DASAR-DASAR RADIOLOGI DIAGNOSTIK

Bachtiar Murtala

Tujuan pembelajaran

• Memahami dasar-dasar pencitraan radiologi

• Mengetahui macam-macam sinar, proses terbentuknya dan sifat2nya

• Mengetahui efek biologik

Pendahuluan

• Radiologi = Ilmu Sinar cabang ilmu kedokteran yg menggunakan sinar2 (pengion atau non-pengion), baik untuk diagnostik maupun untuk terapi

• Sinar pengion sinar X atau radioaktif/sinar gamma

• Sinar non-pengion Ultrasound (US) & Magnetic Resonance Imaging ( MRI )

• Radiologi Diagnostik : - konvensional - Imaging :CT,US, MRI, Nuclear Medicine Terapi –Radioterapi kanker

Sejarah

• 8 Nov 1895 di Jerman --. Prof Wilheim Conrad Roentgen menemukan “suatu jenis sinar baru” selanjutnya disebut sinar X atau sinar Roentgen Penemuan besar abad 19 .

• 1896 Henri Becquerel radioaktif uranium

• 1898 Madame Marie Curie radioaktif radium

• Sampai sekarang ini Radiologi terus berkembang, baik yang menggunakan sinar X dan radioaktif maupun sumber radiasi nonpengion, seperti US dan MRI

Macam-macam sinar

• Elektromagnetik Sinar X Sinar Gamma - Sinar inframerah - Sinar ultraviolet - Sinar terlihat - Gelombang radio

• Partikel - elektron - proton - dendron - sinar - sinar

RADIOAKTIVITAS

Disintegrasi spontan dari suatu inti

atom membentuk suatu nuklida yg

berbeda nomor atomnya. Disintegrasi

selalu disertai pelepasan sinar gamma

dan partikel alfa atau beta.

• Bahan radioaktiv mempunyai waktu paruh/half-life yaitu waktu yg digunakan oleh atom-atom untuk meluruh hingga tinggal setengahnya.

• Half-life dan energi sinar gamma dari sejumlah bahan radioaktif yg dipakai dalam dunia kedokteran adalah sbb:

Nama Radioaktif Energi SinarGamma

( MeV )

Half - life

- Radium-226 0.029-2.43 1620 Th

- Caesium-137 0.662 30 Th

- Cobalt- 60 1.17 & 1.33 5,3 Th

- Iridium-192 0.296 & 0.613 74 hari

- Iodine-131 0.364 & 0.637 8 hari

- Gold-198 0.411 2-7 hari

- Technetium-99m 0.140 6 jam

SINAR X

Pembangkitan Sinar X, syaratnya :

1. Ada sumber elektron (listrik)

2. Gaya percepatan elektron

3. Ruang hampa udara

4. Alat pemusat berkas sinar (focusing cup)

5. Benda penghenti elektron

• Output tabung Roentgen, td:

- Sinar X ± 1%

- Panas ± 99%

• Jadi perlu sistem pendingin : udara, air,minyak

Sifat-sifat Sinar X dan Sinar Gamma

1. Mempunyai daya tembus (penetrating power) karena panjang gelombang sangat pendek.

2. Atenuasi(perlemahan) sewaktu mengenai bahan

3. Scatter (sinar hambur )

4. Efek Luminiscent (fluoresensi dan phosphorescensi)

5. Efek fotografis

6. Keluar dari fokus sebagai garis lurus dan memancar secara divergen

7. Ionisasi (ionizing effect)

8. Efek Biologik

Sinar Gamma

• Mirip sinar X, keduanya merupakan

sinar elektromagnetik, bersifat

mengionisasi materi/atom, memiliki

panjang gelombang yg pendek

sehingga daya tembusnya besar.

Sinar X Sinar Gamma

1. Pembangkit Tabing Roentgen Radioisotop

2.Panjang Gelombang Heterogen Homogen

3. Pancaran Radiasi Terjadi bila pesawat dinyalakan

Terus-menerus dan spontan

4. Half-life Tidak ada Ada

5. Penggunaan Diagnostik dan Terapi

Terapi dan diagnostik

•Beberapa perbedaan :

Teknik Pembuatan Foto (Radiografi)

• Terdiri dari 2 tahap :

1. Pemotretan dlm ruang pesawat roentgen

2. Processing di kamar gelap

1.Pemotretan

Faktor2 yg harus diperhatikan :

a. Pengaturan data elektrik pesawat meliputi :

kV,mA, dan s (waktu)

• kV= kilovoltage=tegangan pesawatMenentukan daya tembus/penetrasi sinar

mA = milliampere= kuat arus

menentukan banyaknya sinar-X yang terbentuk

S = second = waktu ekspos

menentukan banyaknya sinar-X yang terbentuk

b. Densitas dan kontras

• Densitas adalah kehitaman pd film. Ditentukan oleh banyaknya sinar yg mengenai film. Makin banyak makin hitam.Tergantung pada nomor atom, kerapatan dan ketebalan obyek. Mis: logam—NA tinggibanyak menahan sinar-Xkurang sinar mengenai filmtampak putih

• Sinar X ionisasi AgBr pd film Ag+ & Br-

processing/washingreduksi menjadi Ag2O (kehitaman film)..

• Kontras ad. perbedaan bagian2 yg hitam/ gelap dan putih/terang pd film.

c. Scatter/ sinar hambur

• Bersifat merugikan kualitas radiografi. Scatter menyebabkan kekaburan gambar & meningkatkan dosis radiasi pd diri penderita.

• Karena itu perlu usaha2 untuk mengurangi scatter, dgn jalan :

1. Mencegah scatter mencapai penderita

Conus berfungsi mengurangi pembentukan sinar hambur, terbuat dari besi / aluminium

Diafragma (Collimator) Terpasang pd pesawat roentgen, berfungsi mengatur luas lap. Juga mencegah diteruskannya sinar hambur yg terbentuk antara tabung roentgen dgn diafragma

2. Mencegah scatter mencapai film

Kompressi

Alat yg digunakan u/ mempertipis tebal

obyek shg lintasan sinar jauh lebih pendek

& scatter menjadi minimal

Perbesar jarak obyek dgn film

Sinar hambur kurang yg mencapai film,

tetapi menimbulkan kekaburan gambar &

magnifikasi

F i l t e r

Untuk menahan sinar2 hambur yg energinya sudah lemah

G r i d

Inilah yg paling populer digunakan. Merupakan lapisan2 tipis dari timbal & lapisan2 dari bahan radiolusen seperti kayu atau plastik. Lapisan timbal ada yg bersusun miring disebut Lysholm, ditempatkan langsung & tidak bergerak diatas kaset (stationary grid). Grid vertikal digerakkan o/ motor listrik (moving grid) atau Potter-Bucky.

d. Jarak

Berkaitan dengan kekaburan/unsharpness-geometris

Kekaburan geometris dpt dikurangi dgn :

Jarak obyek-film diperkecil (paling utama)

Jarak focus-obyek diperbesar

Focal spot pada tabung lebih kecil

e. Intensifying Screen Lembaran penguat yg terdiri dari bahan yg dpt berphosphorescensi seperti Ca-Wolframat, Barium Sulfat timbal, Zink Sulfida. Terletak didepan & dibelakang film didalam kaset. Keuntungannya mengurangi kekuatan sinar X yg diperlukan & dosis radiasi terhadap penderita. Kelemahan gbr relatif lebih kabur

f. Bagian tubuh yg difoto Obyek yg tipis seperti ekstremitas hanya perlu kV rendah & tidak perlu grid. Obyek yg tebal seperti kepala, abdomen, perlu kV tinggi & grid.

• Posisi penderita Posisi yg umum adalah : PA : posterior-anterior, maksudnya

sinar X lebih dulu mengenai bagian tubuh posterior lalu menembus ke anterior.

AP : Anterio-posterior kebalikannya

Lateral kiri : film di kiri penderita, sinar dari kanan

Lateral kanan : kebalikannya

Oblik : arah sinar membentuk sudut terhdp bidang transversal

tubuh. Dikenal RAO(right anterior oblique),LAO,RPO & LPO

Dekubitus : RLD & LLD

• RLD = Right Lateral Decubitus = pasien baring dgn sisi kanan di meja, kaset/film di belakang, sinar dari depan mis: untuk mendeteksi cairan/efusi pleura kanan yang masih sedikit.

• LLD = Left Lateral Decubitus

• ( sebaliknya)

h. F i l m Film roentgen td 7 lapisan yg tebal seluruhnya < 2 mm. Lap 1 & 7 lap.pelindung dr pengaruh mekanik Lap 2 & 6 emulsi yg td gelatin & butir Ag Br yg sensitif terhdp sinar X & sinar biasa Lap 3 & 5 perekat emulsi pd bahan dasar

Lap 4 bahan dasar td cellulose acetat atau polyester yg transparan & kebiruan-biruan.

.

• Dikenal pula :

1. Film nonscreen AgBr lebih tebal

2. Film Screen AgBr lebih tipis

i. Waktu Ekspos

Pada anak2 yg tidak kooperatif & cenderung bergerak atau pasien yang sulit menahan nafas, waktu ekspos harus dibuat sesingkat mungkin agar tidak timbul kekaburan akibat gerakan (movement unsharpness).

Processing di kamar gelap (dark room)Kamar gelap berfungsi untuk : Pencucian film Penyimpanan film Pengisian & pengeluaran film dari kaset

Processing film dpt dilakukan dgn :

Mesin otomatis

Manual

Film yg sudah terekspos sinar X telah mengandung bayangan latent yg belum terlihat, sehingga perlu processing/pencucian di kamar gelap.

• Cairan pembangkit (Developer) mengandung :

Developing agent-Phenidon berfungsi merubah Ag+ menjadi Ag2O (hitam)

Natrium Sulfida preservative agent

Natrium karbonat aktifator/akselerator

Kalium Bromida restrainer

Lamanya dlm larutan kl. 5 menit

• Masukkan ke air kl. 30 detik

• Lalu masuk ke fixer

• Fixer (Larutan penetap), berisi :Natrium Thiosulfat Clearing agentNatrium Sulfida preservative agentAkuin tawasAsam asetat acidifier

Fungsinya :- menghentikan kerja proses developer- membersihkan AgBr yg tdk kena sinar X

Lamanya : 2 kali waktu developer (6-10 menit)

. Dari fixer film direndam di air kl 30-60 menit.

Selanjutnya dikeringkan

• Bayangan dasar Radiografi sinar-X

1. Hiperradiolusen udara bebas

2. Radiolusen paru, lemak

3. Intermediate soft tissue, jantung, hepar,ginjal,dsb

4. Radiopak Ca-density, Bone density

5. Hiperradiopak metal density, logam

USG Echo

CT Dense

MRI Intense

Nuklir Hot, Cold

• CT-Scan

• Juga menggunakan sinar-X, tetapi saat ekspos sinar tdk langsung mengenai film, ttp ditangkap oleh detektor-komputer- monitor-- printer

• Terminologi : dense

• Mis: isodens---jaringan otak normal,

• hipodens—abses otak

hiperdens---perdarahan otak

• MRI

• Menggunakan medan magnit dan frekuensi radio, jadi tidak mengionisasi jaringan, tdk ada efek biologik.

• Pasien tdk boleh pakai bahan logam mis. Jam tangan,susuk,kawat gigi,pacemaker.

• Pakai istilah : isointens, hipointens, hiperintens

• USG

• Menggunakan gelombang suara berfrekuensi sangat tinggi (ultrasound), > 20.kHz. Biasanya 2-10 MHz. Jadi tidak mengionisasi jaringan, tdk ada efek biologik.

• Energi listriktransducer ( piezoelectric effect) sebagai transmitter ultrasoundobyekechotransducer (sebagai receiver)energi listrikkomputermonitorgambarprinter

• Terminologi:

• Isoechoic=normoechoic, misalnya hepar, lien yang normal

• Hypoechoic=echopoor=echoluscent, mis; abses hepar, tumor uterus

• Hyperechoic=echorich=echodens, mis; batu ginjal, kalsifikasi

• Unechoic=echofree, hitam, mis; urine, ascites, darah

Efek Biologik Radiasi

• Disebabkan efek ionisasi sinar X atau sinar radioaktif.

• Sinar X atau gamma yg mengenai bahan biologik akan menyebabkan :

Proses fisika fisiko-kimiawi biokimiawi efek biologik

• Efek radiasi pengion pada manusia ;

a) Efek cepat (early,immediate) ; 1. Acute radiation synd :-Haematologic synd -gastrointestinal synd -CNS synd 2. Local tissue damage ; a. Skin

b. Gonads c. Extremities

3. Haematologic depression 4. Cytognetic damage

b) Efek lambat (delayed, latent)

1. Leukemia

2. Malignitas lain spt : tulang, paru, tiroid

3. Local tissue damage : kulit,gonad, mata

4. Life-span shortening

5. Genetic damage

c) Efek pada fetus

1. Leukemia

2. Kematian prenatal

3. Kematian neonatal

4. Malformasi kongenital

• Dapat juga dibedakan atas :

Efek somatic & efek genetic

Efek stokhastik (nondeterministik) dan efek nonstokhastik (deterministik)

Stokhastik tdk mengenal dosis ambang, manifest setelah masa tenang yg lama. Keparahan tdk tergantung dosis . Tidak terdpt penyembuhan spontan

Contoh : leukemia, kanker (so0matic) dan penyakit keturunan (genetic)

Nonstokhastik Ada dosis ambang Manifestasinya cepat

Keparahan tergantung dosis

Contoh : luka bakar, sterilitas, katarak (somatic)

Dilakukan terhdp : 1. Penderita 2. Pekerja radiasi

3. Masyarakat umum/sekitar

PROTEKSI RADIASI

• Prinsip utama Proteksi :

1. Waktu tekan sesingkat mungkin waktu ekspos, dosis radiasi yg diterima berbanding lurus dgn lamanya radiasi

2. Jarak perlebar jarak antara sumber radiasi dgn org yg diekspos. Penurunan dosis mengikuti hukum kuadrat terbalik

3. Alat2 pelindung radiasi antara sumber radiasi dgn org yg terekspos. Mis : sarung tangan, apron yg ada lapisan Pb

• Maximum Permissible Dose (MPD)

adalah dosis maksimum yg diperbolehkan.

Dosis untuk SELURUH TUBUH bagi

petugas ditentukan oleh formula berikut :

MPD = 5 (N-18) rem

dimana N umur

rem ( roentgent equivalent man)

Tabel MPD berbagai kalangan

Kelompok M P DPetugas RadiasiTahunan Jangka PanjangKulitTanganLenganOrgan lainnya Wanita hamilMahasiswa/siswaPopulasi umumGenetiksomatik

5 rem/th(N – 18 ) rem

15 rem/th75 rem/th30 rem/th15 rem/th0,5 rem/th0,1 rem/th

0,17 rem/th0,17 rem/th

• DOSIMETRI

Rad = Roentgent absorbed dose (dipakai pada radioterapi)

Rem = Roentgent equivalent man (dipakai pada proteksi radiasi)

1 Rad ad. Absorbsi enegi dari sinar pengion sebesar 100 erg/ gr

1 Rem ad. Satuan dari berbagai tipe radiasi yg menghasilkan efek biologik yg sama pd manusia yg terjadi akibat absorbsi 1 Roentgent sinar X atau gamma. Jadi mempehitungkan RBE

RBE = Relative Biological Effectiveness ad. Perbandingan dosis sinar X 250 kV dgn dosis radiasi lain yg memberikan efek biologik yg sama