Computed Radiology (CR)

A.    CR (COMPUTED RADIOGRPHY)

          Computed radiography adalah proses merubah system analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi ( Bambang Supriyono 2003:1). Pada sistem Computed Radiography data analog dikonversi ke dalam data digital pada saat tahap pembangkitan energi yang terperangkap di dalam Imaging Plate dengan menggunaklan laser, selanjutnya data digital berupa sinyal-sinyal ditangkap oleh Photo Multiplier Tube (PMT ) kemudian cahaya tersebut digandakan dan diperkuat intensitasnya setelah itu di ubah menjadi sinyal elektrik yang akan di konversi kedalam data digital oleh Analog Digital Converter (ADC).

            Pada penggunaan radiografi konvensional digunakan penggabung antara fil radiografi dan screen, akan tetapi pada komputer radiografi menggunakan imaging plate. Walaupun imaging plate secara fisik terlihat sama dengan screen konvensional tetapi memiliki fungsi yang sangat jauh berbeda, karena pada imaging plate berfungsi untuk menyimpan energi sinar x kedalam photo stimulable phospor (PSP) dan menyampaikan informasi gambar ke dalam bentuk data digital.

B.    PERLENGKAPAN OPERASIONAL

1.     Kaset

Kaset pada Computed Radiography terbuat dari carbon fiberdan bagian belakang terbuat dari almunium, kaset ini berfungsi sebagaii pelindung dari Imaging Plate. Phospor screen (IS) pada kaset analog berfungsi mengubah sinar-x menjadi sinar tampak (gadolinium oxysulfide atau lanthanum oxybromide). Kaset CR hanya berisi plate yang dilapisi phospor /  storage phospor screens (barium fluorohalide), bentuknya seperti IS namun tanpa film sehingga dapat dipakai berulang-ulang.

Cara kerja kaset CR :

a)      Storage phospor screen di ekspose seperti biasa.

b)      Phospor menyerap radiasi pada derajat yang berbeda-beda tergantung pada area anatomikalnya.

c)      Phospor di isi oleh radiasi, besar nya isian tersebut tergantung kepada besarnya energi sinar-x yang diserap.

d)      isian ini bertahan dalam materi phospor sampai dihapus.

Jenis-jenis kaset CR :

a)      Kaset General Purpose :

·         terdiri dari jenis rigid screen dan flexible screen

·         dipakai untuk radiografi konvensional

·         memori terpakai 9 - 15 MB / Image

·         terutama untuk aplikasi CHEST pada MCU masal, rata" foto thorax berkapasitas 10 MB / Image

·         Rigid Screen = tidak terjadi kontak mekanikal phospor, berusia pakai lebih lama dibanding dengan fleksibel screen, yang di transport oleh roller

·         memakai single atau double phospor layer

·         resolusi sekitar 70 - 115 micron

·         ukuran nya bervariasi : 15 x 30 cm ,  18 x 24 cm, 24 x 30 cm, 35 x 35 cm, dan 35 x 43 cm

b)      Kaset Panjang (Long Lenght/Full Spine) :

·         Dipakai pada radiografi pada tulang panjang.

·         Pada kasus chiropratic untuk melihat tulang, studi scoliosis, dan koreksi operasi.

·         Ukuran yang dipakai 35x84 cm (portable), 43x129 cm, atau sambungan dari 4 kaset berukuran 35x43 cm (wallfixed).

·         Memerlukan software khusus untuk menyatukan gambar.

c)      Kaset Resolusi Tinggi( HR/EHR) :

·         Bisa dipakai untuk mamografi yang memerlukan ketelitian tinggi

·         Resolusi 43,5-5 mikron meter

·         Ukuran 18x24 cm dan 24x30 cm

·         Kapasitas memoro mencapai 30 MB/image, sehingga waktu scanning lebih lama dari general purpose

 2.     Imaging Plate

Imaging Plate (IP) merupakan lembaran yang dapat menangkap dan menyimpan sinar-X, terdiri dari lapisan fosfor dan lapisan pendukung. IP digunakan dengan cara recording dibaca oleh sinar laser dan dihapus untuk dipakai kembali. Dalam penggunaanya IP berada di dalam kaset datar dengan berbagai ukuran.

a)      Lapisan IP terdiri dari :

1)      Lapisan Pelindung

Lapisan ini berfungsi untuk melindungi IP dari benturan (Ballinger, 2003), kerusakan saat proseshandling dan transfer seperti goresan, kontraksi, pecah akibat temperatur dan kelembaban

2)      Lapisan Fosofor

Lapisan yang paling aktif dalam IP. Lapisan fosfor IP adalah lapisan kristal Europium-doped Barium Fluorohalide (BaFX;Eu²⁺) atau Photostimulable Phospor. Saat menumbuk kristal ini, BaFX;Eu²⁺ berubah menjadi bentuk semistabil. Distribusi molekul semistabil ini membentuk gambar laten (Ballinger, 2003). Standar resolusi spatial dari IP kira-kira 2,5 lp/mm yang terdiri dari 150 nm lapisan BaFX;Eu²⁺ (Greene, 1992).

3)      Lapisan Penyokong

Lapisan penyokong adalah lapisan dasar yang melapisi lapisan lain yang terbuat dari poliester (Ballinger, 2003).

4)      Lapisan konduktor

Lapisan konduktor berfungsi mengeliminasi masalah-masalah elektrostatik dan menyerap cahaya untuk meningkatkan ketajaman (Ballinger, 2003).

5)      Lapisan Pelindung Cahaya

6)      Lapisan ini berfungsi untuk mencegah cahaya masuk saat proses penghapusan data dari IP, kebocoran, dan menurunkan resolusi spasial (Ballinger, 2003).

b)      Peran Imaging Plate

    IP mempunyai peran yang sama seperti intensifying screen dan ditempatkan pada kaset yang mirip dengan kaset radiografi konvensional. Sensitifitas IP kira-kira sama dengan kombinasi film-screen yang memiliki speed 200 (Bushong, 2001).

   Pada proses loading dan unloading IP, pada CR reader harus diminyaki dan dibersihkan dengan rutin. IP harus dijaga dari kotoran dan debu untuk menghindari artefak pada gambar akhir yang dapat mengganggu gambaran patologi. IP harus diperiksa dari kerutan atau retakan setiap bulannya. Karena goresan, kerutan atau retakan dapat menyebabkan artefak pada gambar yang dapat menimbulkan gambaran seperti patologi, misalnya gambaran fraktur maupun pnemothorak (Papp, 2006).

    Pembacaan gambar laten yang tersimpan dalam IP dilakukan oleh laser optoelectronik helium neon (He-Ne), 632,8 nm yang terdapat dalam IP reader (Greene, 1992). Kecepatan eksposi laser sekitar 14 mikrosekon per pixel (10 pixel/mm), sehingga waktu total untuk scan gambar adalah 1 menit. Emisi cahaya (309 nm) dari IP dikumpulkan optic fiber dan ditransfer ke photo multiplier tube (PMT) (Huang, 1999), yang sensitive terhadap cahaya biru (Carlton, 2001).

    PMT mengubah cahaya tampak ke dalam bentuk sinyal analog. Sinyal analog tersebut diubah dalam bentuk digital sebelum ditampilkan di komputer oleh Analog Digital Converter (ADC) (Carlton, 2001).

    Gambar laten yang tersimpan dalam IP dapat disimpan dalam waktu yang agak lama setelah dieksposi. Emisi cahaya dari gambar laten menurun sebanyak 25% setelah 8 jam. Setelah IP discan untuk memperoleh gambar, maka gambar laten dapat dihapus dengan mengeksposi IP dengan cahaya tampak dalam jumlah yang besar untuk penggunaan selanjutnya. Untuk meminimalisasi fenomena noise, IP harus segera dihapus setelah dieksposi (Greene, 1992).

c)     Proses Pembentukan Gambar pada IP

1)      Exposure

Imaging plate merupakan lembaran yang dapat menangkap dan menyimpan bayangan laten, terdiri dari lapisan phosphor dan lapisan pendukung. Imaging plate biasanya digunakan dengan ditempatkan ke dalam kaset imaging plate setelah itu kita lakukan eksposi dengan menggunakan sinar x. Sinar x yang menembus obyek akan mengalami atenulasi sehingga enersi dari sinar x tersebur ditangkap oleh imaging plate dalam bentuk data digital.

Fungsi imaging plate sebagai penangkap gambar dari pasien yang dieksposi seperti pada film konvensional. Struktur Imaging Plate terdiri dari; Protective Layer,Phosphor Layer, Suporting Layer, Backing Layer,Bar Code Layer.

2)      Stimulate

Stimulate Merupakan alat pengolah dari gambaran laten pada imaging plate menjadi data digital. Gambaran laten pada Imaging plate dibaca dengan laser scanner, setelah diubah menjadi data dapat diolah dengan bantuan komputer untuk memberikan data baik tentang pasien maupun segi teknis. Dengan image reader memungkinkan mendapatkan gambaran dalam waktu yang singkat, dibuat untuk mendapatkan image yang stabil dan berkualitas serta untuk meminimal radiasi yang dikeluarkan.

Bayanggan tersebut kemudian distimulasi dengan Photo Stimulable Phosphor (PSP) yang fungsinya untuk mengubah bayangan laten pada IP menjadi cahaya tampak.

3)      Read

Dengan menggunakan Photo Multiplier, cahaya tampak tersebut di tangkap dan digandakan serta diperkuat intensitasnya kemudian diubah menjadi sinyal elektrik. kemudian sinyal-sinyal ini direkonstruksikan menjadi sebuah gambaran yang dapat dilihat oleh layar monitor.

4)      Erasure

Setelah proses pembacaan seselai, data gambar pada imaging plate secara otomatis akan dihapus oleh Intense Light sehingga imaging plate dapat digunakan kembali.

3.     Image Reader

Image reader berfungsi sebagai pembaca dan mengolah gambar yang diperoleh dari Image plate. Semakin besar kapasitas memorinya maka semakin cepat waktu yang diperlukan untuk proses pembacaan Image plate, dan mempunyai daya simpan yang besar. Waktu tercepat yang diperlukan untuk membaca imaging plate pada image reader yaitu selama 64 detik.

Selain tempat dalam proses pembacaan, Image reader mempunyai peranan yang sangat penting juga dalam proses pengolahan gambar, sistem transportasi Image plate serta penghapusan data yang ada di Image plate. Image reader sudah dilengkapi dengan monitor yang berfungsi untuk menampilkan gambar yang sudah di baca oleh Image reader disebut dengan image console.

4.     Image Console

Image console berfungsi sebagai media pengolahan data, berupa computer khusus untuk medical imaging dengan touch screen monitor. Image console dilengkapi oleh bebagai macam menu yang menunjang dalam proses editing dan pengolahan gambar sesuai dengan anatomi tubuh, seperti kondisi hasil gambaran organ tubuh, kondisi tulang dan kondisi soft tissue.

Terdapat menu yang sangat diperlukan dalam teknik radiofotografi yaitu kita bisa mempertinggi atau mengurangi densitas, ketajaman, kontras dan detail dari suatu gambaran radiografi yang diperoleh.

Fungsi console  :

a)      Memasukkan data pasien

b)      Menentukan alur kerja radiologi

c)      Mengolah data dan image pasien sesuai dengan jenis pemeriksaannya

d)      Melakukan quality control image sebelum didistribusikan

e)      Melakukan pendistribusian image untuk pencetakan image, pada printer, kepentingan back up, CD/DVD,  untuk share ke RIS/HIS

5.     Image Recorder

         Image recorder mempunyai fungsi sebagai proses akhir dari suatu pemeriksaan yaitu media pencetakan hasil gambaran yang sudah diproses dari awal penangkapan sinar-X oleh image plate kemudian di baca oleh image reader dan diolah oleh image console terus dikirim ke image recorder untuk dilakukan proses output dapat berupa media compact disc sebagai media penyimpanan.atau dengan printer laser yang berupa laser imaging film.

        Ada beberapa istilah untuk menyebutkan alat ini, antara lain laser imager, film processor, image recorder, dan laser printer. Merupakan alat pengolah gambar dan memprosesnya di atas film. Laser printer dilengkapi dengan multi formater main features yang memungkinkan untuk memformat gambar dan mengolah gambar lebih tajam dan fungsi-fungsi yang terus berkembang. Dapat juga mengolah radiograf dengan kecepatan tinggi dan kualitas yang bagus serta stabil.

     Film yang digunakan adalah photothermographic yang tidak menggunakan butiran perak halida, namun butiran perak behenate (AgC₂₂H₄₃O₂). Film yang telah dieksposi kemudian discan dengan laser. Setelah dilaser, film dipanaskan pada temperatur 120⁰ C selama 24 detik untuk memproses gambar (Papp, 2006).

C.   SISTEM PENGOLAHAN CITRA PADA CR

1.     PEMBACAAN BAYANGAN PADA IMAGING PLATE

            IP dieksposi dengan sinar-X, maka akan menghasilkan gambar laten pada IP. IP yang telah dieksposi ini dimasukkan dalam slot pada IP reader device yang akan memindahkan IP. IP kemudian discan dengan helium-neon laser (emisi cahaya merah dengan panjang gelombang 633 nm) sehingga kristal pada IP menghasilkan cahaya biru-violet (panjang gelombang 390-400 nm). Cahaya ini kemudian dideteksi oleh photosensor dan dikirim melalui analog digital converter (ADC) ke komputer untuk diproses. Setelah gambar diperoleh, IP ditransfer ke bagian lain dari IP reader device untuk menghapus sisa-sisa gambar agar IP dapat digunakan kembali (Papp, 2006).

2.     TAMPILAN GAMBAR PADA CR

         Tampilan citra pada dasarnya merupakan hasil respon frekuensi spasial dan proses gradasi. Respon frekuensi spasial mengontrol kontras antara dua struktur pada densitas yang berbeda. Proses gradasi mengontrol range densitas yang digunakan untuk menampilkan struktur pada gambar, ini sama denganwindows setting yang digunakan pada tampilan Computed Tomography (CT Scan). Dua karakteristik yang berbeda, kontras dan densitas dioptimalkan dengan digital image processor untuk bagian anatomi spesifik yang dipelajari (Ballinger, 2003).

          Jika gambar ditampilkan dalam monitor, maka karakteristik gambar dapat diatur (dimagnifikasi, dirotasi, dibalik) oleh pengguna untuk mendapat hasil yang terbaik (Ballinger, 2003). Fungsi ini dilakukan oleh komponen yang disebut workstation. Workstation terdiri dari konsul komputer di mana gambar dapat dimanipulasi setelah data dimasukkan dalam memori komputer. Fungsi workstation antara lain (Papp, 2006) :

a)      Meningkatkan gradasi atau kontras gambar.

b)      Meningkatkan frekuensi spasial (recorded detail). Pengaturan ini dapat meningkatkan resolusi spasial atas meningkatnya noise dan artefak.

c)      Mengeliminasi pixel-pexel hitam dan putih yang memiliki kontribusi kecil terhadap informasi diagnostik

d)      Subtraksi gambar dengan menghapus struktur tulang atau mengurangi efek hamburan untuk meningkatkan kontras gambar.

e)      Magnifikasi gambar

f)       Menampakkan daerah Region of Intereset (ROI).

g)      Sebagai analisa statistik, yang menghitung area permukaan dan mengestimasi volume atau mengubah densitas gambar.

h)      Subtraksi energi pada radiografi thoraks dengan mengurangi struktur tulang untuk mendapatkan gambaran paru dan jaringan lunak.

        Karena gambar CR dalam bentuk digital, maka gambar primer yang dihasilkan dapat dimanipulasi untuk menekan fitur-fitur yang bervariasi untuk menampakkan struktur yang lebih spesifik. Gambar yang ditampilkan atau dicetak sedapat mungkin sesuai dengan ukuran yang sebenarnya (Greene, 1992).