Babeh Edi

 Reseptor citra

Receptor citra pertama kali ditemukan oleh Roentgen dalam bentuk lapisan barium platinocyanide pada suatu layar, yang berfluorosensi pada saat menerima berkas sinar x. Meskipun barium platinocyanide saat ini sudah tidak dipakai lagi, namun perlu diketahui bahwa 95% receptor citra sinar x adalah layar fluorosensi atau kristal sintilasi. Receptor citra tersebut dalam bentuk zat padat yang memiliki karakteristik tingkat energi elektron tertentu.

Struktur pita zat padat

Tingkat energi elektron dalam atom diskrit, digambarkan dalam bentuk garis

Dalam zat padat, atom saling berdekatan, tingkat enegi elektron dalam kulit (kulit K, L) tidak berbeda, namun tingkat energi elektron pada kulit luar saling berpengaruh dan membentuk pita.

Zat padat bentuk kristal, susunan atom teratur dalam jangkauan panjang. Amorphous, susunan atom teratur dalam jangkauan pendek.

Sifat listrik zat padat

·        Isolator (A)

·        Konduktor (B)

·        Semikonduktor (C)

Untuk kristal yang tidak murni, kehadiran impuritas menambah pembentukan tingkat energi di daerah pita larangan, disebut elektron traps (perangkap elektron). Perangkap elektron, pusat luminisensi, tingkat energi diskrit dekat pita konduksi. Perangkap lubang (hole trap), pusat luminisensi, tingkat energi dekat pita valensi.

Fluoresensi, fosforesensi, dan temoluminisensi

Fluoresensi

·        Perangkap elektron dalam keadaan normal terisi

·        Sinar X mengakibatkan elektron dalam pita valensi meloncat ke pita konduksi.

·        Perangkap lobang terbentuk dalam pita valensi

·        Perangkap lobang berpindah ke perangkap lobang dalam pita larangan.

·        Elektron dalam perangkap turun bergabung dengan lobang dalam pita larangan dan memancarkan foton karakteristik

·        Kekosongan perangkap elektron diisi oleh elektron dari pita konduksi yang tereksitasi.

a) Menggambarkan perangkap elektron dan lubang pada pita energi terlarang dalam zat padat, b) Perubahan tingkat energi yang menghasilkan emesi cahaya dalam flurosensi, c) perubahan tingkat energi dalam emisi cahaya dalam fosforisensi.

Fosforesensi

·        Perangkap elektron dalam keadaan normal kosong

·        Sinar X mengakibatkan elektron meloncat dari pita valensi ke pita konduksi, selanjutnya jatuh ke dalam perangkap elektron.

·        Elektron keluar dari perangkap bila menerima energi cukup untuk meloncat ke pita konduksi, dan seterusnya meloncat ke pita valensi disertai dengan pancaran radiasi karakteristik yang sesuai dengan cahaya tampak.

Proses thermoluminiscence terjadi bila elektron dalam perangkap dapat pindah ke pita konduksi sesudah menerima energi dengan pemanasan. Aplikasi, TLD (thermolumiscence dosimeter)

Fosfor dan layar intensifikasi

Fosfor dalam pencitraan

·        Mempunyai nomer atom tinggi, daya serap sinar X tinggi

·        Mempunyai efesiensi tinggi dalam konversi sinar X menjadi cahaya

·        Ukuran kristal yang menentukan sensitivitas uniform diketahui

Penggunaan fluorescent screen (layar intensifikasi)

1.      Digabung dengan film dalam radiografi

2.      Fluoroskopi yang dilihat langsung

3.      Dalam image intensifier yang digabung dengan fotokatoda

4.      Penyimpan citra dalam sistem pencitraan tanpa film

Thomas Edison adalah orang pertama yang mempelajari mengenai sifat material sintilasi yang juga disebut fosfor pada permulaan tahun 1900. Selama hampir 20 th intensifying screen menggunakan

calcium tungstate (CaWO₄). Pada permulaan th 1970, ditemukan fosfor dari unsur tanah jarang. Fosfor tanah jarang yang dikenal sampai saat ini adalah gadolinium oxysulfide (GdO₂S₂), lanthanum oxybromide (LaOBr), dan ytrium tantalate (YTaO₄) Kristal cesium iodide (CsI) adalah sintilator yang banyak digunakan untuk fluoroskopi dan radiografi digital. Meskipun tanah jarang mempunyai harga Z lebih rendah, namun efesiensi tinggi dalam konversi sinar X menjadi cahaya.

Fluorescent screen

Ukuran kristal berpengaruh pada resolusi

Kombinasi fosfor film

Hampir semua radiografi menggunakan kombinasi film dengan fluorescent screen (dalam kaset).

Film sinar X

Emulsi terdiri dari kristal ionik Ag⁺ dan Br^- dalam kisi kubus. Kehadiran impuritas mengganggu permukaan kubus yang membentuk sensitivity speck (bintik sensitif).

Br^- + hf ® Br + e^-

Atom Br diserap oleh gelatin yang mengakibatkan emulsi melekat pada dasar film. Elektron terperangkap oleh sensitivity speck dan menarik muatan positif ion Ag⁺ sehingga menjadi atom Ag .Kristal dengan atom Ag pada permukaannya disebut latent image. Proses pengembangan film dengan cairan alkaline mengurangi Ag⁺ dan meninggalkan Ag yang membentuk noda grain pada film. Film difiksasi dan diperkuat dengan larutan asam lemah. Kristal yang tidak mengandung latent image dicuci dan menghasilkan daerah terang dalam film.

Bila waktu antara pembentukan latent image dengan pengembangan terlalu lama, maka beberapa kristal kembali ke kondisi semula, mengakibatkan citra “faded” (meluruh).

Bila developer sangat kuat, kristal tanpa latent image ikut dikembangkan. Film yang tidak terkena paparan bila dikembangkan, beberapa kristal menimbulkan kehitaman disebut fog (kabut). Tingkat fog meningkat dengan kondisi pengembangan yang tidak sesuai (suhu, developer terlalu kuat).

Kurva karakteristik dan densitas optik

Densitas optik D = log₁₀(I₀/I)

Contrast C = D₁ – D₂ = log₁₀ (I₂/I₁)

Mata dapat melihat perbedaan densitas dalam jangkauan 0.25 – 2.5, minimum perbedaan dapat dilihat sekitar 0.02.

Gamma atau gradien rata-rata dan kecepatan film

g = (D₁ – D₂)/ (log E₂ – log E₁)

Latitude

Film latitude dan exposure latitude

Film latitude, menyatakan jangkauan paparan yang mengakibatkan kurva karakteristik linear. Jangkauan densitas sekitar 0.25 – 2.5.

Exposure latitude berkaitan dengan obyek. Bila dalam suatu radiografi seluruh densitas berada dalam daerah linier kurva karakteristik (obyek berisi jangjauan kontras sempit), eksposi dapat diubah sehingga dapat menggeser densitas ke daerah atas atau bawah bagian linier kurva, namun tidak mengubah kontras. Sebagai contoh, film dapat dibuat gelap (eksposi tinggi) ataupun film dibuat normal, akan dihasilkan kontras yang sama. Bila jangkauan densitas film dalam suatu radiografi meliputi seluruh daerah linier kurva karakteristik (artinya obyek berisi material dengan jangkauan kontras lebar), maka eksposi tidak dapat diubah tanpa mengorbankan daerah gelap menjadi saturasi dan daerah terang ke tingkat kabut (fog). Dalam hal demikian tidak ada latitude pada pemilihan eksposi.

Latitude dapat diperbaiki dengan memilih film yang memiliki nilai gamma rendah (latitude lebih besar), tetapi akan menurunkan kontras dalam citra.