CT SCAN-EBCT

ELECTRON BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY (EBCT)

ALASAN MUNCULNYA EBCT

Terjadinya artefak atau bluring akibat terjadinya pergerakan pada suatu pemeriksaan seperti saat bernafas, pada anak, organ yang senantiasa bergerak (jantung). Karena itu diperlukan suatu CT yang memerlukan waktu pemeriksaan dibawah waktu 0,1 detik, agar efek pergerakan secara optimal bisa dicegah. Hal ini terutama untuk membuat scanning dengan model helical

EVOLUSI  EBCT

Pertama kali dikemukaan oleh Douglas Boyd dan koleganya (1979), sebagai suatu penelitian di era 70an di Universitas of California, San Fransisco. Pada tahun 1983 Imatron mengembangkan Boyd’s high speed CT scanner untuk penggambaran jantung dan saluran darahnya, pada saat itu dinamakan Cardiovaskuler computed tomography (CVCT) scanner dan cine CT scanner dan sekarang disebut dengan EBCT.

PRINSIP KERJA DAN INSTRUMENTASI

1. EBCT didasarkan pada teknologi berkas elektron dan tidak menggunakan tabung sinar-x
2. Tidak ada pergerakan mekanikal pada komponen yang ada
3. Akuisisis data EBCT scanner berbeda jika dibandingkan dengan sistem konvensional

Salah satu ciri dari pesawat ini adalah menggunakan tegangan tabung berkas elektron sebesar 130 kV. Berkas ini dipercepat, difokuskan dan dibelokkan menentukan sudut  menggunakan elektromagnetik coils untuk menembus satu dari empat target ring tungsten yang saling berdekatan. Ring ini bersifat permanen dengan radius 90 cm dari 210 derajat.

Berkas elektron ini akan diarahkan menuju ke ring, yang dapat digunakan secara individual atau dengan berbagai tingkatan. Bentuk berkas sinar X berupa kipas yang menembus pasien, yang mana posisi kolimator pada 47 cm menembus berupa kurva, susunan posisi detektor yang berlawanan dengan ring target, dengan jumlah detektor 432 (McCollough, 1995). Susunan ini menghasilkan data akuisisi salah satu dari dua gambar per slice ketika satu target ring digunakan atau delapan gambar per slice ketika semua empat target ring tersebut digunakan.

Salah satu komponen yang digunakan pada pesawat ini adalah adalah photodioda (yang mana berfungsi merubah cahaya menjadi sinyal listrik) dihubungkan pada preamplifier. Output dari detektor dikirimkan pada sistem data akuisisi (DAS).

            DAS meliputi analog – digital – conveter atau alat digitalisasi, merupakan sampel dan digitalisasi sinyal output dari detektor. Disamping itu, digitalisasi data disimpan pada tempat yang berkapasitas besar dengan memori akses yang acak. Komputer atau monitor untuk EBCT scanner mampu menghasilkan kecepatan scan 4 detik untuk ukuran  pixel 256x256 pada model multislice dan 10 – 12 detik untuk ukuran pixel 512x512 pada model single slice. Diameter gambar yang dihasilkan berukuran bermacam-macam dari 9 sampai 47,5 cm untuk setiap model slice. Rekonstruksi gambar menggunakan metode algorithma back- projection pada sistem CT scan konvensional.

Memori komputer dapat menyimpan data pada magnetic tape atau pada optical disk. Magnetical tape dapat menyimpan data 250 256², 125 360² atau 63 512² gambar, tetapi dengan optical disk menyimpan 15,000 256², 7500 360² atau 3750 512² gambar. Komputer juga dapat memberikan tiga gambar ukuran matriks yaitu 256², 360² dan 512², dengan ukuran pixel yang sangat kecil untuk kedua model slice baik single dan multiple slice.

            Setelah gambaran telah terbentuk, gambar dapat ditampilkan pada layar monitor untuk dilihat oleh radiografer dan radiolog. Windoing dapat ditampilkan pada gambar. Dimana nilai CT number yang dihasilkan antara range – 1000 sampai + 3000 Hounsfield Unit (HU), window level (WL) dan window width (WW) berkisar antara – 1000 sampai + 3000 HU dan 1 sampai 4000 HU. Gambaran lain yang ditampilkan dan program analisa gambar termasuk pada movie mode, time density dan film screen. Gambaran juga dapat dicatat pada fil menggunakan kamera laser. Pencatatan gambar dapat dilakukan oleh radiolog atau radiografer dengan menggunakan keyboard dan trackball, yang merupakan komponen penting dalam meja konsul.

Posisi Pasien

            Tempat posisi pasien untuk pemeriksaan menggunakan EBCT disediakan dengan meja pemeriksaan dan lubang besar sebagai gantry. Dengan diameter gantry 78 cm, kedalaman tunel 45 cm. meja pasien dapat digerakan pad berbagai cara untuk pemeriksaan yang sulit dilakukan seperti posisi posterior dan anterior dinding jantung dan katup jantung. Selanjutnya gerakan yang biasanya terjadi yaitu naik, turun, masuk dan keluar pada lubang gantry, meja pemeriksaan dapat disudutkan dari 0⁰ sampai 25⁰.

Proses Pengoperasian Pesawat

EBCT scanner dapat dioperasikan pada single slice (SS) mode dan multislice (MS) mode (McCollough, 1999). Kedua model ini dapat mempelajari fungsi, sistem dan struktur anatomi suatu organ. Dasar dari model single slice adalah scanning salah satu dai empat ring target tungsten menggunakan kolimator, yang mana akan menghasilkan gambaran dengan WW 1,5 – 10 mm. Dengan menggunakan multislice menscanning semua empat ring target tungsten menggunakan dua detektor yang disusun 2,4,6 atau 8 scan dengan pergerakan pasien (McCollough, 1999).

Disamping itu, EBCT scanner dapat diopersikan menggunakan empat cara akuisisi yaitu : movie mode, flow mode, step-volume scanning (SVS) mode dan countinous volume scanning (CVS) mode.

SVS mode sama dengan karekteristik “step-and-shoot mode” pada CT scan konvensional. Setelah satu slice tergambar menggunakan kolimator width 1,5,3 atau 6 mm, pasien diposisikan untuk slice selanjutnya dengan perlemahan waktu (time decay) sekitar 1 detik. Pada CVS mode, pasien ditanslasikan pada lubang gantry secara kontinu, teknik tersebut hampir mirip dengan teknik spiral/helical CT tetapi terdapat perbedaan kecil. Sebagai contoh, untuk menghilangkan artefak dari pergerakan pasien diperlukan waktu yang sangat cepat sekitar 0,1 detik, kemudian dihubungkan dengan perpindahan meja yang lebih pendek dari scan width (McCollough, 1999).

Meskipun, jika jarak pergerakan meja 0,1 detik sama dengan scan width, interpolasi algorithma harus digunakan untuk mengurangi artefak dari pergerakan meja (McCollough, 1999).

Desain spesifik

Seperti halnya dalam tabung X-ray standar, bagian dari energi elektron memukul target tungsten diubah menjadi foton. Namun sebuah anoda yang merupakan target kecil berputar untuk mengusir panas limbah, tempat elektron fokus saat ini adalah tersapu sepanjang anoda sasaran yang besar dan stasioner.

Sapuan arus elektron diarahkan terhadap alat yang berbentuk kumparan tembaga kuk pembelok magnetik, seperti dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT). Namun, seluruh struktur katoda, kuk pembelok, anoda dan ukuran tabung vakum keseluruhan jauh lebih besar, oleh karena itu terbuat dari baja, tidak kaca, dengan bagian sentral utama terbuka tengah tabung vakum hampa, ruangan untuk meja scan dan objek atau orang tempat berbaring saat scan dilakukan.

Mengingat ukuran yang sangat besar dan volume produksi rendah desain EBCT, pada tahun 2004 di dunia hanya ada terdapat sekitar 120, berbanding dengan ribuan lebih CT Scan konvensional.EBCT scanner tetap lebih mahal  lebih dari dua kali lipat, dari  CT konvensional dimana X-ray tube berputar secara mekanis.

Masa Depan

Apakah keuntungan menyapu-kecepatan yang melekat akan menjaga kelangsungan hidup komersial dari desain EBCT masih belum jelas saat ini. Pada tahun 2002, satu perusahaan besar memiliki dan menawarkan model dalam kedua desain yang kompetitif, dengan teknik penyerbukan silang-teknik antara tim desain produk. Pada 2005, semakin tampak bahwa desain CT spiral, terutama mereka dengan (b) 64 detektor baris, (b) 3 x 360 ° / kecepatan rotasi detik dan dirancang untuk pencitraan jantung, sebagian besar menggantikan desain EBCT dari komersial dan perspektif medis. Namun, EBCT masih menawarkan kecepatan sapuan efektif 50 x 360 ° / kecepatan rotasi detik dan paparan radiasi yang lebih rendah. Versi terbaru dari EBCT ​​menawarkan kecepatannya 33 ms.

EBCT menggunakan  elektron gun dan 'target' tungsten diam daripada tabung X-ray standar untuk menghasilkan sinar-X, memungkinkan sekali scanning yang  sangat cepat. EBCT sangat cocok untuk pencitraan arteri koroner dengan kombinasi unik kemampuan tiga-dimensi (3-D), spasial yang tinggi  (9 pasang garis / cm) dan resolusi temporal (50 msec), dan kemampuannya untuk memicu akuisisi gambar ke elektrokardiogram, yang hampir menghilangkan artefak gerak yang berkaitan dengan kontraksi jantung. Untuk keperluan mendeteksi kalsium koroner, 30 sampai 40 gambar transaxial serial diperoleh dalm 50-100 msec (waktu akuisisi untuk gambar tunggal), dengan ketebalan irisan 3 mm selama sekali menahan nafas . Arteri koroner unopacified mudah diidentifikasi oleh EBCT karena kepadatan CT rendah lemak periarterial menghasilkan kontras dengan darah di arteri koroner, sedangkan kalsium mural jelas karena high CT CT density terhadap darah. Perangkat lunak snanner juga memungkinkan kuantifikasi kawasan kalsium koroner dan kepadatan. Agatston dan rekan mengembangkan kalsium skor algoritma berdasarkan redaman X-ray koefisien (atau nomor CT diukur dalam unit Hounsfield) dan daerah deposito kalsium. Baru-baru ini Callister dan rekan telah menggambarkan sebuah metode alternatif untuk menentukan nilai kalsium EBCT , yang memiliki variabilitas yang lebih kecil dan reproduktifitas maka lebih baik dengan mengukur volume sebenarnya plak koroner (kalsium skor volume).

Referensi :

1.    Seeram, 2006, Computed Tomography, Phisical Principles, Clinical Applications, and Qualitry Control, Second Edition.

2.    http://www.medscape.com

3.    http://en.wikipedia.org, 2010