source CT, untuk pemeriksaan Cardiac dan Dual Energy
2006 128 Slice CT dan 320 Slice
Adapun sering dikenal "Generasi" yang digunakan sebagai pembeda rancangan konfigurasi Tabung dan Detektor pada perangakat CT Scan. Yang sampai saat ini masih digolongkan menjadi 4 generasi dan mengalami perkembangan dan perubahan sebagai berikut :
Generasi I Translation/rotation Pencil Beam (1970)
Generasi II Translation/rotation Partial Fan Beam (1972)
Generasi III Continous Rotation Fan Beam (1976) Rotasi Detektor (Detector Ring)
Generasi IV Continous Rotation Fan Beam Stationary Detektor (1978)
Generasi V Electron Beam Technique ; EBCT Electron Beam Computed Tomography scanner untuk pemeriksaan cardiac
Generasi VI Spiral CT / Helical CT (1989-1990 ; pengembangan generasi 3 dan 4. tetapi masih single slice.
Generasi VII Multi Detector CT (MDCT/MSCT) 1998 ; dikenal dengan era Multi Slice Computed Tomography
Generasi VIII Dual Source CT (DSCT) 2005: 2 pasang tabung dan detektor dalam satu gantry.
Setting dan Komponen pesawat CT Scan
Sebuah sistem CT Scan terdiri dari beberapa komponen yaitu :
v Unit Pemindai / Gantry yang didalamnya terdapat Tabung sinar X ray dan rangkaian detektor
v Meja pemeriksaan pasien
v Unit komputer pengolah data
v Konsul Pengendali
Cara kerja pesawat CT Scan secara sederhana dapat di jelaskan dengan gambar sebagai berikut :
Dan secara garis besar sebuah sistem CT Scan dapat dijabarkan sebagai berikut :
Sistem Pemindai (Scan System) ; terdiri dari unit distribusi daya listrik, generator dan tabung sinar X Ray, detektor dan sistem pengukuran data. Selain itu terdapat pula sistem pengendali putaran gantry, sistem pengendali bagian gantry yang tidak bergerak, sistem meja/table pasien dan sistem pendingin à semuanya terdapat pada gantry.
Sistem Pengolahan Data (Imaging System); terdiri dari 3 unit komputer yaitu System Rekonstruksi Gambar/IRS (Imaging Reconstruction System), Sistem komputer pengendali (ICS ; Imaging Consul System) dan komputer pengerjaan post processing (Work station system)
Sistem Kontrol/Kendali (Control System), terdiri dari beberapa sistem pengendali mikro yang mengendalikan masing-masing komponen CT scan dan seluruh sistem ini bekerja di bawah koordinasi sistem komputer pengendali (ICS) sebagai pengendali utama.
Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien.
Peningkatan resolusi gambar banyak sekali mengalami perkembangan, sampai saat ini resolusi gambar telah mencapai 0,24 mm (Definition AS+, 128 slices) sehingga detail image dan akurasi pemeriksaan dapat lebih akurat dan mendapatkan real body imaging.
Hal ini ditunjukan dengan adanya pengembangan teknologi tabung X ray dengan Z sampling (Z-Sharp), yaitu terdapatnya 2 berkas sinar x ray akibat adanya deflaksi magnetik dan dibuat dengan konstruksi ramping, ukuran kecil sehingga mampu berputar dengan sangat cepat (0,33 detik/rotasi), selain memiliki kemampuan membuang panas sebesar-besarnya untuk menghindari overheating. Teknologi tabung X ray ini dinamakan STRATON Tube X ray.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk pengurangan dosis radiasi terhadap pasien, adanya software pengaturan auto mAs (CARE Dose), adanya penambahan shield/colimator pada sistem tabung X ray, dan detector yang dibuat dari bahan yang memiliki efektifitas penyerapan sinar X ray, waktu after glow yang pendek dan ukuran yang kecil sehingga dapat mendapatkan informasi pixel dengan resolusi tinggi. Material detector dari inti keramik yang bermutu tinggi dikenal dengan nama UFC (Ultra Fast Ceramic)
CT Scan dalam aplikasi dan tantangan di masa depan
Peran CT Scan dalam diagnostik dan pencitraan medik sudah menjadi kebutuhan utama dalam menegakkan diagnosa dan membantu upaya terapi pada setiap kelainan medis pada pasien. Dan dalam aplikasinya CT Scan memberikan kontribusi di semua bidang keilmuan kedokteran yaitu dengan ketersediaan software yang memberikan kemudahan dan akurasi pemeriksaan pada bidang :
- Spesialis Syaraf (Neuro Engine)
- Spesialis Jantung dan Pembuluh darah (Cardiac Engine)
- Spesialis Kanker dan Onkologi (Oncology Engine) dan
- Spesialis Kegawatdaruratan (Acut Care Engine)
Keberadaan software ini tentunya sangat membantu dunia kedokteran secara keseluruhan dan dapat meningkatkan pelayanan kesehatan kepada masyarakat yang membutuhkan.
Adapun beberapa software yang bisa dijelaskan sebagai berikut :
1. Neuro Engine : meliputi pemeriksaan Nuero Perfusion, Neuro DSA, Neuro Perfusion Blood Volume.
2. Cardiac Engine : meliputi pemeriksaan Calcium Scoring, Cardiac CTA, Analisa Vessel dan analisa Fungsional Jantung
3. Oncology Engine : meliputi pemeriksaan Lung CARE, Lymph Nodes dan Liver Lession (deteksi automatis komputer pada lesi dan nodul)
4. Acute Care Engine : Kemampuan alat CT Scan untuk memeriksa pada pasien kasus gawat darurat dengan kemampuan tinggi (tidak adanya over heating dan delay time) dan hasil yang baik (resolusi dan detail tinggi).
Selain itu kemampuan CT Scan juga telah dapat membuat pemeriksaan Colonoscopy menjadi lebih aman, mudah dan akurat, Osteo CT (bone densitometri), dan Dental CT.
Bahkan saat ini telah dikembangkan pemeriksaan CT Scan dengan metode dynamic scan sehingga dapat melihat jalannya distribusi media kontras pada saat fase artery dan saat fase vena secara simultan.
Perkembangan ini mesti diimbangi dengan penguasaan teknologi tersebut oleh pekerja dan klinisi di bidang radiologi. Untuk menghadapi tantangan ini, peran Radiografer dan Radiologist sangat dibutuhkan untuk dapat memiliki pengetahuan dan menguasai teknologi tersebut. Adanya pendidikan yang terprogram dan terpadu serta adanya kemauan dan minat pada perkembangan teknologi (komputer) yang di dapat dari berbagai media menjadi kebutuhan pokok.
Penutup
Pesawat CT Scan saat ini menjadi alat bantu pencitraan medik yang berdaya guna tinggi dan dengan kemampuan yang selalu dan semakin berkembang. Baik dari sisi kualitas gambar, keamanan dosis radiasi dan akurasi pemeriksaan atau pengukuran.
Dalam aplikasinya di dunia medik, CT scan sangat membantu di semua bidang spesialisasi kedokteran. Tantangan kedepan bagi dunia radiologi dan yang menggelutinya seperti Radiografer dan dokter ahli radiologi menjadi lebih berat jika tidak dibarengi dengan kemauan belajar dan berusaha menguasai teknologi tersebut.
Pesawat CT Scan saat ini menjadi alat bantu pencitraan medik yang berdaya guna tinggi dan dengan kemampuan yang selalu dan semakin berkembang. Baik dari sisi kualitas gambar, keamanan dosis radiasi dan akurasi pemeriksaan atau pengukuran.
Dalam aplikasinya di dunia medik, CT scan sangat membantu di semua bidang spesialisasi kedokteran. Tantangan kedepan bagi dunia radiologi dan yang menggelutinya seperti Radiografer dan dokter ahli radiologi menjadi lebih berat jika tidak dibarengi dengan kemauan belajar dan berusaha menguasai teknologi tersebut.
No comments:
Post a Comment