Chapter II - Mammography and Physics [PDF]

Citation preview

BAB II TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Pengertian Mammografi Mammografi adalah pemeriksaan sederhana dengan menggunakan mesin Xray. Dengan menggunakan mesin mammografi tersebut, payudara ditempatkan di antara dua plat dari mesin x-ray dan akan dilakukan penekanan. Keadaan ini mungkin menimbulkan sedikit rasa tidak nyaman, namun hal ini penting untuk mendapatkan hasil gambar yang baik. Penekanan tersebut hanya berlangsung beberapa detik. Seluruh prosedur mammografi biasanya memakan waktu sekitar 20-30 menit untuk satu payudara.



Gambar 2.1 Posisi pemotretan mammografi Mammografi merupakan pemeriksaan paling utama untuk melakukan deteksi kanker payudara pada stadium awal. Meskipun hasil dari mammografi tidak 100% akurat, namun mammografi merupakan metode terbaik untuk mendeteksi kanker payudara. Pemeriksaan mammografi sebaiknya dilakukan dua tahun sekali pada usia 35 – 50 tahun, sedangkan usia diatas 50 tahun dilakukan satu tahun sekali. Kualitas citra pada mammografi bergantung dari peralatan pencitraan yang digunakan dan cara penerapannya. Untuk memperoleh citra dengan kualitas yang tinggi pada dosis rendah, perlu memilih peralatan mamografi dengan sebuah desain dan kinerja yang tepat serta menggunakan parameter operasi yang benar. Ada lima parameter fisis yang harus diperhatikan dalam menilai kinerja sistem mamografi antara lain: kontras, ketidaktajaman (unsharpness), dosis serap 5



Universitas Sumatera Utara



6



payudara, noise, dan jangkauan dinamik (dynamic range). Kontras penting untuk diperhatikan agar dapat melihat perbedaan densitas jaringan lunak yang kecil. Karena payudara memiliki organ yang kecil dan tidak ada struktur jaringan lunak atau tulang, sehingga memungkinkan penggunaan sinar-x yang berenergi rendah. Ketidaktajaman penting untuk diperhatikan agar dapat melihat mikrokalsifikasi. Dosis harus dijaga agar tetap rendah karena adanya resiko karsinogenesis dan noise harus dikurangi karena dapat mempengaruhi visibilitas terhadap mikro kalsifikasi yang sangat halus. Jangkauan dinamik pada reseptor citra harus dipilih agar dapat mencapai rentang yang penuh pada jaringan payudara dengan kualitas citra yang cukup. Tiap lima parameter ini bergantung pada beberapa komponen sistem mamografi (Gambar 2.2).



Gamba 2.2 Komponen-komponen sistem Mammografi Prinsip kerjanya adalah pesawat mammografi yang digunakan kapasitas tegangan tabung rendah dan mAs yang tinggi. Tabung x-ray pada persawat mammografi dengan target molibdenum (produksi energi rendah). Ada filter untuk mendapatkan kualitas berkas yang sesuai dengan keperluan yang digunakan adalah molybdenum. Focal spot yang ukuran fokusnya kecil yang diperlukan untuk mendapatkan ketajaman gambar. Pesawat mammografi mempunyai kombinasi berkas yang membatasi luas lapangan penyinaran. Pesawat mammografi dilengkapi dengan adanya kompressi mammae yang fungsinya untuk mengkompressi mammae dan menahan payudara agar tidak bergerak. Grid yang berfungsi untuk mengurangi sinar hambur diantara obyek dan film, pada tempat kaset dmasukkan kaset yang berisi tunggal dengan kualitas tinggi dan berisi film beremulsi tunggal mengurangi paparan radiasi, sehingga gambaran lebih baik.



Universitas Sumatera Utara



7



Phototimer detektor diletakkan di bawah kaset seluruh automatic. Detektor mengukur kV yang optimal dan filtrasi dari sebuah penyinaran.. Tabung sinar-X sudah terpasang bersama-sama dengan reseptor citra dan sandaran payudara, serta komponen pelengkap yang dapat diputar terhadap sumbu horisontal untuk mencapai proyeksi radiografi yang diharapkan. Tabung sinar-X memiliki focal spot yang kecil dan menghasilkan spektrum sinar-X yang berenergi rendah. Kolimasi lapangan radiasi dan posisi fokus tabung dibuat vertikal terhadap pasien. Konfigurasi ini bertujuan untuk memastikan visualisasi yang maksimum dari jaringan payudara. Sumbu katoda-anoda dibuat pada arah dinding dada sampai nipple sehingga efek heel memberikan banyak foton dalam daerah payudara yang paling tebal dan transmisi fotonnya paling rendah. Kompresi yang dibuat menggunakan piringan kompresi plastik bertujuan untuk mengurangi ketebalan payudara dan meletakkannya pada posisi yang benar sehingga proyeksi radiografi yang diharapkan dapat tercapai. Piringan kompresi dan meja sandaran payudara harus memiliki transmisi sinar-X yang tinggi. Meja sandaran payudara terdiri dari kombinasi film/screen mamografi atau reseptor digital. Meja tersebut juga bergabung dengan sebuah grid anti hamburan. Dalam banyak sistem, spektrum sinar-X dipilih secara otomatis berdasarkan ketebalan payudara dan transmisi melalui payudara.



2.2 Anatomi Payudara Payudara terletak pada bagian anterior dinding thorax, mulai costae 2 atau 3 sampai costae 6 atau 7, berbentuk kerucut, simetris, yang bervariasi dalam bentuk dan ukurannya. Pada dasarnya payudara terdiri dari papilla, areola, kulit, lemak subkutis, jaringan parenkim dan jaringan ikat. Setiap payudara terdiri atas 15 sampai 25 lobus kelenjar yang masing-masing mempunyai saluran ke papilla mamma yang disebut duktus laktiferus dan dipisahkan oleh jaringan lemak yang bervariasi jumlahnya. Diantara kelenjar susu dan fasia pektoralis, juga di antara kulit dan kelenjar tersebut terdapat jaringan lemak. Di antara lobus tersebut terdapat jaringan ikat yang disebut ligamentum cooper yang merupakan tonjolan jaringan payudara, yang bersatu dengan lapisan luar fasia superfisialis yang berfungsi sebagai struktur penyokong dan memberi rangka untuk payudara.



Universitas Sumatera Utara



8



Jaringan ikat memisahkan payudara dari otot-otot dinding dada, otot pektoralis dan anterior. Pembuluh darah mammae berasal dari arteri mamaria interna dan arteri torakalis lateralis. Vena supervisialis mamae mempunyai banyak anastomosa yang bermuara ke vena mamaria interna dan vena torakalis interna/epigastrika, sebagian besar bermuara ke vena torakalis lateralis. Aliran limfe dari payudara kurang lebih 75% ke aksila, sebagian lagi ke kelenjar terutama dari bagian yang sentral dan medial dan ada pula aliran ke kelenjar interpektoralis. Untuk lebih jelas dari anatomi payudara dapat dilihat pada gambar berikut:



Gambar 2.3 Anatomi Payudara 2.3 Kualitas Gambar Radiograf Sebuah radiograf diharuskan bisa memberikan informasi yang jelas dalam upaya menegakan diagnosa. Ketika radiograf yang dihasilkan mempunyai semua informasi yang dibutuhan dalam memastikan sebuah diagnosa maka radiograf dikatakan memiliki kualitas gambar yang tinggi. Kualitas sama artinya dengan mutu. Untuk memenuhi kualitas gambar radiografi yang tinggi, maka sebuah radiograf harus memenuhi beberapa aspek yang akan dinilai pada sebuah radiograf yaitu densitas, kontras, ketajaman,dan detail. Semua aspek ini harus bernilai baik agar radiograf bisa dikatakan mempunyai kualitas gambaran yang baik.



Universitas Sumatera Utara



9



2.3.1 Densitas Radiografi Yaitu tingkat derajat kehitaman suatu gambaran radiografi. Kehitaman terjadi akibat adanya interaksi antara sinar-x dan emulsi film. Density (Densitas Radiografik): Gambaran hitam pada hasil radiograf ditetapkan sebagai densitas. Hasil densitas yang semakin baik terdapat pada area yang dimana sinar-x ditangkap oleh film dan dikonversikan ke warna hitam, silver metalik. Densitas dipengaruhi oleh : Tegangan(kV) , kuat arus (mA), dan waktu, FFD, luas lapangan penyinaran dan ketebalan okyek Menurut The Collaboration for NDT Education. 2010. Radiography Densitas film adalah ukuran tingkat kegelapan dari suatu film. Secara teknik, hal ini disebut transmitted density yang terjadi pada film berbahan dasar transparan yang diukur sejak saat cahaya ditransmisikan melewati film. Densitas merupakan fungsi logaritma yang menjelaskan suatu perbandingan dari dua pengukuran, secara spesifik merupakan perbandingan antara intensitas cahaya yang masuk kefilm (I0) terhadap intensitas cahaya yang keluar melewati film (It). D=log10



............................ (1)



Densitas film diukur dengan alat yang disebut densitometer. Secara sederhana, densitometer memiliki sensor fotoelektrik (photoelectric sensor) yang dapat menghitung banyaknya cahaya yang ditransmisikan melewati selembar film. Film diletakkan di antara sumber cahaya dengan sensor dan pembacaan densitas dilakukan oleh instrumen.



2.3.2 Kontras Radiografi Menurut The Collaboration for NDT Education. 2010.Radiography Kontras radiografi merupakan derajat densitas perbedaan antara dua area pada gambar radiografi. Kontras memudahkan identifikasi ciri-ciri yang berbeda pada area inspeksi seperti goresan, patahan dan sebagainya. Gambar di bawah menunjukkan perbedaan dua film hasil radiografi dengan obyek yang sama yaitu stepwedge. Gambar radiografi yang atas memiliki kontras yang lebih tinggi, sedangkan gambar yang bawah memiliki kontras yang lebih rendah. Saat keduanya disinari pada material dengan ketebalan yang sama, gambar dengan kontras yang tinggi memberikan perubahan densitas radiografi yang mencolok.



Universitas Sumatera Utara



10



Pada kedua gambar terdapat lingkaran kecil dengan densitas yang sama. Lingkaran ini lebih mudah diamati pada gambar radiografi dengan kontras yang tinggi.



Gambar 2.4 Radiografi dengan kontra tinggi dan kontras rendah Ada dua hal yang mempengaruhi kontras radiografi , yaitu subyek kontras dan detektor kontras atau film radiografi itu sendiri. 1) Subjek kontras Subyek kontras merupakan perbandingan intensitas radiasi yang ditransmisikan melewati area berbeda dari material yang diinspeksi. Hal ini tergantung pada kemampuan serapan material yang berbeda-beda, panjang gelombang radiasi dan intensitas radiasi serta hamburan balik radiasi (back scattering). Perbedaan material dalam menyerap radiasi, berakibat pada tingkat kontras film radiografi. Perbedaan ketebalan atau massa jenis material yang lebih besar, akan memberikan perbedaan densitas radiografi atau kontras yang semakin besar. Akan tetapi, dari satu obyek material bisa dihasilkan dua gambar radiografi dengan kontras yang berbeda. Sinar-X yang ditembakkan dengan kV yang lebih kecil akan menghasilkan gambar radiografi dengan kontras yang lebih tinggi. Hal ini terjadi karena energi radiasi yang rendah lebih mudah diserap oleh bahan,



Universitas Sumatera Utara



11



sehingga perbandingan foton yang ditransmisikan melewati material yang tebal dan tipis akan lebih besar dengan energi radiasi rendah.



Gambar 2.5 Visualisasi penyinaran radiasi stepwedge dengan kV berbeda Secara umum jika senstivitas tinggi, maka latitude akan rendah. Radiographic latitude merupakan jangkauan ketebalan material yang bias tergambar pada film. Hal ini berarti banyaknya area dari ketebalan yang berbeda akan tampak pada gambar. Gambar radiografi yang baik memiliki kontras dan latitude yang seimbang, artinya cukup kontras untuk mengidentifikasi ciri-ciri area inspeksi, tapi juga menyakinkannya dengan latitude yang baik, sehingga seluruh area dapat diinspeksi dalam satu gambar radiografi. 2) Film kontras Kontras film merupakan perbedaan densitas yang dihasilkan oleh setiap tipe film radiografi yang telah melalu proses radiografi (Chris Gunn, 2002:175). Penyinaran radiasi pada film untuk mendapatkan film dengan densitas yang lebih tinggi secara umum akan meningkatkan kontras pada gambar radiografi. Kurva karakteristik film secara umum ditunjukkan pada gambar 2.5 di bawah. Penemu kurva ini adalah Ferdinand Hurter (1844-1898) dan Vero Charles Driffield (1848-1915) sehingga sering juga disebut kurva H & D: Mengolah Hasil Data Pengukuran Pada pekerjaan mengolah hasil dari pengukuran densitas menjadi sebuah grafik atau tampilan lain, tergantung dari apa yang dibutuhkan seperti mengukur nilai kontras, mengukur nilai gamma film, melihat densitas maksimum, melihat latitude, kontras index, speed index dan lain-lain. Pengolahan data hingga menjadi kurva karakteristik dapat dilakukan dengan: Mengolah dengan sistem manual, yaitu dengan menjumlah, mengurangi dan membagi



Universitas Sumatera Utara



12



dengan hitungan biasa, Mengolah dengan sistem elektronik (Elektronik Data Processing EDP), untuk pengolahan EDP diperlukan personal computer (PC), Membuat Kurva Karakteristik Setelah mengukur dan mengolah nilai densitas yan dihasilkan pada sensitometri kemudian akan dilanjutkan dengan pembuatan hasilnya dalam bentuk kurva karakteristik. Kurva ini memberi gambaran tentang respon film terhadap jumlah penyinaran radiasi. Dari bentuk kurva dapat dilihat bahwa saat film tidak mengalami interaksi dengan foton, kurva memiliki tingkat kemiringan yang rendah. Pada daerah kurva ini, perubahan penyinaran radiasi yang besar hanya akan memberi sedikit perubahan densitas film, sehingga sensitivitas film relatif rendah.



Gambar 2.6 Kurva Karakteristik Keterangan : 1. Tingkat Kabut (Minimum Density) Tingkat kabut merupakan daerah dengan densitas yang rendah. Daerah penghitaman atau densitas awal ini digambarkan sebagai garis horizontal. 2. Daerah Jari Kaki (Threshoid) Pada daerah ini densitas naik secara perlahan dari 0,1 pada (1) sampai sekitar 0,5 pada (2) Densitas di daerah ini lebih besar sedikit dibandingkan tingkat kabut.



Universitas Sumatera Utara



13



3. Daerah Garis Lurus (Straight Part) Pada gambar 2.6 kurva karakteristik, terdapat pada garis nomor (2) hingga (3). Dalam jangka waktu eksposi ini densitas berbanding lurus dengan log eksposi 4. Daerah Bahu (Shoulder) Pada daerah ini merupakan daerah yang mempunyai densitas maksimum dari film radiografi. 5. Daerah Solarisasi (Maximum Density) Pada daerah solarisasi ini merupakan daerah yang apabila diberi eksposi lebih akan menyebabkan penurunan densitas film. Menurut Plaast 1969, kurva karakteristik merupakan sebuah kurva yang memberikan hubungan antara nilai densitas dengan factor eksposi yang dihasilkan oleh serangkaian eksposi (Dalam Win Priantoro, 2009:7) , adapun fungsi dari kurva karakteristik yaitu: a) Untuk mengetahui besar kecilnya fog level b) Untuk menilai kontras c) Untuk menilai besar kecilnya nilai latitude d) Untuk menilai densitas maksimum e) Untuk menilai daerah solarisasi f)



Untuk membandingkan kecepatan film Kurva ini pertama kali ditemukan oleh Hurteen dan Drifield pada tahun



1890, maka dari itulah kurva ini biasanya disebut juga dengan kurva H dan D.



2.4 Faktor Eksposi 2.4.1 Pengertian Faktor Eksposi Faktor eksposi (faktor penyinaran) terdiri dari kV (tegangan listrik), mA (arus listrik) dan s (waktu) . kV adalah satuan beda potensial yang diberikan antara katoda dan anoda didalam tabung Rontgen. kV akan menentukan kualitas sinar - x. mA adalah suatu arus tabung, dan s adalah satuan waktu penyinaran. mAs akan menentukan kuantitas sinar - x.



Universitas Sumatera Utara



14



a. kV ( Tegangan listrik ) Tegangan listrik (kV) adalah satuan beda potensial yang diberikan antara katoda dan anoda didalam tabung Rontgen. kV atau Tegangan listrik akan menentukan kualitas sinar-x dan daya tembus sinar-x, makin tinggi besaran tegangan listrik yang digunakan makin besar pula daya tembusnya. Dalam menentukan tegangan listrik sebaiknya menggunakan tegangan optimal yang mampu menghasilkan detail obyek tampak jelas. Hal-hal yang mempengaruhi tegangan tabung adalah : a. Jenis pemotretan b. Ketebalan obyek c. Jarak pemotretan d. Perlengkapan yang digunakan Efek yang terjadi sehubungan dengan kenaikan tegangan listrik (kV) adalah a). Energi radiasi sinar-x akan meningkat, sehingga densitas pada film akan menigkat b). Mengurangi kontras obyek c). Mengurangi dosis radiasi pada kulit sedangkan pada gonat meningkat b. Arus dan waktu (mAs) Arus dan waktu adalah pekalian arus listrik (mA) dan waktu exposi (s), yang mana besaran arus ini menentukan kuantitas radiasi. Dalam setiap pemotretan pada berbagai bagian tubuh mempunyai besaran arus dan waktu tertentu. Pada dasarnya arus tabung yang dipilih adalah pada mA yang paling tinggi yang dapat dicapai oleh pesawat, agar waktu exposi dapat sesingkat mungkin, sehingga dapat mencegah kekaburan gambar yang disebabkan oleh pergerakan. Waktu exposi yang relatif panjang digunakan pada teknik peme Merubah mAs akan mempengaruhi tenaga berkas sinar-x secara total yang dihasilkan oleh tabung sinar-x selama eksposi ; perubahan mAs tidak merubah kualitas berkas sinar-x . Keluaran sinar-x dari tabung dan tenaga yang dilepaskan pada reseptor gambar selama eksposi akan berbeda langsung dengan mAs. Sebagai contoh , jika mAs di dua kalikan maka sistim film screen akan menerima dua kali tenaga .



Universitas Sumatera Utara



15



Sementara umum bagi radiographer memperlakukan mAs sebagai factor tunggal, sesungguhnya merupakan hasil dari dua kuantitas yaitu : Arus (mA) yang mengalir dari katoda ke anoda tabung sinar-x selama eksposi. Waktu lama eksposi dalam sekonde ( detik ) Jadi berapapun nilai individual mA dan waktu (s) eksposi , jika hasilnya konstan , tenaga yang mengenai reseptor gambar adalah sama , sebagai contoh : -



20



mA selama 1 detik



-



40



mA selama 0,5 detik



-



80



mA selama 0,25 detik



-



200 mA selama 0,1 detik



-



500 mA selama 0,04 detik



Semua kombinasi menghasilkan 20 mAs dan semuanya menghasilkan tingkat tenaga radiasi yang sama yang mencapai film ( dengan asumsi factorfaktor lainnya tidak ada yang dirobah ). Sebagai ketentun umum, radiographer lebih menyukai menggunakan kombinasi mA dan waktu eksposi, dimana waktu sesingkat mungkin , untuk memperkecil ketidaktajaman gerakan. Untuk suatu nilai mAs yang terpilih kebanyakan sistim kontrol sinar-x yang modern akan secara otomatis menggunakan kobinasi mA maksimum dan waktu minimum, kecuali dikehendaki yang lain.Peralatan eksposi otomatis (Automatic exposure device = AED), seperti Iontomat, juga menggunakan mA maksimum dan waktu eksposi minimum.



2.4.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi besaran faktor eksposi Faktor-faktor yang mempengaruhi besaran faktor eksposi adalah sebagai berikut : 1. Filter Pada umumnya tabung pesawat sinar-x diagnostic menggunakan filter inheret dan biasanya di tambah dengan filter tambahan berupa aluminium yang kalau disatukan setara dengan 2 mm Al. Filter ini berfungsi menyaring radiasi yang lemah. Sedangkan pada pemotretan yang menggunakan tegangan yang rendah seperti pada teknik pemotretan mammografi, filter tambahan tidak



Universitas Sumatera Utara



16



diperlukan akan tetapi pada pemotretan tegangan tinggi. Filter tambahan perlu diperhitungkan.



2. Jarak pemotretan Jarak dalam pemotretan terdiri atas: a. Jarak focus ke obyek (FOD = focus obyek distance) b. Jarak obyek ke film (OFD = obyek film distance) Bila OFD dijauhkan maka akan terjadi : - Geometric unsharpness meningkat - Magnifikasi (pembesaran) bertambah c. Jarak focus ke film ( FFD = focus film distance) Memperpanjang jarak focus ke film dapat menyebabkan: - Mengurangi ketidaktajaman (kekaburan) gambaran yang disebabkan oleh factor geometrik. - Mengurangi ketidak tajaman (kekaburan) gambaran yang disebabkan oleh faktor geometrik. - Mengurangi magnifikasi (pembesaran) pada gambar terutama pada pemotretan thorax. - Mengurangi dosis kulit pada pasien. - Menaikkan arus dan waktu (mAs). Untuk menentukan besaran mAs tehadap perubahan FFD dapat menggunakan rumus dibawah ini :



.................................. (2) Keterangan : mAs = miliAmpere Secon FFD2 = Jarak Fokus ke Film 2 FFD1 = Jarak Fokus ke Film



Universitas Sumatera Utara



17



3. Luas lapangan penyinaran ( kolimasi) Membatasi dan mengurangi luas lapangan penyinaran pada suatu pemotretan akan mengurangi jumlah radiasi hambur yang akan mempengaruhi kontras. Pembatasan kolimasi disesuaikan dengan kebutuhan klinis.



4. Ukuran fokus Pada pesawat sinar-x diagnostik yang umum digunakan biasanya mempunyai dua ukuran fokus yaitu fokus besar dan fokus kecil. Fokus besar digunakan pada pemakain arus yang besar, sedangkan fokus kecil digunakan pada pemakain arus kecil. Gambaran yang dihasilkan fokus kecil lebih tajam dibandingkan dengan menggunakan fokus besar.



5. Film dan lembaran penguat (IS) Kombinasi



film



dan



lembaran



penguat



harus



dipilih



dengan



mempertimbangkan kebutuhan akan detail dan kontras yang optimum, serta penggunaan dosis radiasi sekecil mungkin. Biasanya digunakan kombinasi lembaran penguat kecepatan sedang dan film cepat,sehingga faktor eksposi dapat diperkecil.



6. Grid Grid merupakan alat untuk mengurangi atau mengeliminasi radiasi hambur agar jangan sampai ke film. Grid terdiri dari lajur-lajur lapisan tipis timbal yang di susun selang-seling diantara bahan yang tembus radiasi misalnya plastik dan kayu. Grid digunakan terutama pada pemotretan yang menggunakan mAs yang tinggi.



7. Jenis pemotretan Faktor eksposi yang dipilih untuk suatu pemotretan tergantung pada : a. Bagian tubuh yang akan diperiksa b. Struktur yang akan difoto c. Keadaan fisik pasien 8. Proses pengolahan film



Universitas Sumatera Utara



18



Computed



Radiography



adalah



proses



digitalisasi



gambar



yang



menggunakan lembar atau photostimulable plate untuk akuisisi data gambar. Dalam Computed Radiography terdapat system komponen utama yaitu, Image Plate (IP), Image Reader, Image Console dan Imager berupa digitalisai gambar yang menggunakan lembar atau photostimulable plate untuk akusisi data gambar Secara ringkas proses produksi gambar digital pada Computed Radiography adalah Imaging Plate (IP) diekspose dengn sinar-x, maka akan terbentuk bayangan laten pada IP. IP yang diekspose ini dimasukkan pada Image Reader. IP kemudian di scan dengan helium-neon laser( emisi cahaya merah) sehingga Kristal pada IP menghasilkan cahaya biru. Cahaya ini kemudian dideteksi oleh photosensor dan dikirim melalui Analog Digital Converter ke computer untuk diproses. Setelah gambar diperoleh, IP ditransfer ke bagian lain dari Imaging Plate Reader untuk dihapus agara IP tersebut dapat digunakan kembali. Gambar yang telah discan kemudian dimasukkan ke dalam computer untuk diproses lalu ditampilkan pada monitor atau film (Ballinger,1999).



Universitas Sumatera Utara