TEKNIK PESAWAT RADIODIAGNOSTIK KONVENSIONAL
Teori Dasar :
- Pesawat radiology adalah alat / pesawat medik yang bekerja mengunakan radiasi pengion baik itu sinar nuklir,gamma,sinar X dan lain-lain
- Pesawat roentgen adalah alat / pesawat medik yang bekerjanya mengunakan radiasi sinar X, baik untuk keperluan fluoroskopi maupun radiografi.
Sejarah singkat
ditemukannya sinar X :
Sinar X pertama kali
ditemukannya oleh Willhem Conrad Rontgen pada tahun 1895, beliau mengunakan
tabung Geslier yaitu tabung yang terbuat dari Glass Envelope yang didalamnya
terdapat gas Argon atau Xenon yang jika ada perbedaan potensial diantara anoda
dan katoda maka gas –gas ini akan terionisasi dan elektron-elektron akan
membebaskan diri dari ikatan atomnya. Elektron yang terdekat dengan anoda akan
langsung ditarik keanoda sehingga terjadi hole. Hole ini akan diisi oleh
elektron berikutnya, tempat yang ditinggalkan elektron ini akan menjadi hole
lagi dan terjadi pengisian lagi oleh elektron berikutnya, begitu seterusnya
sehingga akan terjadi estafet elektron dan terjadilah rangkaian tertutup dan
terjadilah arus elektron yang berkebalikan dengan arus listrik yang kemudian
disebut arus tabung . Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik
ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron
tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan apabila
menabraknya dielektron dikulit K, disebut K Karakteristik. Akibat
tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak
tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron lain.
Perpindahan elektron ini akan menghasilkan seatu gelombang elektromagnetik yang
panjang gelombangnya berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang
gelombang 0,1 – 1 A inilah yang kemudian disebut sinar X atau sinar Rontgen.
Tabung X ray jenis pertama ini disebut Cold Chatoda Tube
Namun pada perkembangan
selanjutnya, pada tahun 1913, Collige menyempurnakan penemuan Rontgen dengan
memodifikasi tabung yang digunakan. Tabung yang digunakan adalah tabung vakum
yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda. Tabung jenis
ini kemudian disebut Hot Chatoda Tube dan merupakan tabung yang dipergunakan
untuk pesawat Rontgen konvensional yang sekarang.
Cara kerja Hot katoda
Tube :
Tabung yang digunakan adalah
tabung vakum yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda.
Katoda / filamen tabung rontgen dihubungkan ke transformator
filamen. Transformator filamen ini akan memberi supply sehingga mengakibatkan
terjadinya pemanasan pada filamen tabung rontgen, sehingga terjadi Thermionic
Emission, dimana elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya,
sehingga akan banyak terjadi elektron bebas dan terbentuklah awan elektron.
Anoda dan katoda di hubungkan
dengan transformator tegangan tinggi 10 KV – 150 KV. Primer HTT diberi tegangan
AC ( bolak-balik ) maka akan terjadi garis-garis gaya magnet ( GGM ) yang
akan berubah – ubah bergantung dari besarnya arus yang mengalir. Akibat dari
perubahan garig-garis gaya magnet ini akan menyebabkan timbulnya gaya gerak
listrik ( GGL ) pada kumparan sekunder, yang besarnya tergantung dari setiap
perubahan fluks pada setiap perubahan waktu ( E = - d Φ / dt ). Dari proses ini didapatkanlah tegangan tinggi
yang akan disuplay ke elektroda tabung rontgen.
Pada saat anoda mendapatkan
polaritas + dan katoda mendapat polaritas - maka elektron-elektron
bebas yang ada disekitar katoda akan ditarik menuju anoda, akibatnya
terjadilah suatu loop (
rangkaian tertutup) maka akan terjadi arus elektron yang berlawanan dengan arus
listrik yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan,
elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan
ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa
Breamstrahlung dan apabila menabraknya dielektron dikulit K,
disebut K Karakteristik. Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole
karena elektron-elektron yang ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini akan
diisi oleh elektron-elektron lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan
seatu gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya berbeda-beda.
Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,1 – 1 A inilah yang
kemudian disebut sinar X atau sinar Rontgen .
Blok diagram Pesawat
roentgen konvensional
1. Blok
Rangkaian Power Supply
RaNgkaian ini berfungsi untuk mendistribusikan
tegangan pada seluruh rangkaian pesawat sesuai yang dibutuhkan oleh
masing-masing rangkaian. Rangkaian ini terdiri dari :
1. Saklar.
Berfungsi untuk menghubungkan supply listik PLN
dengan pesawat roentgen.
2. Fuse / sekring
Berfungsi sebagai pengaman.(pemutus arus listrik)
3.
Voltage Compensator
Alat yang berfungsi untuk mengkompensasi nilai
tegangan yang diperlukan pesawat jika terjadi penurunan atu kenaikan pada supply
PLN Jika tegangan naik kita harus menambah jumlah lilitan primer dengan memutar
selector voltage compensator dan jika tegangan turun kita harus mengurangi
jumlah lilitan primer dengan memutar selector voltage compensator sehingga
diperoleh perbandingan transformasi antara tegangan dan jumlah lilitan primer
dengan tegangan dan jumlah lilitan sekunder adalah tetap dengan demikian
diperoleh nilai tegangan pada setiap lilitan akan tetap.
Perbandingan
transformasi dapat dirumuskan :
E1 : N1
= E2 : N2
Dimana
E1 =
Tegangan di primer
N1 = Jumlah lilitan di primer
E2 =
Tegangan di sekunder
N2 = Jumlah lilitan di sekunder
Contoh :
E1 : N1 =
E2 : N2
220 : 220 = 1 : 1
Jika tegangan dari
PLN stabil 220 v dan lilitan primer jumlahnya 220 maka perbandingan output di
sekunder = 1:1 maksudnya, pada setiap lilitan terdapat 1 volt tegangan.
Jika tegangan dari PLN naik
menjadi 230 v dan lilitan primer 220, maka perbandingan output 1 : 1;
230 v : 220 1 : 1
agar diperoleh nilai tegangan
setiap lilitan (pada output / sekunder) akan tetap 1 : 1 maka kita
harus menambah jumlah lilitan primer sebanyak 10 lilitan.
E1 : N1
= E2 : N2
230 v : 230 = 1 : 1
Maka perbandingan
transformasi tetap.
Jika tegangan dari
PLN turun menjadi 210 v dan jumlah lilitan primer tetap 220 maka perbandingan
pada sekunder (output) 1 : 1
210 v : 220 1 : 1
Agar tetap
diperoleh perbandingan transformasi 1 : 1 / tetap, maka kita harus mengurangi
jumlah lilitan primer sebanyak 10 lilitan.
210 v : 210 = 1 :
1
Maka diperoleh perbandingan transformasinya tetap.
1.
Auto Trafo :
Alat untuk memindahkan daya
listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau
menurunkan tegangan keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang
kumparan primer dan kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core
2.
Line Resistance ( R Mate)
Setiap pesawat mempunyai
hambatan atau R yang diberikan oleh pabrik, contohnya pada pesawat shimadzu
R=0,04-0,08Ω, resistance ini disebut R
internal ( R pesawat ). Sehinnga R line adalah tahanan atur yang berfungsi
untuk mencocokkan tahanan pengkabelan dengan tahanan yang dibutuhkan pesawat.
R internal =
R. mate (line) + R. Eksternal (pengkabelan).
3.
Voltage Indicator :
Untuk mengetahui apa tegangan
PLN mengalami kenaikan atau penurunan.
4. KVP
selector Mayor
Untuk memilih tegangan tinggi /
memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih
tiap terminal x 10 KV
5. KVP
selector Minor
Untuk memilih tegangan tinggi /
memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih
tiap terminalnya 1 KV
6. Voltage
regulator :
Untuk memilih tegangan PLN
110/220/380 Vac tergangtung dengan pesawat yang digunakan dan dinegara mana.
2. Blok
Rangkaian Pemanas Filamen.
Fungsinya untuk memberikan catu daya dan mengatur
besar arus pemanas filament agar terjadinya termionic emission bisa di
kendalikan sehingga jumlah electron – electron bebas yang dihasilkan pada
filament tabung rontgen bisa dicontrol.
Rangkaian ini terdiri dari :
Rangkaian Stabilisator
Tegangan.
Fungsinya untuk menstabilkan tegangan untuk rangkaian
pemanas filament sehingga pengaruh fluktuasi tegangan PLN tidak mengakibatkan
kerusakan yang signifikan pada filament tabung rontgen. Rangkaian ini terdiri lagi
kumparan primer yang kita sebut N1, kemudian kumparan sekunder yang
terdiri dari N2 dan N3. N2 di paralel
dengan C diseri dengan N3. Masukkan / input disebut Ek1
dan keluaran / output disebut Ek2.
Ada 3 kemungkinan keadaan pada
stabilizer tegangan :
1.
EK 1= EK 2 ( PLN Normal )
Tidak terjadi penaikan /
penurunan tegangan PLN. Pada N2,tegangan mendahului arus sebesar 90o sedangkan
pada C arus akan mendahului tegangannya rebasar 90o. Sehingga pada
tegangan C dan tegangan N2 akan mempunyai besar tegangan yang sama (karena
diparallel) tetapi fasenya akan berlawanan. Perbedaan fasa ini
menyebabkan terjadinya peniadaan impedansi antara R dan C sehingga
tegangan pada stabilisator tegangan adalah tegangan yang keluar melewati R
internal dan bukan R impedansi.
2.
EK 1> EK 2 ( kenaikan tegangan PLN)
Karena terjadi kenaikan tegangan
PLN, maka tegangan pada N2 juga akan mengalami kenaikan. Pada saat tersebut
adalah masa transisi (perubahan), dimana tegangan pada C masih tetap (tidak
mengalami perubahan), sehingga antara tegangan pada N dan tegangan pada C
terjadi beda fase sebesar IXN2 - IXC ( karena Xc lebih kecil ), sehingga
besar keluaran pada N dan C (parallel) = IXN2 - IXC + I.R
3. Pada saat Ek1
Jika tegangan diprimer Turín
maka tegangan di sekunder juga akan ikut turun (N2 dan N3 tegangannya akan
turun). Meskipun tegangan di N2 turun tapi tegangan di C tidak akan langsung
turun, hal ini karena belum terjadi stedy state sehingga antara teganagn di C
dan N2 terjadi selisih fase dimana tegangan di C akan lebih besar dari
tegangan di N2.
maka pada E = IXC + IXN2 sehingga
Ek2 = E + IXN3
Space Charge Compensator
Alat ini berfungsi untuk mengkompensasikan nilai arus
tabung agar sesuai dengan yang dipilih meskipun terjadi perubahan tegangan
tinggi pada tabung roentgen. Rangkaian ini berupa variable resistor (VR) yang
terdiri dari tap-tap, yang tiap tap-tapnya mempunyai nilai R yang berbeda-beda.
Karakteristik
tabung roentgen:
- Semakin
tinggi tegangan maka arus akan semakin besar.
- Tabung
roentgen hanya bekerja pada daerah space charge.
Selector pada SCC ini digank dengan kvp selector
moyar dengan maksud agar pada saat kita memilih besar tegangan kita juga
mengatur/memilih besarnya nilai R pada SCC. Jika posisi kvp selector mayor pada
pemilihan KV tertinggi maka pada SCC nilai R nya akan pada posisi dengan nilai
R tertinggi begitu juga sebaliknya.Hal ini dimaksudkan supaya pada saat KV naik
maka SCC yang terdiri dari VR dan digank dengan KV selector, maka nilai R pada
SCC juga naik sehingga terjadi voltage drop yang besar pada SCC dan
mengakibatkan tegangan pada pemanas filamen berkurang, jadi walaupun energi
yang menarik elektron lebih kuat tetapi jumlah electron yang ditarik sedikit
maka nilai arus tabung yang terjadi sesuai dengan yang telah ditentukan..
Kemudian pada saat KV turun maka nilai R space charge compensator yang terdiri
dari VR yang telah digank dengan KV selector akan turun juga, sehingga terjadi
voltage drop yang kecil pada SCC dan mengakibatkan tegangan pada pemanas
filamen bertambah / naik sehingga awan elektron naik (semakin banyak) sehingga
walaupun energi yang menarik electron kecil tapi electron yang ditarik banyak maka
nilai arus tabung yang terjadi sesuai dengan
mA control
Berfungsi untuk mengatur arus pemanas filament yang
kemudian akan digunakan sebagai penentu besarnya arus tabung yang digunakan.
Alat ini disambung seri dengan trafo filament. Untuk memilih arus tabung kita
sebenarnya memilih nilai R nya untuk menentukan voltage drop pada VR.
Semakin besar pilihan mA maka pilihan tap tersebut berada pada posisi
nilai R yang paling kecil,sehingga voltage dropnya kecil. Dan semakin kecil mA
maka pilihan tap tersebut berada pada posisi nilai R paling besar. Arus tabung
ditentukan oleh besarnya tegangan pada trasformator filamen. Tegangan
transformator ini (EF) akan menentukan besarnya arus transformator filamen ini
(IF), semakin besar tegangan trafo filamen semakin besar pula arus yang
mengalir pada trafo filament,besarnya arus trafo filamen ini akan menentukan
banyaknya elektron bebas yang dihasilkan. EF besar --> IF besar -->
elektron bebas banyak --> awan electron banyak. Jika R lebih tinggi,
tegangan trafo filamen kecil karena dengan tahanan lebih besar maka tegangan
pada tegangan trafo lebih kecil karena R tadi menyebabkan voltage drop yang
lebih besar.
V = I x R . Tegangan pada filament = Tegangan awal –
voltage drop.
Stand by Resistance
Alat yang berfungsi untuk memberikan pemanasan awal
pada filamen tabung rontgen agar terjadi pre heating sebelum expose berlangsung
sehingga filament tabung roentgen lebih awet. Alat ini terdiri dari R yang
dilengkapi yang dilengkapi dengan kontaktor yang digerakkan oleh delay relay.
Cara kerjanya adalah sebagai berikut, pada saat main
swith ON, filament tabung rontgen langsung mendapatkan tegangan dari
transformator filament tapi melewati stand by resistant sehingga tegangan yang
mengalir bukan tegangan normal. Pada saat expose, timer bekerja dan relay
energice bekerja sehingga kontaktor exposure swith terhubung dan kontaktor
relay di stand by resistant terhubung (di by pass ), sehingga tegangan akan
melewati kontaktor (bukan R lagi) sehingga tidak ada voltage drop sehingga
pemanasan filament pada tegangan normal.
Filament limiter (mA limiter)
Alat yang berfungsi untuk membatasi mengalirnya arus
filamen, maksudnya agar tegangan pemanas filamen di atas sesuai dengan
kemampuan kapasitas filamen tabung rontgen sehingga pemberian tegangan tersebut
memberi pemanasan yang normal. Pengunaan filament limiter ini akan lebih terasa
terutama pada tabung rontgen yang mengunakan double focus, yaitu focus besar
dan focus kecil yang masing-masing dilengkapi filament limiter sendiri. Untuk
yang large focus nilai tahanan limiternya kecil, sedangkan untuk yang small
focus nilai tahanan limiternya besar yang diatur sekali pada waktu perakitan.
Trafo filament
Berfungsi untuk step down filament, biasanya tegangan
yang digunakan adalah tegangan 110 volt menjadi 12 v/18 v tergantung
spesifikasi tabung.
Filamen tabung rontgen
Berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai
katoda..
Terdiri dari bahan Tungsten yang mempunyai titik
lebur yang tinggi 3600 oC dengan nomor atom 74. Filamen ini
berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda
Katoda / filament terbagi 2, yaitu :
a. Katoda Direct
Disebut
juga katoda langsung yaitu filament yang sekaligus berfungsi sebagai katoda
a. Katoda Indirect
Disebut juga katoda tak langsung yaitu filament hanya
berfungsi sebagai sumber elaktron sedangkan katodanya dipisah (didepan
filament), katodanya bias terhubung dengan transformator filament atau dengan
sumber lain.
Pada katoda juga dipasang Focussing Cup yaitu alat
yang menyerupai mangkok untuk mengfokuskan jalannya electron dari
anoda ke katoda.
Katoda juga bisa
berupa :
a. Single focus
b. Double focus
Maksud
digunakannya double focus agar dapat melayani pengunaan mA(arus) yang
berbeda-beda.
1. Blok Rangkaian Tegangan Tinggi
Pada rangkaian ini terdapat trafo tegangan tinggi
yang berfungsi untuk memberikan beda potensial antara anoda dan katoda
dimana anoda harus selalu mendapat polaritas positif dan katoda harus selalu
mendapat polaritas negatif agar elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda
dapat ditarik ke anoda.
Transformator adalah alat yang berfungsi untuk
menaikkan atau menurunkan tegangan dari satu rangkaian kerangkaian lain. Bila
transformator tersebut untuk menaikkan tegangan disebut transformator step up (
pada HTT )dan apabila untuk menurunkan tegangan disebut transformator step down
( pada trafo filamen ). transformator step up mempunyai jumlah lilitan sekunder
lebih banyak dari pada jumlah lilitan primernya sedangkan transformator step
down mempunyai jumlah lilitan sekunder lebih sedikit dari pada jumlah lilitan
primernya. Pada HTT jenis transformator yang digunakan adalah step up dan
perbandingan transformasinya bisa mencapai 1 : 1000 atau tergantung dari desain
pabrik pembuatan. Bila pada kumparan primer dialiri arus bolak balik ( AC )
maka akan timbul garis-garis gaya
magnet yang berubah-ubah tergantung dari besarnya arus yang mengalir. Perubahan
garis-garis gaya magnet ini akan menyebabkan
terjadinya gaya
gerak listrik ( ggl ) pada lilitan sekundernya, yang besarnya bergantung dari
perubahan fliks pada setiap perubahan waktu.
4. Blok rangkaian tabung rontgen
Merupakan sebuah tabung diode yaitu tabung
vakum yang terdiri dari dua elektrode, yaitu anode dan katode. X ray tube
adalah tempat berlangsungnya proses terbentuknya sinar x.
~ Pesawat dengan 1 unit x ray tube
over table untuk pemotretan tunggal disebut “Pesawat Rontgen 1 examination”
~ Pesawat rontgen yang memiliki x
ray tube over table dan under table disebut 2 Examination.
Ada 2 macam x ray
tube :
-
x ray tube over table berada diluar patient table
-
x ray tube under table berada di bawah universal patient table
5. Blok
tangkaian timer
Timer berfungsi untuk menentukan lamanya proses
penyinaran
Terdapat 4 jenis timer yaitu:
1)
Timer
Mekanik
Cara kerja:
1. menetukan lamanya
penyinaran dengan menarik valve p kearah searah jarum jam, dalam waktu yang
bersamaan jarum penahan PA lepas hingga gigi gergaji W akan ikut berputar
kekanan (searah jarum ajm) kontaktor C dari normally open menjadi close.
2. setelah sesuai waktu
yangn ditetapkan, misalnya sampai 0,3 detik jarum PA mengunci roda gigi W.
3. sementyara
preparation selesai, yaitu kV, mA dan waktu telah ditetapkan maka PB SWE
ditekan, sehingga akan ada arus yang mengalir dari power supply menuju
kontaktor C ke PB SWE kemabli ke relay S, kembali ke power supply.
4. sehingga akan
menyebabkan relay s energized dan menarik kontak SW3 hingga rangkaian power
supply dan rangkaian tegangan tinggi terhubung dan menyebabkan expose
(penyinaran) dimulai.
5. sementara PB ditekan,
maka akan menekan jarum valve PA sehingga terlepas dari penguncian, gigi
gergaji mulai berputar kea rah kiri (berlawanan jarum jam).
Setelah waktu 0,3 detik tadi, valve sampai pada
posisi nol. Maka valve akan menyentuh kontaktor C hingga membuka kembali.
Dengan membukanya kontaktor C, relay S energized, kontaktor SW3 membuka
kembali, sehingga akan memutuskan hubungan antara rangakian Power Supply dengan
rangakaian transformator tegangan tinggi hingga proses expose terhenti.
2) Timer Elektrik
Cara kerja :
1. menetukan lamanya
penyinaran dengan memutar knop K yang diikuti lengan A kearah kiri (berlawanan
jarum jam), misalnya 0,5 detik, dan plat bsi D2 kearah kiri.
2. pada saat itu motor M
telah berputar hingga memutar plat D1 kearah kanan (searah jarum jam).
3. saat preparation
selesai, yaitu kV, mA, waktu telah ditetapkan maka PB SWE, terminal 1 terhubung
dengan terminal 2, terminal 3 terhubung dengan terminal 4.
4. dengan terhubungnya
terminal 1 dan terminal 2, maka dari Power Supply akan mengalir arus (menuju
relay S) kembali ke power supply, sehingga relay S energized. Dengan energizednya
relay, maka plat D2 akan menempel dengan plat D1. sehingga plat D2 bergerak
kekanan, diikuti lengan A dan knop K.
5. pada
waktu yang bersamaan, ada arus yang mengalir dari power supply menuju ke
kontaktor 3-4 lalu ke kontak lalu ke relay SW dan kemudian kembali ke power
supply.
3)
Timer elektronik
Cara kerja:
1.
kita menentukan lamanya penyinaran waktu yang ada, T= R.C
2. SWE
ditekan ke posisi on, sehingga terjadi pengisian kondensator dengan arah arus
dari terminal(+)→SWR→kondensator C→terminal 1. sementara itu, kontak SWS
(bawah) akan close (karena digank dengan SWE), sehingga relay SA akan
energized, kontaktor SW3A menutup, sehingga rangkaian power supply dan
rangkaian HTT akan terhubung dan expose akan berlangsung.
3. Berlangsungnya
expose berbarengan dengan pengisian kondensator, sehingga saat muatan
kondensator penuh (time konstan 63%, karena merupakan fungsi linier setiap
perubahan waktu), yang merupakan tegangan “critical gride”, maka pada posisi
63% itu maka relay SB akan bekerja.
4. Dengan
berubahnya thyratron, maka arus mengalir ke relay SB sehingga relay SB akan
bekerja, dengan bekerjanya relay SB maka kontaktor SW3 membuka.
5. Membukannya
SW3 menyebabkan terputusnya power supply dengan HTT.
4. Timer
Automatic
Cara kerja :
1.
menetukan lamanya waktu penyinaran = R.C
2. pada saat PB SWE ditekan maka akan ada
arus yang mengalir dari power supply menuju terminal 7,5,6,8 SW3 lalu menuju
kumparan primer HTT dan kembali ke supply.
3. maka
akan ada arus yang mengalir pada sekunder trafo tegangann tinggi dengan arah arus
: Rectifier menuju kapasitor. Sehingga kapasitor akan terisi penuh sebesar 0,63
C.
4. setelah
kapasitor terisi penuh, maka Thirytron akan mendapat tegangan sehingga akan
mengaktifkan relay S1.
5. dengan
aktifnya Relay S1, maka kontaktor SW3 akan terbuka. Sehingga tidak ada arus
yang mengalir pada primer trafo tegangan tinggi.
6. proses penyinaran
telah selesai.
No comments:
Post a Comment