Modul Praktikum Fisika Radiodiagnostik [PDF]

Citation preview

MODUL PRAKTIKUM - 1



Faktor Geometrik (Distorsi Size = Magnifikasi)



I.



TUJUAN Untuk mengetahui pengaruh faktor geometrik terhadap ukuran gambaran



II. LANDASAN TEORI Magnifikasi / pembesaran adalah hal yang tidak dapat dihindari dalam pembuatan radiografi. Pembesaran pada pembuatan radiografi disebabkan karena adanya jarak antara obyek yang difoto dengan alat pencatat gambar (film). Walaupun obyek sudah diatur menempel diatas kaset, tetapi sesungguhnya tetap ada jarak antara permukaan atas kaset dengan film yang ada didalamnya.



1



Scr Kuantitatif Magnifikasi dinyatakan dalam “Magnification Factor” (Faktor Pembesaran)



M 



Size image I AB f f     Size object O ab h f d



Pembesaran bertambah bila : •



Jarak Obyek film (OFD) bertambah



•



Jarak Fokus Film (SID/FFD) berkurang



Pada pemeriksaan secara radiologis tidak memungkinkan untuk menentukan ukuran obyek sebenarnya. Untuk menentukan ukuran obyek sesungguhnya dapat ditentukan dengan mengukur besar gambaran/image pada image receptor.



MF 



Source - to - Image receptor Distance (SID) Source - to - Object Distance (SOD)



Image Size Object Size Image Size SID MF   Object Size SOD MF 



 SOD  Object Size  Image Size   SID 



III. ALAT DAN BAHAN 1. Koin 2. Spon 3. Meteran 4. Alat Pencatat IV. LANGKAH PERCOBAAN 1. Susun koin berjajar menempel di atas kaset



Posisi koin dilihat dari atas 1



2



3 Kaset 2



2. Lakukan Eksposi dg titik bidik pada koin yang ditengah dengan FFD 100 kV = 40, mA = 300, s = 0,02 3. Lakukan pencucian Film 4. Ukur berapa pembesaran yang terjadi 5. Atur koin pada jarak 10, dan 15 cm diatas film 6. Lakukan Langkah 2 s/d 4 7. Apa Kesimpulan anda 8. Pada OFD 10 cm lakukan pemotretan dengan variasi FFD, hitung pembesarannya. 9. Sinari Spon yang berisi obyek seperti pada posisi berikut :



10. Ukur berapa ukuran obyek sesungguhnya 11. Apa kesimpulan yang anda peroleh V. TUGAS 1. Berapa jarak koin dari film untuk menghasilkan pembesaran 1,25, 1,4 dan 2 kali mula



3



MODUL PRAKTIKUM - 2



Faktor Geometrik (Distorsi Shape -1)



I.



TUJUAN Untuk mengetahui pengaruh faktor geometrik terhadap ukuran dan bentuk gambaran



II. LANDASAN TEORI Radiograf berperan penting dalam menegakkan diagnose. Bentuk gambaran yang tidak sesuai dengan aslinya akan mengakibatkan berkurangnya ketepatan dalam diagnosa. Perubahan bentuk (distorsi shape) gambaran disebabkan karena terjadi pembesaran (magnifikasi yang tidak sama disetiap bagian obyek. Distorsi (shape) dapat disesabkan beberapa faktor yaitu : 1. Ketebalan Obyek (Object thickness) 2. Posisi obyek terhadap sinar sentral (Object position) 3. Bentuk Obyek (Object shape) 4. Posisi Object terhadap IR Obyek tipis yang sejajar dengan kaset akan mengalami pembesaran yang sama untuk setiap bagiannya baik untuk sinar pusat maupun sinar oblik.



Untuk obyek yang tebal kondisi tidak terjadi, obyek yang tebal akan mengalami pembesaran yang tidak sama untuk setiap bagiannyan tergantung dari posisi obyek terhadap sinar pusat.



4



Obyek akan mengalami pembesaran yang tidak sama apabila jarak obyek bervariasi terhadap film/kaset.



III. ALAT DAN BAHAN 1. Koin 2. Bola Tenis 3. Spon 4. Meteran 5. Busur Derajat 6. Alat Pencatat IV. LANGKAH PERCOBAAN 1. Susun koin berjajar pada jarak 10 cm di atas kaset 2. Lakukan Eksposi dengan FFD 100 kV = 40, mA = 300, s = 0,02 3. Proses Film 4. Amati gambaran yang terjadi 5



5. Ulangi langkah 1 – 3 dengan obyek bola tenis kemudian amati gambaran yang terjadi. 6. Atur koin pada jarak 10 cm sejajar diatas film



7. Ulangi langkah diatas dengan titik bidik pada koin yang berada ditepi 8. Atur Koin dengan penyudutan tertentu (30, 45, 90 derajat) diatas film lakukan langkah 2 s/d 4



9. Atur Koin dengan penyudutan tertentu (30, 45, 90 derajat) diatas film dengan arah sudut berlawanan kemudian lakukan langkah 2 s/d 4



10. Ulangi percobaan di atas dengan sinar penyudutan 11. Analisis hasil praktikum saudara V. TUGAS 6



MODUL PRAKTIKUM - 3 I.



Filter Sinar-X 1-2-3



TUJUAN Untuk mengetahui fungsi filter dan kecukupan Filter pada tabung pesawat sinar-X



II. LANDASAN TEORI Penyaringan / filtrasi / “Filtration” adalah proses membentuk berkas sinar-X untuk meningkatkan ratio antara foton yang digunakan untuk pembentukan image/gambaran terhadap photons yang meningkatkan dosis pasien atau menurunkan kontras radiograf. Berkas sinar yang digunakan dalam diagnostik terdiri dari spektrum energi yang bervariasi yaitu polychromatik. Artinya bahwa energi terbentuk satu dari beberapa tingkat energi. Sebagai radiasi polychromatik yang menembus tubuh pasien, sebagaian besar photon yang berenergi rendah diabsorbsi oleh tubuh pasien pada beberapa cm dipermukaan kulit, dan hanya photon berenergi tinggi yang mampu menembus tubuh pasien untuk membentuk gambaran radiografi. Karena dosis pasien dipengaruhi oleh jumlah photon yang diserap, beberapa cm jaringan tubuh menerima radiasi lebih benyak. Jaringan/tissue dapat dilindungi dari penyerapan energy rendah dari berkas sinar sebelum berkas mengenai pasien dengan menggunakan/meletakkan bahan material diantara pasien dan tabung sinarX. Filter biasanya berasal dari lempengan logam dan fungsi pokoknya didalam radiologi diagnostik adalah untuk menekan dosis pasien. Kualitas sinar-X diidentifikasikan dengan sejumlah Half Value Layer (HVL). HVL adalah ketebalan material yang mampu mereduksi intensitas sinar-X menjadi ½ intensitas mula-mula. Reduksi sinar-X oleh bahan terutama diharapkan terjadi pada foton dengan energi rendah. Intensitas Radiasi setelah menembus bahan akan berkurang berdasarkan persamaan eksponensial : I1  I 0e  x



dimana :



I1 = Intensitas sinar-X setelah melalui bahan dengan ketebalan tertentu I0 = Intensitas mula-mula sebelum foton sinar-X melalui bahan e = Konstanta Euler = 2,71828  = koefisien serapan bahan x = ketebalan bahan penyerap



7



Agar I1 = ½ dari IO maka diperlukan ketebalan material (x) = 1 HVL sehingga persamaan menjadi : 1 I o  I o e  HVL 2 0,693 HVL  



Semakin besar nilai HVL maka akan semakin tinggi kualitas sinar-X yang dihasilkan oleh pesawat sinar-X Dalam pemeriksaan radiologi berkas sinar-X diserap pada 3 tingkat yang berbeda. Permulaan pada sumber sinar-X sbb : 1. Tabung sinar-X dan tube housing (inherent filter) 2. Lembar logam yang diletakkan pada jalur berkas sinar-X (Filter tambahan/added filter) 3. Pasien Filter Tambahan dihasilkan dari bahan penyerap yang diletakkan pada jalur berkas sinar. Idealnya bahan filter, menyerap semua foton energi rendah dan meneruskan semua foton energi tinggi. Pada kenyataanya tidak ada bahan yang mampu melakukan fungsi tersebut. Pemilihan bahan filter pada prinsipnya pada bahan yang mampu menyerap foton dengan energi rendah. Alumunium dan tembaga biasanya merupakan bahan filter yang sering digunakan pada pada bidang radiologi diagnostik Jenis Bahan Filter untuk Variasi tegangan seperti tabel berikut : Tegangan Tabung 30 – 120 kV 100 – 250 kV 200 – 600 kV 600 – 2 MV > 2 MV



Jenis Bahan Filter Alumunium Tembaga Timah Pb -



Tabel 1. Prosentase Penyerapan Radiasi oleh Filter Energy Photons 10 20 30 40 50 60



Penyerapan Photons (%) 1 mm 2 mm 3 mm 4 mm 100 100 100 100 58 82 92 100 24 42 56 93 12 23 32 73 8 16 22 57 6 12 18 48 8



Energy Photons 80 100



Penyerapan Photons (%) 1 mm 2 mm 3 mm 4 mm 5 10 14 48 4 8 12 35



Dewan Nasional Proteksi Radiasi dan Pengukuran (National Council on Radiation Protection and Measurements) memberikan rekomendasi sebagai pedoman penggunakan total filtrasi pada radiologi diagnostik (Inherent dan additional filter), sbb : kVp  50 kVp 50 – 70 kVp  70 kVp



TOTAL FILTRASI 0,5 m Alumunium 1,5 m Alumunium 2,5 m Alumunium



Ketentuan Penambahan Filter dan besarnya nilai HVL (Meredith, 1977) Tegangan Tabung 80 kV 200 kV



1000 kV



Aditional Filter 0 2,0 mm Al 0 15 mm Al 1,5 mm Cu Gabungan Sn-Cu-Al 0,2 mm Pb 0 5 mm Pb



HVL 3,2 mm Al 5,4 mm Al 0,7 mm Cu 1,4 mm Cu 1,6 mm Cu 2,0 mm Cu 1,2 mm Cu 4,4, mm Pb 5,0 mm Pb



Menurut Biro Kesehatan untuk Radiologi nilai HVL untuk unit radiologi pada berbagai tingkat tegangan tabung seperti tabel berikut :



Tegangan tabung (kVp) 30 40 49 50 60 70 71 80 90 100 110 120 130 140 150



HVL untuk unit Radiografi 0,3 0,4 0,5 1,2 1,3 1,5 2,1 2,3 2,5 2,7 3,0 3,2 3,5 3,8 4,1



HVL untuk Dental Unit 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,1 2,3 2,5 2,7 3,0 3,2 3,5 3,8 4,1



III. ALAT DAN BAHAN 1. Lempeng Alumunium dengan ketebalan tertentu 9



2. Penyangga filter (stand test) 3. Detektor



IV. LANGKAH PERCOBAAN 1. Catat Data Pesawat dan tabung sinar-X yang akan sudara Uji kecukupan filternya 2. Susun Alat percobaan seperti pada gambar berikut :



Filter Detektor 3. Susun Alat percobaan seperti pada gambar berikut : 4. Tabung sinar-X diatur pada jarak 90 cm di atas meja pemeriksaan dan pusat berkas diatur tepat pada chamber dari dosimeter. 5. HVL diukur dengan mengatur tegangan tabung sinar-X pada 80 kV 6. Setting kVp, waktu penyinaran diatur 0,25 detik dengan mengatur arus tabung (mA) = 400 mA 7. Setiap kali melakukan exposure dicatat hasilnya 8. Dilakukan pengulangan exposure dengan menambahkan filter Alumunium hingga ketebalan 5,72 mm 9. Dibuat grafik yang menghubungkan titik nilai ketebalan Alumunium dengan dosis radiasi untuk mendapatkan nilai HVL.



NO.



TEBAL ALUMUNIUM (mm)



1.



0,00



2.



0,22



3.



0,44



4.



0,66



5.



0,88



6.



1,10



7.



1,32



8.



1,54



9.



1,76



PENGUKURAN PAPARAN SINAR-X (mR) I



II



III



MEAN



TRANSMISI INTENSITAS SINAR-X (%) 100,00



10



NO.



TEBAL ALUMUNIUM (mm)



PENGUKURAN PAPARAN SINAR-X (mR) I



II



III



MEAN



TRANSMISI INTENSITAS SINAR-X (%)



10. 1,98 11. 2,20 12. 2,42 13. 2,64 14. 2,86 15. 3,08 16. 3,30 17. 3,52 18. 3,74 19. 3,96 20. 4,18 dst…..



10. Data yang diperoleh kemudian masukkan tabel berikut : NO.



Tebal filter (mm)



Intensitas paparan Radiasi (mR)



Log Intensitas



1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 11. Plot data di atas pada pada kertas grafik / dengan soft ware exell 12. Buat persamaan regresinya 13. Analisa hasil pengukuran filter



FILTER SINAR-X 2 I.



ALAT DAN BAHAN 1. Lempeng Alumunium dengan ketebalan tertentu 2. Plester 11



3. Densitometer II.



LANGKAH PERCOBAAN 1. Buat radiograf Kepala dengan Kondisi Filter normal pada pesawat 2. Tambahkan 2 lembar Filter Al pada kolimator Lekatkan dengan menggunakan filter 3. Buat Radiograf Kepala seperti pada langkah 1 4. Cuci film dengan processing automatic 5. Ulangi langkah 1- 3 sampai dengan penambahan 10 lembar filter 6. Tentukan titik-titik pada radiograf 7. Ukur densitas dan kontras pada titik-titik tersebut 8. Analisa hasil Radiograf anda



FILTER SINAR-X 3 III.



ALAT DAN BAHAN 1. Lempeng Alumunium dengan ketebalan tertentu 2. Plester 3. Electrometer Radcal



IV.



LANGKAH PERCOBAAN a. Tabung sinar X diposisikan pada jarak focus film distance (FFD) yang rutin digunakan (100 cm) dan ion chamber diletakkan dalam berkas sinar guna. Ion chamber diatur pada ketinggian 27 cm dari permukaan meja untuk menghindari backscater (AAPM Tahun 1990) .



12



1 Keterangan : Ketebalan filter Permukaan kulit Chamber



SDD SSD 3



56 mR



2



SDD = Jarak tabung sinar-X dengan Detektor SSD = Jarak tabung sinar-X dengan Kulit pasien Gambar 1 Geometrik set-up pengukuran Entrance Skin Exposure (ESE)



1.



Jarak antara sumber radiasi ke permukaan kulit dihitung



dengan



cara : 100 cm – ketebalan objek standar Ketebalan objek standar yang digunakan untuk kepala lateral adalah 15 cm 2.



Luas lapangan penyinaran disesuaikan dengan ukuran ion chamber.



3.



Faktor eksposi diatur sesuai dengan faktor eksposi yang biasa digunakan (prosedur rutin) dengan kV 80, dan mAs menyesuaikan kebutuhan



4.



Paparan radiasi diukur dengan detektor dan dicatat hasilnya.



5.



Entrance Skin Eksposure dihitung dengan menggunakan hasil pengukuran paparan radiasi diatas dan menggunakan rumus sebagai berikut :  SDD  ESE  Hasil Bacaan Detector  CF  ADF     SSD  dengan CF ADF SDD SSD



6.



2



= faktor koreksi = Air Density Factor = jarak antara sumber radiasi ke detektor = jarak antara sumber radiasi ke permukaan kulit



Langkah a s/d f diulang untuk setiap kali penambahan ketebalan filter



MODUL PRAKTIKUM - 4 I.



Radiasi Hambur



TUJUAN Praktikum ini dilakukan untuk mengetahui proses pembentukan radiasi hambur



13



II. LANDASAN TEORI Sinar-X berinteraksi dengan bahan dalam bentuk beberapa interaksi yaitu : 1. Efek foto listrik 2. Efek compton 3. Pembentukan pasangan 4. Photodisintegrasi Pada bidang radiodiagnostik probabilitas terjadinya interaksi photon dengan bahan seperti pada bagan berikut :



Yang berperan penting pada pembentukan radiografi adalah efek fotolistrik, namun demikian dalam proses interaksi 2 interaksi yang lain (Compton dan pair production) tidak dapat dihindari. Efek compton / hamburan compton memberikan efek menurunkan kontras. Produksi radiasi hambur pada pembuatan radiografi dipengaruhi oleh : 1. Ketebalan objek 2. Luas lapangan penyinaran dan 3. Tingkat Energi photon yang digunakan III. ALAT DAN BAHAN 1. Pesawat sinar-X 2. Phantom Pasien 3. Kaset 4. Densitometer IV. LANGKAH PERCOBAAN 14



1. Buat radiografi kranium tanpa menggunakan grid dengan berbagai variasi luas lapangan penyinaran 2. Ukur kontras radiasi pada radiograf 3. Apa kesimpulan anda V. TUGAS



MODUL PRAKTIKUM - 5 I.



Grid Sinar-X



TUJUAN Untuk mengetahui fungsi dan penggunaan grid sinar-X dengan benar 15



II. LANDASAN TEORI Dalam pembuatan radiograf terjadi interaksi compton (hamburan Compton) yang memberikan efek penurunan kontras. Untuk mengurangi efek radiasi hambur pada radiograf digunakan grid sinar-X. Grid sinar-X adalah susunan kisi-kisi dari Timbal / Pb dengan ketebalan dan tinggi tertentu dengan bahan penyela plastik yang berfungsi untuk menyerap radiasi hambur yang menurunkan kontras radiograf.



Grid yang memenuhi syarat adalah yang mampu menyerap 80 – 90 % sinar hambur yang berguna untuk perbaikan kontras. Penggunaan grid akan meningkatkan kontras radiograf. Faktor Perbaikan Kontras (K)



K



Kontras dengan Grid Kontras tanpa Grid



Grid yang baik : Nilai K harus besar Dalam praktek K = 1,5 s/d 3,5 Kemampuan grid menyerap radiasi hambur dipengaruhi oleh : 1. Grid ratio 2. Berat grid Selain menyerap radiasi hambur, grid juga menyerap radiasi primer. Fraksi Radiasi primer yang dihentikan  10,15 % ditentukan oleh ratio grid. Dalam radiograf penyerapan radiasi primer ditunjukkan oleh gambaran



putih yang



merupakan bayangan dari Pb (garis2 grid) dan dapat dihilangkan dengan pemakaian grid bergerak. 16



Jenis-Jenis Grid Sinar-X : 1. Berdasarkan susunan kisi : Grid paralel, grid fokus, grid pseudo fokus, cross grid



2. Berdasarkan pergerakan : Grid diam dan grid bergerak Pemakaian Grid yang tidak benar akan mengakibatkan cut off sinar primer. Kesalahan yang mungkin terjadi pada pemakaian grid : 1. Grid tidak parallel film (Off level) 2. Grid terbalik (Off grid backwards) pada focuse grid 3. Focuse grid tidak tepat (Off Focuse) / latera decentering 4. Titik bidik tidak tepat pertengahan (Off center) pada focused grid III. ALAT DAN BAHAN 1. Grid linier dengan berbagai tingkat ratio (1 : 5, 1 : 6, 1 : 8, 1 : 10) 2. Grid focus 3. Phantom 4. Densitometer



IV. LANGKAH PERCOBAAN A. Pengaruh Grid ratio 1. Buat Radiograf cranium dengan berbagai variasi grid dengan menggunakan faktor eksposi yang sama 2. Lakukan prosesing dengan pengaturan yang sama 17



3. Ukur kontras kedua radiograf B. Cut Off Pada Grid linier 1. Buat radiograf pada grid linier dengan pengaturan grid parallel dengan kaset. 2. Buat radiograf dengan grid posisi grid membentuk sudut tertentu terhadap kaset (5, 10, 15 derajat) 3. Buat radiograf dengan CP tidak pada pertengahan Grid 4. Bandingkan dan analisa ketiga radiograf yang dihasilkan C. Cut off Pada Grid Focus 1. Buat radiograf dengan grid paralel 2. Buat radiograf yang sama dengan focusing grid 3. Buat radiograf dengan grid parallel focusing grid dengan posisi grid terbalik 4. Buat radiograf dengan grid parallel sinar tidak pada pusat grid 5. Buat radiograf dengan focusing grid dengan sinar tidak pada pusat grid 6. Bandingkan radiograf yang dihasilkan D. Cut off Pada Grid Focus dan Paralel 1. Buat radiograf sinar axial searah dengan lajur grid 2. Buat radiograf sinar axial tegak lurus dengan lajur 3. Buat Radiograf dengan focusing grid dengan FFD diluar Focus yang ditetapkan. 4. Buat radiograf dengan grid parallel, grid membentuk sudut terhadap film 5. Buat radiograf dengan sinar axial pada arah grid membujur dan melintang 6. Bandingkan radiograf yang dihasilkan V. TUGAS



MODUL PRAKTIKUM - 6



Intensitas Sinar-X 18



I.



TUJUAN Praktikum ini dimaksudkan untuk mengetahui Intensitas Sinar -X



II. LANDASAN TEORI Kuantitas



atau



yang



biasa



disebut



dengan



intensitas



sinar-x



adalah



jumlah/banyaknya sinar-x yang dikeluarkan oleh tabung sinar-x. Kuantitas atau intensitas sinar-x dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : a.



mAs ( Milliampere-second)



b.



kV ( Kilovoltage)



c.



Jarak



d.



Filtrasi a. Pengaruh mAs terhadap kuantitas sinar-x : Jika mA dinaikkan maka elektron yang terbentuk akan banyak sehingga elektron



yang bergerak menuju target juga meningkat. Hubungan matematiknya sbb : I 1 mAs1  I 2 mAs 2



Dimana : I adalah intensitas sinar-X (watt/m2) V adalah arus (mAs) b. Pengaruh kV terhadap kuantitas sinar-x : Jika kV dinaikkan maka beda potensial yang dihasilkan akan meningkat, sehingga kuantitas sinar-x yang dihasilkan juga meningkat. Hubungan matematis :



I1  kV1   I 2  kV2  2 2



Dimana : I adalah intensitas sinar-X (watt/m2) V adalah beda potensial (kV) Makin tinggi tegangan tabung akan dihasilkan panjang gelombang yang lebih pendek sehingga daya tembusnya besar Pengaruh kV terhadap kuantitas sinar-x” 19



•



Peningkatan tegangan tabung akan menghasilkan spektrum dengan intensitas dan energi yg semakin tinggi



•



Peningkatan intensitas dan energi akan meningkatkan efektifitas energi foton, jadi akan meningkatkan kemampuan foton menembus bahan



•



Pada pengaturan kV semakin tinggi kualitas : kemampuan menembus semakin besar



c. Pengaruh jarak terhadap kuantitas



sinar-x :



Perubahan jarak akan mengakibatkan perubahan pd intensitas : - Jika jarak meningkat maka kuantitas akan menurun atau dgn kata lain - Peningkatan jarak akan mengurangi kuantitas sinar-x. Pengaruh jarak terhadap kuantitas



sinar-x



•



Jarak yg dimaksud Merupakan jarak antara fokus dengan film (FFD)



•



Perubahan FFD akan merubah Intensitas Radiasi



•



Hubungan matematis : 2



I1 d 2  I 2 d12 Dimana :



d = jarak film fokus ( meter) I = intensitas/kuantitas d. Pengaruh filtrasi dengan kuantitas sinar-x : - Filtrasi mengurangi kuantitas sinar-X - Penambahan filtrasi yang di gunakan berfungsi untuk mengurangi radiasi yg memiliki panjang gelombang yg panjang shg dpt mengurangi dosis radiasi yang di terima pasien. III. ALAT DAN BAHAN 1. Pesawat SinarX 2. Kaset 3. Processing 4. Phantom Obyek



IV. LANGKAH PERCOBAAN 20



1. Buat Radiograf dari Phantom dengan menggunakan Faktor Eksposi Standar 2. Ulangi langkah diatas dengan memvariasi mA, kV dan jarak pemotretan 3. Cuci Film yang sudah dieksposi dengan faktor pencucian yang sama 4. Analisa Hasil Radiograf



V. TUGAS



MODUL PRAKTIKUM FISIKA RADIODIAGNOSTIK 21



TIM PENGAJAR : SRI MULYATI, S.SI, MT RINI INDRATI, S.SI, M.KES SITI DARYATI, S.SI, M.SC



JURUSAN TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI



POLITEKNIK KESEHATAN KEMKES SEMARANG



22