Pengujian Linieritas Keluaran Pembangkit Arus Sinar-X Menggunakan Stepwedge.

ARUS SINAR X MENGGUNAKAN STEPWEDGE

SKRIPSI

Evi Yusita

Nim. 080921004

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

EVI YUSITA NIM: 080921004

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

Judul : PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT ARUS SINAR-X MENGGUNAKAN STEPWEDGE

Kategori : SKRIPSI

Nama : EVI YUSITA Nim : 090821004

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 11 juli 2011

Komisi Pembimbing :

Pembimbing I, Pembimbing II,

Dr.Marhaposan Situmorang Zuhrina Kustanti,ST.,M.Kes NIP. 195510301980031003 NIP.1972022141995032001

Diketahui / Disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

PERNYATAAN

PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT ARUS SINAR-X MENGGUNAKAN STEPWEDGE

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 4 Juli 2011

EVI YUSITA 090821004

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya serta solawat dan dan salam kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW,Penulis ucapkan sehingga tugas akhir yang berjudul ‘’Pengujian Linieritas keluaran pembangkit Arus Sinar-X dengan menggunakan stepwedge’’dapat diselesaikan.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan menempuh ujian akhir pada jurusan Fisika Medik, Fakualitas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara,Medan. Dalam menyelesaikan Tugas akhir ini penulis banyak mendapat bimbingan,petunjuk dan masukan dari berbagai pihak sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas hari ini. Pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembimbing dan ketua

Departemen Fisika yang telah memberikan bimbingan, petunjuk, panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan Tugas akhir ini. 2. Ibu Zuhrina Kustanti,ST.M.Kes., selaku dosen pembimbing II.

3. Ibu Dra. Justinon, Msi., selaku sekretaris jurusan Fisika, FMIPA USU Medan. 4. Bapak Eddy Marlianto, M.Sc., selaku dekan FMIPA USU Medan.

5. Bapak Prof. Dr. Abdul Rasyid, Sp.Rad.,Ph.D., selaku Ka. Instalasi Radiologi Rumah Sakit Umum Pusat Haji Adam Malik Medan.

6. Bapak Dr. Azwan Asmuni Lubis,Sp.Ak., selaku direktur Utama Rumah Sakit

Umum Pusat Haji Adam Malik Medan.

7. Orangtua, Suamiku A. Pelawi S.Si, dan Anak-anakku Aji Pelawi dan Fahri Pelawi, yang telah memberikan dukungan moril dan materil sehingga memudahkan penyelesaian skripsi ini.

8. Teman-teman seperjuangan mahasiswa Fisika Medik yang telah banyak

memberi bantuan dan saran,semoga kita kompak dan semangat terus.

9. Semua yang belum tersebutkan, ya ng memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya

Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermamfaat bagi kita semua, dan mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca untuk perbaikan dimasa datang.

Penulis

Evi Yusita 090821004

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang Pengujian Linearitas Keluaran Pembangkit Arus Sinar X dengan menggunakan stepwedge, pada pesawat Rontgen digital (pemakaian selama 4 tahun) dan pada pesawat rontgen konvensional (pemakaian selama 19 tahun).Dengan menvariasi kuat arus 50 mA, 100 mA, 200, mA dan 400 mA, 10 mAs, jarak fokus ke film (FFD) 100 cm, tegangan tabung pada pesawat Rontgen digital adalah 60 kV pada pesawat rontgen konvensional yakni 50 kV. Linearitas keluaran pembangkit arus sinar X diperoleh melalui pengukuran densitas radiograf setelah sinar X menembus stepwedge, dengan menggunakan alat densitas optic yaitu densitometer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, persentase linearitas keluaran arus pembangkit pada pesawat rontgen digital dengan single ekspos adala h 4.05%, dan dengan double ekspos yakni 24.18% , sedangkan pada pesawat Rontgen konvensional dengan single ekspos adalah 15.13%, dan dengan double ekspos adalah 16.73%. Sesuai dengan Biro Kesehatan Radiologi, standard Amerika (menjadi acuan internasional), disyaratkan bahwa semua pesawat Rontgen baru harus dapat dijaga linearitas keluaran arus pembangkit sinar X rata-rata 10% dari planel mA ke planel mA lainnya. Dari hasil penelitian ini disimpulkan bahwa pada pesawat Rontgen digital untuk eksposi tunggal masih linier namun pada eksposi ganda keluaran arus sinar-X tidak linier. Pemakaian dapat dilakukan sebaiknya setelah adanya perbaikan. Pada pesawat Rontgen konvensional batas toleransi linieritas keluaran arus sinar-X adalah 20% sampai 25%, sehingga pada penelitian ini dapat disimpulkan pesawat Rontgen konvensional layak pakai.

ABSTRACT

Research on X-Ray Generator Linearity has been done by using stepwedge to digital X-ray generator (has been using for 4 years) and conventional x-rays generator (has been using for 19 years). It do with various current at 50 mA, 100 mA, 200 mA and 400 mA, 10 mAs, focus to film distance (FFD) is 100 cm, tube voltage for digital X-ray generator is 60 kV an conventional X-Ray generator is 50 kV. X-Ray generator is obtained through radiograph density measurements after X-rays penetrate the stepwedge using densitometer. The results show that the percentage linearity of digital X-ray generator with a single exposure is 4.05%, and with a double exposure is 24.18%, while on the conventional X-ray for single exposure is 15,13% and double exposure is 16.73%. Accordding to the Bureau of Radiological Health, the American standard (being the international protocol) recommended that all new X-Ray generator must have average linearity about 10% from station mA to another station mA.It is concluded that digital X-ray generator for a single exsposure is still linear, but at double exposure is not linear. It is recommended to repair before using. In conventional X-ray generator is 20% to 25%, so that a conventional X-rays can be said that is still good to use .

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……… I HALAMAN PENGESAHAN ………... ii PERNYATAAN……… iii

KATA PENGANTAR iv

ABSTRAK………. V ABSTRACT ………... vi DAFTAR ISI ……….. vii DAFTAR GAMBAR……….. DAFTAR TABEL………..

ix xi

DAFTAR LAMPIRAN ……… xii

DAFTAR-DAFTAR ISTILAH………. xiii

BAB I PENDAHULUAN ……….

1.1Latar belakang ……….

1.2Perumusan Masalah……….

1.3Batasan Masalah ………...

1.4Tujuan Penelitian ………

1.5Manfaat Penelitian ………..

1.6Sistematika Penulisan ……….

1 1 2 2 2 2 3

BAB II DASAR TEORI ………

2.1Mekanisme Penyina ran Sinar-X ……….

2.2Pembentukan Sinar-X ………

2.3Radiografi Sinar-X ………

2.4Pengaruh Faktor Eksposi Terhadap Hasil Radiografi ………...

2.4.1 Pengaruh tegangan tabung (kV) terhadap hasil

Radiograf…...

2.4.2 Pengaruh Arus Tabung(mA) Dan Waktu Eksposi (s)

terhadap Hasil Radiografi………. 2.4.3 Pengaruh Jarak Antar Tabung dan Image Reseptor (FFD)

terhadap hasil radiografi………

2.5Interaksi Sinar-X dengan Materi ………

2.5.1 Efek Foto Listrik ………..

2.5.2 Efek Compton ………..

2.5.3 Produksi pasangan……….

2.6Sifat-sifat fisik Sinar-X ………..

2.7Faktor-faktor yang menentukan Intensitas Sinar-X ………..

2.7.1 Tegangan tabung ………..

4 4 4 6 10 10 10 12 12 13 14 15 16 17 17

2.7.2 Arus tabung ………..

2.7.3 Jarak Fokus ke Film ………..

2.7.4 Waktu Eksposi ………..

2.8Paparan ………..

2.9 Densitas ……….

2.10 Linearitas dan Kemampuulangan (Rpeatabilitas) ………..

19 19 20 20 20 21

BAB III METODE PENELITIAN ………

3.1Teknik Pelaksanaan Penelitian ………...

3.2Perlengkapan Penelitian ……….

3.3Variabel Penelitian ……….

3.4Prosedur Penelitian ………

3.5Analisa Data ………...

3.5.1 Analisis untuk objek stepwedge ………

3.5.2 Jaminan Kualiatas Linearitas Keluaran (JKLK) Arus Sinar-X………... 23 23 23 29 30 33 33 33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………

4.1Pengaruh Ketebalan Stepwedge terhadap densitas………

4.2Hasil Penelitian ………..

4.2.1 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Digital Pemakaian Selama 4 tahun dengan Tahun Produksi 2007 ………..

4.2.2 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Konvensional

Pemakaian Selama 19 tahun dengan tahun Produksi 2007 Merk Hitachi ………

4.3Pembahasan ………...

35 35 36 36 41 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……….

5.1Kesimpulan ……….

5.2Saran ………...

50 50 50

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2-1 Skema Tabung Sinar –X ……… 5

Gambar 2-2 Distribusi Radiasi Sinar-X ……… 8

Gambar 2-3 Kurva Karakteristik Film ………. 9

Gambar 2-4 Efek Foto Listrik …………....……….. 13

Gambar 2-5 Efek Compton .. ……… 14

Gambar 2-6 Proses Pembentukan pasangan……….. 15

Gambar 2-7 Spektrum Radiasi Elektromagnetik ………. 16

Gambar 2.8 Spektrum Radiasi Sinar-X Pada Tegangan Tabung yang Berbeda ………... 18

Gambar 3-1 Pesawat Sinar-X Konvensional ……….. 24

Gambar 3-2 Meja Kontrol Pesawat Sinar-X Konvensional ……….. 24

Gambar 3.3 Pesawat Sinar-X Digital ………..………. 25

Gambar 3.4 Meja Kontrol Pesawat Sinar-X Digital ……….……… 25

Gambar 3.5 Stepwedge ……….………... 26

Gambar 3.6 Automatic Processing ………. 27

Gambar 3.7 Digital Densitometer, model X-Rite ……….. 28

Gambar 3.8 Kodak Omatik Identification Camera Model 4 ... 29

Gambar 3.9 Gambar Diagram Blok Penelitian ... 31

Gambar 3.10 Gambar Blok Proses Penelitian ... 32

Gambar 3.11 Grafik densitas radiografi pada setiap ketebalan stepwedge ... 33

Gambar 4.1 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge (mm) pada eksposi tunggal dengan pesawat Rontgen digital pemakaian tahun 2007 ... 38

Gambar 4.2 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge (mm)

pada eksposi ganda pada pesawat Rontgen digital pemakaian tahun 2007 ... 40 Gambar 4.3 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge (mm)

pada eksposi tunggal pada pesawat Rongent konvensional ( pemakaian selama 19 tahun) ... 42 Gambar 4.4 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge pada

eksposi ganda pada pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian 19 tahun ... 45

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Pengukuran skala densitas optik eksposi tunggal pada pesawat sinar-X digital... 36

Tabel 4.2 Pengukuran skala densitas optik Rata-rata eksposi tunggal

pada pesawat sinar-X digital... 37

Tabel 4.3 Pengukuran skala densitas optik eksposi ganda pada pesawat

sinar-X digital... 39 Tabel 4.4 Pengukuran skala densitas optik rata-rata eksposi ganda pada

pesawat sinar-X digital...

40 Tabel 4.5 Pengukuran skala densitas optik eksposi tunggal pada pesawat

sinar-X konvensional... 41 Tabel 4.6 Pengukuran skala densitas optik rata-rata eksposi tunggal pada

pesawat sinar-X konvensional ... 42 Tabel 4.7 Pengukuran skala densitas optik eksposi ganda pada pesawat sinar-X konvensional... 43 Tabel 4.8 Pengukuran Skla Densitas Optik Rata-rata eksposi Ganda Pada Pesawat Sinar-X Konvensional ... 44 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) Arus Sinar-X pada Pesawat Rontge n Konvensional dan Digital.. 46

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran - A Faktor Eksposi Yang Digunakan pada Pesawat Sinar-X Digital dan Pesawat Sinar-X Konvensional

Lampiran - B Hasil Radiograf Stepwedge untuk berbagai Variasi Kuat Arus

Pada Pesawat Rontgen Digital dan Konvensional Lampiran - C Perhitungan Dan Tabel eksposi

DAFTAR-DAFTAR ISTILAH

Arus tabung : Jumlah electron persatuan waktu yang bergerak dari

katoda ke Anoda

Tegangan tabung : Beda potensial antara anoda dengan katoda

Atenuasi : adalah pengurangan intensitas karena perlewatan

energi

Densitas optik : adalah tingkat kehitaman dan kerapatan zat

Absorbsi : adalah banyaknya enerji rradiasi setelah maelalui

mater

Densitometer : adalah alat untuk mengukur kerapatan fotografi sebuah

gambar pada flm atau cetakan pada fotografi

Faktor esposi : adalah parameter dosis radiasi yang diatur pada

pesawat rontgen sinar-X yang meliputi tegangan (kVp) dan intensitas(mAs).

Linieritas : adalah kemampuan pembangkit untuk memproduksi

densitas yang sama pada mAs yang sama dengan kuat arus ( mA) yang berbeda .

Paparan : adalah parameter dosis radiasi yang diatur pada

pesawat rontgen.

Pemaparan : penyinaran radiasi.

Repeatabilitas : adalah kemampuan pembangkit untuk memproduksi

eksposi yang sama untuk teknik yang sama.

Stepwedge Al : Adalah lempengan aluminium yang mempunyai

ketebalan tertentutu dan bertingkat

ABSTRACT

Research on X-Ray Generator Linearity has been done by using stepwedge to digital X-ray generator (has been using for 4 years) and conventional x-rays generator (has been using for 19 years). It do with various current at 50 mA, 100 mA, 200 mA and 400 mA, 10 mAs, focus to film distance (FFD) is 100 cm, tube voltage for digital X-ray generator is 60 kV an conventional X-Ray generator is 50 kV. X-Ray generator is obtained through radiograph density measurements after X-rays penetrate the stepwedge using densitometer. The results show that the percentage linearity of digital X-ray generator with a single exposure is 4.05%, and with a double exposure is 24.18%, while on the conventional X-ray for single exposure is 15,13% and double exposure is 16.73%. Accordding to the Bureau of Radiological Health, the American standard (being the international protocol) recommended that all new X-Ray generator must have average linearity about 10% from station mA to another station mA.It is concluded that digital X-ray generator for a single exsposure is still linear, but at double exposure is not linear. It is recommended to repair before using. In conventional X-ray generator is 20% to 25%, so that a conventional X-rays can be said that is still good to use .

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejak ditemukannya sinar-X oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895, sampai sekarang sinar-X semakin berperan penting dalam kehidupan manusia. Penggunaan sinar-X dibidang radiografi maupun di bidang kedokteran adalah karena sifatnya yang mampu menghitamkan plat film, sehingga dapat digunakan untuk menghasilkan gambar Rontgen ( Beiser,1992).

Perkembangan tehnologi yang pesat berhasil mengembangkan pembangkit sinar-X dengan mempersingkat waktu penyinaran tanpa mengurangi kepekaannya. Hal ini tidak mungkin dilakukan oleh pembangkit sinar-X konvensional yang mempunyai waktu penyinaran antara 20 sampai 25 detik.

Pemilihan waktu penyinaran yang tepat dapat memperjelas bayangan (image). Dengan waktu penyinaran yang proporsional diharapkan dapat mengurangi ketidaktajaman gambar dan mengontrol densitas bayangan yang dihasilkan pada film. Pengaruh radiasi yang ditimbulkan dari pembangkit sinar-X memungkinkan terjadinya efek samping sehingga diperlukan suatu pembangkit yang lebih canggih. Seringkali para ahli ingin mengurangi waktu eksposi misalkan untuk anak kecil atau orang dewasa, untuk maksud itu harus menaikkan arus tabung secara proporsional agar dapat bekerja dengan baik. Meskipun kuat arus kali waktu (mAs) yang sama dapat dipilih, melalui cara ini keluaran tabung dapat berbeda dan radiograf yang dihasilkan tidak memuaskan.

Proses penyinaran yang pendek menyebabkan keluaran sinar-X persatuan luas persatuan waktu (disebut intensitas fluorosensi) tidak linear karena pada keadaan tersebut intensitasnya dipengaruhi okeh perubahan-perubahan yang sangat halus dari tegangan, arus pembangkit sinar-X dan waktu penyinaran itu sendiri, padahal sifat dari pada sinar-X adalah keluarannya harus linear.

Keluaran sinar –X dapat bervariasi untuk pembangkit yang sama ketika tabung sinar-X bertambah usia, hal ini biasanya disebabkan banyaknya pemakaian yang dapat mengakibatkan timbulnya suatu kerusakan pada komponen- komponen pembangkit sinar-X, untuk itu perlu diketahui denga n cepat kerusakan-kerusakan tersebut. Untuk tabung sinar-X yang baru di pasang pengukuran-pengukuran

perbandingan keluaran paparan dengan hasil kali kuat arus dengan waktu (mR/mAs) akan lebih tinggi pada awal pemakaian dan akan terus sampai level yang stabil setelah beberapa waktu (Gray,1983). Dari berbagai permasalahan yang disebutkan, penelitian yang dilakukan penulis difokuskan pada linearitas pembangkit arus sinar-X dengan menggunakan Stepwedge (lempengan aluminium) yang mempunyai ketebalan tertentu

dan bertingkat.

1.2 Perumusan masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas maka rumusan masalah yang diajukan ”Bagaimana pengujian linearitas keluaran pembangkit arus sinar-X

dengan menggunakan stepwdge dilakukan”, adapun fungsi Stepwedge untuk

menganalisis densitas optik pada radiograf yang akan diukur densitasnya.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan skripsi ini hanya di bahas mengenai pengujian linearitas keluaran pembangkit arus sinar-X menggunakan Stepwedge, pada variasi kuat arus

mulai 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA, dengan kuat arus kali waktu (mAs) tetap yaitu 10 mAs , Fokus Film Distance (FFD) 100 cm , tegangan tabung 60 kV

pada pesawat digital dan pada pesawat konvensional tegangan tabung 50 kV

1.4 Tujuan Penelitian

1. Dapat menerapkan teknik pengujian linieritas keluaran arus pada pembangkit sinar-X.

2. Dapat memberikan rekomendasi tentang layak atau tidaknya suatu pesawat sinar-X berdasarkan linieritas arus pembangk it.

3. Dapat memberikan rekomendasi tentang planel kuat arus (mA) yang harus dihindari pemakaiannya.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat menambah ilmu pengetahuan dan wawasan tentang pengujian linieritas keluaran arus pembangkit sinar-X, dapat membantu untuk mengetahui adanya kerusakan komponen, berguna dalam perbandingan peralatan yang serupa dan dapat membantu menentukan apakah keluaran tabung sinar-X sama dengan saat terakhir kali dievakuasi.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan skripsi ” Pengujian linearitas Keluaran Pembangkit Arus sinar-X menggunakan Stepwedge ” terdiri atas:

• BAB I : Pendahuluan, terdiri dari latar belakang masalah, Perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan .

• BAB II : Dasar Teori, yang berisi uraian mengenai mekanisme penyinaran sinar-X, pembentukan sinar-X, radiografi sinar-X, pengaruh faktor eksposi terhadap hasil radiografi, interaksi sinar-X dengan materi, sifat-sifat fisik sinar-X, faktor-faktor yang menetukan intensitas sinar-X, Paparan, densitas dan linieritas / kemampuulangan (repeatabilitas).

• BAB III : Metode penelitian, yang berisi tentang teknik pelaksanaan

penelitian, perlengkapan penelitian, variabel penelitian, prosedur penelitian dan analisis data.

• BAB IV : Hasil dan pembahasan, yang menjelaskan tentang hasil pene litian dan pembahasannya.

• BAB V : Kesimpulan dan saran, berisi kesimpulan yang didapatkan dari hasil penelitian dan saran-saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mekanisme Penyinaran Sinar-X

Sinar-X yang dipancarkan dari sistem pembangkit sinar-X merupakan pancaran foton dari interaksi elektron dengan inti atom di anoda. Pancaran foton tiap satuan luas disebut penyinaran atau exposure. Foton yang dihasilkan dari sistem pembangkit sinar-X dipancarkan ketika elektron menumbuk anoda. Beda tegangan antara katoda dan anoda menetukan besar energi sinar-X, juga mempengaruhi pancaran sinar-X. Dilihat dari spektrumnya sinar-X dibedakan menjadi 2 yaitu sinar-X kontinyu dan sinar-X karasteristik.

Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang pendek. Hal ini dipertegas dengan penelitian Friedsish dan Knipýing pada tahun 1912, yang mengemukakan bahwa panjang gelombang sinar-X sama dengan sinar ultraviolet ( ? = 10-8 cm ) yaitu gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang pendek (Van Der Plassts, 1972).

Interaksi dengan materi terjadi bila sinar-X ditembakkan pada suatu bahan. Sinar-X yang ditembakkan mempunyai energi yang lebih tinggi sehingga mampu mengeksitasi elektron-elektron dalam atom sasarannya.

2.2 Pembentukan Sinar-X

Sinar-X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm C. Rontgen pada tahun 1895 dari universitas Worzburg jerman. Penemuan ini berawal dari pemberian beda potensial antara katoda dan anoda hingga beberapa kilovolt pada tabung sinar-X. Perbedaan potensial yang besar ini mampu menimbulkan arus elektron sehingga elektron-elektron yang dipancarkan akibat pemanasan filamen akan dipercepat menuju target dalam sebuah tabung hampa udara. Gambar 2.1 berikut ini adalah gambar skema tabung Sinar-X (Hoxter,1982).

Gambar 2.1 Skema tabung sinar-X (Hoxster,1982) Keterangan gambar:

1. Katoda 4. Keping wolfarm 7. Anoda 2. Filamen 5. Ruang hampa 8. Diapragma 3. Bidang fokus 6. Selubung 9. Berkas sinar guna

Prinsip kerja dari pembangkit sinar-X dapat dijelaskan sebagai berikut, beda potensial yang diberikan antara katoda dan anoda menggunakan sumber yang bertegangan tinggi. Produksi sinar-X dihasilkan dalam suatu tabung berisi suatu perlengkapan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar-X yaitu bahan penghenti atau sasaran dan ruang hampa.

Elektron bebas terjadi karena emisi dari filamen yang dipanaskan. dengan sistem fokus, elektron bebas yang dipancarkan terpusat menuju anoda. Gerakan elektron ini akan dipercepat dari katoda menuju anoda bila antara katoda dan anoda diberi beda potensial yang cukup besar.

Gerakan elektron yang berkecepatan tinggi dihentikan oleh suatu bahan yang ditempatkan pada anoda. Tumbukan antara elektron dengan anoda ini menghasilkan sinar-X, pada tumbukan antara elektron dengan sasaran akan ada energi yang hilang. Energi ini akan diserap oleh sasaran dan berubah menjadi panas sehingga bahan sasaran akan mudah memuai. Untuk menghindarinya bahan sasaran dipilih yang berbentuk padat. Bahan yang biasa digunakan sebagai anoda adalah platina, wolfram, atau tungsten.

Untuk menghasilkan energi sinar-X yang lebih besar, tegangan yang diberikan ditingkatkan sehingga menghasilkan elektron dengan kecepatan yang lebih tinggi. Dengan demikian energi kinetik yang dapat diubah menjadi sinar-X juga lebih besar.

2.3Radiografi Sinar-X

\ Radiografi sinar-X adalah ilmu yang mempelajari citra suatu objek yang diradiasi dengan sinar-X. Bila sinar-X dilewatkan pada suatu objek, maka sebagian radiasi yang ada akan diteruskan sehingga citra objek dapat direkam pada film.

Satuan yang biasa digunakan untuk penyinaran radiografi adalah Rontgen, disingkat R. Satu Rontgen dapat diartikan sebagai sejumlah sinar-X agar menghasilkan ion-ion yang membawa muatan satu statcoulomb tiap centimeter kubik diudara dengan suhu nol derajat celsius pada tekanan 760 mmhg.

(2.1)

Satu Rontgen dari radiasi foton mempunyai energi rata-rata antara 0.1 Mev sampai 3.0 Mev yang mampu menghasilkan dosis serap sebesar 0.96 rad. Dengan demikian dapat dikatakan imenghasilkan dosis sebesar 1 rad. Jadi,

1 R = 1 rad

Keluaran sistem generator sinar-X dipengaruhi oleh arus listrik, waktu penyinaran, besarnya potensial dan jarak target. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan :

2 2

( . )( )

k I t V

Keluaran

d

=

(2.2) Dengan,

k = konstanta penyinaran I = arus tabung

t = waktu penyinaran

V = Potensial tabung sinar-X

Potensial (kV), Arus (mA) dan waktu (t) mempengaruhi densitas bayangan. Pemilihan potensial (kV) yang terlalu rendah akan menyebabkan penyinaran yang diberikan tidak mampu menghasilkan densitas pada film. Sedangkan pemilihan potensial (kV) yang terlalu tinggi akan menimbulkan gambar film yang buruk sehingga informasi yang diperlukan hilang (kabur).

Waktu penyinaran digunakan untuk menentukan lamanya penyinaran. Hal ini terutama dimaksudkan untuk mengurangi ketidaktajaman gambar yang dihasilkan di film karena gerakan objek yang diambil. Dengan waktu penyinaran yang minimal dapat digunakan untuk mengontrol densitas rata-rata bayangan.

Bila waktu penyinaran yang dipilih ditingkatkan atau diperbesar akan mengakibatkan gambar yang dihasilkan di film menjadi kurang tajam. Hal ini terjadi bila ada faktor gerakan dari objek yang diradiasi.

Hubungan antara variasi waktu penyinaran dengan potensial dapat dinyatakan dengan persamaan:

4 1 2 2 1

mAs kV

mAs kV

 

=  

  (2.3)

Dengan,

mA : arus listrik yang diberikan s1, s2 : waktu penyinaran

Gambar 2.2 : Distribusi Radiasi Sinar-X

Gambar 2.2 menunjukkan adanya pengurangan intensitas sinar-X . Radiasi sinar-X dipancarkan dari fokus tabung sinar-X dalam arah garis lurus. Pancaran itu kemudian didistribusikan dalam Jarak yang semakin besar. Hal ini menyebabkan intensitas sinar-X itu menjadi berkurang dengan perbandingan kuadrat jarak. Bila jarak yang diberikan diperbesar menjadi dua kalinya, maka intensitasnya berkurang menjadi seperempatnya, dan bila jaraknya diperbesar tiga kali lipat maka intensitasnya berkurang menjadi sepersembilan dari intensitas semula.

Hubungan antara waktu penyinaran dengan jarak sumber radiasi ke film dinyatakan dengan persamaan:

2 1 1 2 2 2 mAs d

mAs = d (2.4)

Dengan ,

mA : arus listrik yang diberikan s1, s2 : waktu penyinaran

d1, d2 : jarak sumber radiasi ke film

Dari persamaan (2.3) dan (2.4) dapat dinyatakan hubungan antara potensial dan jarak sumber radiasi: 4 2 1 2 2 2 1 d kV d kV   =  

Dengan ,

d1, d2 : jarak sumber radiasi ke film kV1, kV2 : potensial yang diberikan

Gambar 2.3 : Kurva karakteristik film

Gambar 2.3 adalah Perubahan Log Penyinaran Mempengaruhi Densitas Film (Daerah 1). Pengaruh yang terjadi pada daerah ini sangat kecil. Densitas pada daerah ini disebabkan oleh adanya basic fog (densitas latar belakang) yang dimiliki setiap film. Pada daerah 2 (daerah toe), terjadi peningkatan log penyinaran. Densitas bertambah secara perlahan. Daerah ini menunjukkan efek penyinaran. Pada daerah 2-3 (straight-line part), densitas meningkat secara linier terhadap log penyinaran. Kemiringannya merupakan gradien film. Gradien film menyatakan kontras film. Kontras film merupakan kemampuan film untuk membedakan densitas yang disebabkan oleh dua penyinaran yang hampir sama. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan:

Dengan ,

tgα : gradien film D1, D2 : densitas hasil penyinaran

E1, E2 : penyinaran ( J/m2)

Pada daerah 3-4 (daerah shoulder), densitas meningkat dengan intensitas penyinaran yang sangat tinggi.

2.4 Pengaruh Faktor Eksposi Terhadap Hasil Radiografi

2.4.1 Pengaruh Tegangan Tabung Terhadap Hasil Radiograf

Tegangan tabung merupakan faktor yang dominan dalam penentuan tingkat energi sinar-X yang dihasilkan guna menembus objek yang akan diperiksa, sehingga akan berpengaruh pada variasi tingkat energi radiasi sinar-X yang ditangkap oleh radiograf. Variasi tingkat energi tersebut dapat memberikan perbedaan nilai intensitas radiasi sinar-X objek satu dengan objek lainnya sehingga timbul kontras pada gambaran radiograf. Nilai kontras di radiograf merupakan perbedaan nilai densitas satu dengan yang lain dan dalam jarak yang berdekatan (D1 – D2).

Semakin tinggi besar tegangan tabung yang diberikan dapat mengurangi nilai kontras. Hal itu disebabkan oleh semakin banyaknya intensitas sinar-X yang diterima oleh radiograf sehingga variasi kehitaman pada radiograf akan menurun. Perubahan tegangan tabung akan berpengaruh terhadap kuantitas dan kua litas sinar-X. Dengan menggambarkan pancaran radiasi sinar-X bersifat radial kesegala arah, maka Intensitas radiasi sebanding dengan kuadrat tegangan tabung yang dirumuskan sebagai berikut (Marshal 1944) :

2

I Vα (2.7)

Dengan I menyatakan Intensitas Sinar- X, V tegangan antara anoda dan katoda, α adalah lambang equivalen.

2.4.2 Pengaruh Arus Tabung (mA) Dan Waktu Eksposi (s) Terhadap Radiograf Besarnya arus tabung dan waktu eksposi merupakan faktor yang paling berpengaruh terhadap perubahan densitas pada film dengan semua variabel yang lain tetap (Carrol, 1985). Kuantitas dari Sinar-X yang diterima oleh radiograf menyebabkan timbulnya rentang atau range densitas yang berbeda-beda pada radiograf.

Densitas tidak hanya dikatakan sebagai suatu derajat kehitaman yang terjadi pada film ) Rontgen, tetapi densitas merupakan perhitungan numerik (angka) yang dapat dihitung jika diketahui derajat cahaya insiden dan nilai cahaya transmisi yang melewati film (Bushong, 2001).

Dua pertimbangan yang mendasar mengenai densitas ditunjukkan dengan logaritma adalah perhitungan logaritma tepat untuk menunjukkan perbedaan angka yang lebar dengan skala angka kecil, sedangkan alasan yang lain adalah pertimbangan super posisi nilai densitas. Apabila film superposisi maka nilai densitas adalah penjumlahan dari densitas yang dihasilkan sehingga dapat diilustrasikan bahwa intensitas cahaya awal adalah 1000 dan mengenai lapisan emulsi film pertama akan mendapatkan densitas 1 dengan menyerap cahaya 90% dan selanjutnya mengenai emulsi film kedua yang menghasilkan nilai densitas 2 sehingga nilai densitas total adalah 3.

Kuantitas sinar-X juga ditentukan oleh jumlah elektron persatuan waktu dari katoda ke anoda yang mencapai atom target dan dinamakan sebagai kuat arus tabung. Dengan menaikkan arus tabung dapat meningkatkan jumlah elektron yang tertumbuk ke anoda sehingga jumlah foton sinar-X yang dihasilkan akan semakin banyak. Intensitas sinar-X yang terbentuk sebanding dengan besarnya arus tabung (Marshal, 1944)

I merupakan intensitas sinar-X, adalah lambang ekuivalen, dan i

menyatakan besar arus tabung (jumlah elektron persatuan waktu yang dihasikan pada anoda).

Hubungan antara arus tabung (mA) dan waktu eksposi (s) terhadap densitas, oleh karena itu apabila terjadi peningkatan terhadap nilai arus tabung menjadi dua kali mA semua, maka dilakukan penurunan waktu eksposi menjadi setengahnya untuk menghasilkan nilai densitas yang sama (Carrol, 1985).

2.4.3 Pengaruh Jarak Antar Tabung dan Image Reseptor (FFD) terhadap hasil

Radiografi

Pengaruh jarak terhadap penyinaran pada image reseptor adalah berbanding terbalik dengan kuadratnya. FFD turut berperan terhadap intensitas yang diteruskan sampai dengan ke image reseptor tetapi tidak berpengaruh terhadap kualitas radiasi sinar-X yang dipancarkan (Bushong, 2001)

Intensitas sinar-X yang terbentuk oleh image reseptor berbanding terbalik dengan jarak pangkat dua. Hubungan perubahan intensitas dengan perubahan jarak image receptor dikenal sebagai hukum kuadrat jarak terbalik, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut (Marshall, 1944) :

0

1 2

I I

d

α 2.9

Dimana, I₀ merupakan intensitas awal, I₁intensitas intensitas setelah

pertambahan jarak , αadalah lambang ekuivalen, dan d menyatakan

perubahan jarak image reseptor terhadap sumber sinar-X. Dengan demikian semakin panjang jarak yang diberikan maka intensitas sinar-X yang diterima reseptor akan berkurang dan mengakibatkan penurunan nilai densitas pada radiograf tersebut.

2.5 Interaksi Sinar-X Dengan Materi

Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan dari tabung dikenakan pada suatu objek. Sinar-X yang terpancar merupakan panjang gelombang elektromagnetik dengan energi yang cukup besar. Gelombang elektromagnnetik ini dinamakan foton. Foton ini tidak bermuatan listrik dan merambat menurut garis lurus.

Bila sinar-X mengenai suatu objek, akan terjadi interaksi antara foton dengan atom-atom dengan objek tersebut. Interaksi ini menyebabkan foton akan kehilangan energi yang dimiliki oleh foton. Besarnya energi yang diserap tiap satuan massa dinyatakan sebagai satuan dosis serap, disingkat Gray. Dalam jaringan tubuh manusia, dosis serap dapat diartikan sebagai adanya 1 joule energi radiasi yang diserap 1 kg jaringan tubuh (BATAN).

Interaksi radiasi dengan materi tergantung pada energi radiasi, Jika berkas sinar-X melalui bahan akan terjadi proses utama yakni:

2.5.1 Efek foto listrik

Dalam proses foto listrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron, sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar dari atom disebut foto elektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar.

Gambar 2.4 : Efek Foto listrik (Krane K, 1992)

Bila foton mengenai elektron dalam suatu orbit dalam atom, sebagian energi foton (Q) digunakan untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai energi kinetik nya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut:

Dengan,

Q = energi ikat elektron, Ek = energi kinetik

E = energi (joule) F = frekwensi (hertz)

h = konstanta plank (6,627 x 10-34 _J.s)

2.5.2 Efek Compton

Penghamburan compton merupakan suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron bebas. Dimana foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron lebih kecil dari energi foton datang), seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.5 : Penghamburan compton: suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron (Beiser, 2003).

Dalam suatu tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka tidak mungkin semua energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika momentum dan energi dibuat kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan berasumsi bahwa reaksi semakin dimungkinkan. Jika hal itu memang benar, maka menurut hukum kekekalan semua energi foton diberikan kepada elektron dan didapatkan:

Menurut hukum kekekalan momentum, semua momentum foton (p) harus dipindahkan ke elektron, jika foton tersebut menghilang:

p

E

mv

c

= =

(2.6) Dengan,

E = energi (Joule)

m = massa (Kg)

c = Kecepatan cahaya (m/dtk)

p = momentum

? = kecepatan elektron (m/dtk)

2.5.3 Produksi pasangan

Sebuah foton yang energinya lebih dari 1.02 MeV. Pada saat bergerak dekat dengan sebuah inti, secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron seperti yang digambarkan berikut:

Gambar 2.6 : Proses pembentukan pasangan, dimana foton berubah menjadi energi positron dan elektron (Beiser, 2003)

Sinar-X merupakan gelombang elektromgnetik dengan panjang gelombang 0,01-10 Å, sehingga sinar-X mempunyai daya tembus sangat besar. Dalam radiodiagnostik biasanya digunakan sinar-X dengan panjang gelombang 0,1-1 Å, yang terdiri dari sinar-X kontinyu dan sinar-X diskret (curry,dkk,1990). Sebagai radiasi elektromagnetik, sinar-X mempunyai beberapa sifat fisis, yaitu: daya tembus, pertebaran (hamburan), penyerapan (absorbsi), efek fotografi, pendar fluor (fluorosensi) dan efek biologi.

Gambar 2.7 : Spektrum radiasi elektromagnetik

1. Daya Tembus

Sinar-X dapat menembus bahan dengan daya tembus sangat besar dan digunakan unuk radiografi. Semakin tinggi tegangan tabung sinar-X yang digunakan serta semakin rendah nomor atom suatu benda maka daya tembus sinar-X akan semakin besar.

2. Hamburan.

Apabila sinar-X melewati suatu bahan/zat, maka berkas tersebut bertebaran kesegala arah. Hal ini dapat mengakibatkan tampak pengaburan kelabu secara menyeluruh pada citra radiograf dari film.

3. Penyerapan (Absorbsi Radiasi)

Sinar-X dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau ketebalan/volume/kepadatannya atau makin besar nomor atomnya , makin besar pula penyerapannya.

4. Efek Fotografi

Sinar-X dapat menghitamkan emulsi film (emulsi perak mbromida) setelah diproses secara kimiawi (dibangkitkan) di kamar gelap.

5. Fluorosensi

Sinar-X dapat menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungsten (Zine sulfida) memendarkan cahaya (luminisensi) jika bahan tersebut dikenai sinar-X.

2.7 Faktor-Faktor Yang Menentukan Intensitas Sinar-X

Faktor-faktor yang memengaruhi intensitas Sinar-X yang dihasilkan dari suatu pemaparan atau disebut faktor eksposi adalah tegangan tabung, Arus tabung, jarak fokus ke film, waktu eksposi.

2.7.1 Tegangan Tabung

Tegangan tabung sinar-X atau beda potensial antara anoda dengan katoda Selain menentukan energi maximum sinar-X yang dihasilkan, juga menentukan paparan sinar-X.(Sprawls,1987).

Gambar berikut ini adalah gambar spektrum sinar-X dengan tegangan tabung yang berbeda.

Gambar 2.8 Spektrum sinar-X pada tegangan tabung yang berbeda (Sprawls,1987).

Paparan sinar-X kira-kira sebanding dengan faktor pangkat dua dari besarnya tegangan tabung yang digunakan (Meredith, 1977). Dengan kata lain jika tegangan tabung atau energi sinar-X dinaikkan dua kali lipat maka paparan sinar-X akan menjadi empat kalinya sehingga daya tembusnya semakin besar. Hubungan antara tegangan tabung dengan intensitas dapat dilihat pada persamaan 2.1 berikut ini:

2 1 1 2 2

I V

I V

  ∝  

  (2.1)

Dengan V1 adalah tegangan tabung awal (Volt),V2 adalah tegangan tabung

akhir (Volt), I1 adalah Intensitas awal, I2 adalah Intensitas sinar-X akhir. Penambahan

tegangan tabung akan menambah jumlah pancaran radiasi dari target atau meningkatkan intensitas radiasi yang dipancarkan (Chesney,1980).

Pemilihan tegangan tabung (V) yang terlalu rendah akan menyebabkan penyinaran yang diberikan tidak mampu menghasikan densitas pada film sedangkan pemilihan tegangan tabung yang terlalu tinggi akan menimbulkan radiograf yang buruk sehingga informasi yang diperlukan hilang (kabur).

Tegangan (V) antara anoda dengan katoda menunjukkan kecepatan dari elektron-elektron, semakin besar kecepatan elektron menumbuk anoda maka semakin besar pula energi yang terkonversi ke dalam energi sinar-X (Meredith,1977).

Paparan =i t v. ( )₂ 2

d (2.2)

Dengan i adalah arus tabung dan t adalah waktu penyinaran, v adalah tegangan tabung

sinar-X dan d adalah jarak target terhadap sumber radiasi (cm).

2.7.2 Arus Tabung

Arus tabung didefenisikan sebagai jumlah elektron persatuan waktu yang bergerak dari katoda ke anoda. Paparan sinar-X yang terjadi sebanding dengan besarnya arus tabung (Merredith,1977) Hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut:

1 1

2 2

I i

I ∝i (2.3)

Dengan I1 adalah intensitas sinar-X awal, I2 adalah intensitas sinar-X akhir, i adalah

kuat arus (Ampere).

2.7.3 Jarak Fokus Ke Film (FFD)

Jarak fokus ke film (FFD) adalah jarak antara titik tumbuk sinar-X (fokus) dengan letak film radiograf. Perubahan pada FFD akan selalu berakibat pada perubahan nilai paparan sinar-X yang mencapai film, karena intensitas sinar-X berbanding terbalik dengan jarak (invers square law). Apabila d merupakan jarak dari fokus ke film maka paparan sin-X dapat dituliskan menjadi (Chesney,1989).

2 1 2 2 2 1 I d

2.7.4 Waktu Exposi (dalam menit)

Waktu exposi menunjukkan lamanya penyinaran, semakin lama waktu penyinaran semakin besar sinar-X yang dihasilkan.

2.8 Paparan

Paparan adalah parameter dosis radiasi yang diatur pada pesawat Rontgen . Satuannya adalah (Rontgen). Keluaran tabung sinar-X mempunyai nilai kV, mA dan waktu eksposi yang bervariasi, untuk dapat membandigkan keluaran tabung sinar-X biasanya dengan menentukan perbandingan antara paparan dengan hasil kali arus dan waktu (mR/mAs). Keluaran hasil kali arus dengan waktu (mAs) terhadap tabung dapat diukur pada dua lokasi, di udara dan di bawah phantom.

Pengukuran jauh lebih efektif dalam udara terhadap perubahan kecil pada keluaran tabung sinar-X (phantom akan menyaring sejumlah keluaran sinar-X). Namun perbandingan pengeluaran paparan dengan hasil kali kuat arus dengan waktu (mR/mAs) tidak menyediakan informasi spesifik mengenai setiap perubabahan keluaran yang mungkin terjadi seperti perubahan tegangan tabung dan kuat arus tabumg (kV, mA), kalibrasi pewaktu meskipun kesimpulan kesimpulan bisa dibuat. Perbandingan keluaran paparan dengan hasil kali kuat arus dengan waktu (mR/mAs) merupakan cara cepat untuk evaluasi linieritas/repetabilitas pembangkit arus sinar-X.

2.9 Densitas

Densitas merupakan derajat kehitaman dari suatu radiograf. Kehitaman yang dihasilkan berhubungan langsung dengan banyaknya paparan yang diterima film sinar-X atau penerangan cahaya yang berasal dari intensifying screen, sehingga densitas atau derajat kehitaman radiografi dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut (Bushong dkk, 1998):

0 log i I D I

= (2.5) Dengan D adalah densitas pada film, I0 adalah intesitas sinar-X mula-mula

yang datang pada film, I1 adalah intensitas sinar-X yang diteruskan.

Densitas diukur menggunakan suatu alat yang dinamakan densitometer. Alat

ini menggunakan suatu berkas sinar yang secara langsung sistem optiknya memperlihatkatkan intensitas sinar yang dipancarkan dalam bentuk densitas. Densitas

yang terjadi pada suatu film dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu jenis film, energi radiasi, jumlah paparan dan kondisi pemerosesan (Curry, 1990).

2.10 Linearitas dan Repeatabilitas

Meskipun pengukuran-pengukuran perbandingan keluaran paparan dengan kuat arus dan waktu (mR/mAs) hanyalah metode yang digunakan untuk menyimpulkan pengujian kalibrasi kuat arus (mA), pengukuran-pengukuran perbandingan keluaran paparan dengan kuat arus kali waktu (mR/mAs) dapat digunakan dalam hal lain, misalkan penentu kemampuulangan (repeatabilitas). Kemampuulangan , yaitu kemampuan pembangkit untuk memproduksi eksposi yang sama untuk teknik yang sama.

Sering kali ahli teknologi ingin mengurangi waktu eksposi misalkan, untuk anak kecil atau orangtua yang tidak dapat menahan nafasnya dan harus menaikkan kuat arus (mA) secara proporsional agar dapat bekerja dengan baik. Meskipun mAs yang sama dapat dipilih, keluaran sinar-X pada tabung dapat berbeda dan radiograf yang dihasilkan tidak memuaskan. Hal ini benar jika planel mA tertinggi dipakai. Pengujian linieritas menetukan keluaran tabung sinar-X, yang menggunakan perbandingan keluaran paparan dengan kuat arus dan waku (mR/mAs), untuk berbagai kombinasi planel timer dan kuat arus (mA). Kecuali jika keluaran di jaga dalam

toleransi yang ketat, sangatlah tidak mungkin untuk menukarkan kombinasi kuat arus dan waktu, meski pada kuat arus yang sama dan menghasilkan radiograf dengan kwalitas konsisten.

Biro kesehatan Radiologi standard Amerika (menjadi acuan internasional) mensyaratkan bahwa peralatan sinar-X baru harus dapat menjaga linearitas 10 % dari satu arus tabung (planel mA) ke arus tabung lainnya dan untuk pesawat Rontgen yang lama harus dapat menjaga lineritas 25% dari pesawat baru (Gray, 1983). Ini berarti pada pesawat rontgen baru jika pembangkit sinar –X mempunyai enam planel mA sangat mungkin untuk mendapatkan linieritas 50% dan masih memenuhi peraturan internasional bahwa linieritas dapat dijaga pada 10% terhadap keseluruhan jangkauan kerja pembangkit.

Tegangan tabung (kV) dan linieritas hanyalah sebagian masalah dalam pengujian pembangkit sinar-X. Jika pembangkit tidak dapat diulang, selanjutnya pengujian tegangan tabung ( kV) optimal dan linieritasnya menjadi hal yang tidak

penting. Kemampu-ulangan keluaran dari tabung tidak akan sama jika kita membuat dalam satu barisan dalam satu teknik. Namun sebuah pembangkit haruslah repeatable

dalam batas yang masuk akal, setiap saat dilakukan perubahan teknik dan lalu kembali lagi pada kV, mA dan waktu eksposi yang sama . Hal ini khususnya menjadi masalah saat pembangkit bertambah umur dan komponen mekaniknya mulai aus.

Mungkin ditemukan pembangkit yang sama tuanya dan juga sama barunya yang dapat mendekati pengaturan kV yang diinginkan dari arah yang sama tiap waktu, misalkan untuk mendapatkan 80 kV. Dalam banyak pembangkit, masalah ini tidak dapat dikoreksi. Dengan evaluasi dari pembangkit sinar-X, dapat memastikan bahwa peralatan telah teruji dengan tepat dan dapat lebih mampu mendiagnosa masalah-masalah yang sebelumnya berjalan yang tidak tepat. Disamping itu beberapa masalah-masalah yang tidak mudah dikoreksi (pembangkit baru mungkin jadi penyelesaian) dapat diidentifikasi dan itu memungkinkan pembangkit bekerja pada daerah yang bemasalah tersebut.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Teknik Pelaksanaan Penelitian

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis melakukan praktek/penelitian di Rumah Sakit Umum Pusat Haji Adam Malik Medan di bagian Radiologi dengan menggunakan pesawat Rontgen digital, pemakaian tahun 2007 sampai 2011 (selama 4 tahun) dan pesawat Rontgen konvensional pemakaian tahun 1992 sampai 2011`(selama 19 tahun), sedangkan pengukuran hasil densitas pada film di lakukan di Balai Pengamanan Fasilitas Kesehatan Medan.

3.2 Perlengkapan penelitian

Beberapa perlengkapan yang diperlukan sehubungan dengan penelitian ini antara lain sebagai berikut:

1. Sumber sinar-X

a. Pesawat Sinar-X konvensional dengan Generator model P-C-10-BH-B, Merk HITACHI buatan Jepang pemakaian tahun 1992 sampai 2011.

Arus maksimum : 500 mA

Waktu maksimum : 10.0 detik

Tegangan : 40 – 150 kV

Adapun komponen – komponen pesawat sinar-X adalah terdiri dari :

• Tabung Sinar-X adalah tempat diproduksinya sinar-X

• Meja kontrol adalah merupakan tempat pengaturan faktor eksposi yang dibutuhkan yang terdiri dari tegangan (kV), Kuat arus (mA) dan waktu (s).

• Meja pemeriksaan adalah merupakan tempat pengaturan dan

Berikut ini adalah gambar Pesawat Sinar-X dan komponen-komponennya :

Gambar 3.1 Pesawat Sinar-X konvensional.

Gambar 3.2 Meja kontrol pesawat Rontgen konvensional.

b. Pesawat Sinar-X digital dengan generator model WDM

XD.52-30-50/125-T2A buatan China pemakaian tahun 2007 sampai 2011.

Arus maksimum : 500 mA

Waktu maksimum : 3 detik

Tegangan : 40 - 125 kV

Adapun komponen - komponen pesawat sinar-X digital ini adalah terdiri dari :

• Tabung Sinar-X adalah tempat diproduksinya sinar-X

• Control table adalah merupakan tempat pengaturan faktor eksposi

yang dibutuhkan yang terdiri dari tegangan (kV), Kuat arus (mA) dan waktu (s).

• Meja pemeriksaan adalah merupakan tempat pengaturan dan

penempatan objek yang akan di X-Ray.

Berikut ini adalah gambar pesawat Sinar-X digital dan komponen-komponenya.

Gambar 3.3 Pesawat Sinar-X digital.

c. Prosedur Penggunaan Pesawat Sinar-X

- Sambungkan alat ke PLN.

- Tekan tombol generator pada panel listrik. - Tekan ON pada control table.

- Pilih tindakan yang akan digunakan Radiografi atau fluoroscopy (dalam penelitian ini yang digunakan adalah Radiografi.

- Set kV, mA dan waktu sesuai dengan yang dibutuhkan.

- Tempatkan kaset berisi film di bawah objek yang akan difoto.

- FFD 100 cm.

- Objek diletakkan pada pertengahan film, titik fokus dari tabung Sinar-X jatuh tepat pada pertengahan film.

- Atur luas lapangan sesuai dengan kebutuhan. - Setelah oke, lakukan ekspos.

- Selesai.

- Setelah selesai alat di OFF kan.

- Matikan tombol pada generator di panel listrik.

2. Objek

Stepwedge Al adalah lempengan alumunium yang mempunyai ketebalan 3 mm

dan mempunyai susunan yang bertingkat.

3. Film Rontgen

Ada 8 (delapan) lembar jenis green film sensitif dengan merk kodak, masa exp. Oktober 2012. Film ini digunakan untuk mengetahui dens itas di film. 4. Prosesing film

Gambar 3.6 Automatic proccesing.

Flm processor ” super 90 plus ” dengan suhu 330C dan waktu proses selama 90 detik.

5. Zat processing film

- Rapid X- Ray Developer Kodak G

- Rapid X- Ray Fixer Kodak G 334. 6. Meja pada kamar ruang gelap

Berfungsi untuk tempat membuka film yang akan dimasukkan kedalam processor.

7. Densitometer

Berfungsi untuk mengukur densitas film, Densitometer yang digunakan dalam penelitian ini adalah Digital Densitometer II merk X-Rite

Gambar 3.7 Digital Densitometer,model X-Rite.

Proses Pembacaan Kerapatan Optis Dosimeter Film:

Untuk mendapatkan nilai densitas kerapatan optis dari radiograf

Stepwedge.:

- Siapkan alat densitometer (pastikan alat tersebut telah dicharge selama (14 jam).

- Nyalakan densitometer dengan menekan tombol “ON/OFF” pada posisi

“ON” di depan dan di belakang alat.

- Tekan tuas dari densitometer hingga menyentuh permukaan lampu sensor Densitometer dan tekan tombol “measure” bersamaan dengan tombol ”null”. - Letakkan film Rontgen di atas lampu sensor Densitometer, tekan tuas dari

densitometer hingga menyentuh permukaan lampu sensor Densitometer dan tekan tombol “measure”.

- Lihat angka densitas film Rontgen yang ditampilkan densitometer.

- Jika nilai densitas film Rontgen yang ditampilkan densitometer masih dalam toleransi, maka pengukuran densitas dosimeter film siap dilakukan, tetapi jika nilai densitas film Rontgen yang ditampilkan densitometer tidak dalam batas toleransi maka lakukan adjusment/pengaturan dengan cara menstel tombol “adjust”.

- Letakkan dosimeter film uji di atas lampu sensor Densitometer Ukur masing-masing titik tersebut lima kali, dengan cara menekan tuas dari densitometer

hingga menyentuh permukaan lampu sensor Densitometer dan tekan tombol “measure”sampai lampu sensor padam.

- Pada monitor densitometer akan muncul nilai densitas dari dosimeter film Rontgen dan catat pada kolom lembar kerja .

8. Ruang gelap, digunakan sebagai tempat pengolahan flm le ngkap dengan

pengatur suhu ruangan dan ventilasi udara yang kedap cahaya.

9. Ruang densitometer, digunakan sebagai tempat densitometer yang dilengkapi dengan pengatur suhu ruangan dan alat pengering udara.

10.Timbal yang terbuat dari Pb, untuk menutup setengah dari film.

11. Kodak Omatik Identification Camera tempat pembuatan identitas pada film, yang digunakan untuk menghindari kekeliruan dari semua pengukuran yang dilakukan.

Gambar 3.8 Kodak Omatik Identification Camera Model 4.

3.3 Variabel penelitian

Untuk mendapatkan hasil penelitian, digunakan variabel terikat yaitu variabel yang dipengaruhi dan variabel bebas yaitu yang mempengaruhi dalam hal ini densitas radiograf sebagai variabel terikat sedangkan ketebalan Stepwedge sebagai varibel

3.4 Prosedur Penelitian

Penelitian dilakukan di instalasi radiologi RSUP.H Adam Malik Medan dengan mengunakan dua pesawat Rontgen yang berbeda yaitu pesawat Rontgen Digital pemakaiaan 4 tahun dan pesawat Rontgen konvensional pemakaian 19 tahun, adapun objek yang dipergunakan adalah Stepwedge (lempengan alumunium yang

mempunyai ketebalan tertentu yang disusun bertingkat). Pada penelitian ini diharapkan dapat diketahui Linieritas keluaran pembangkit arus sinar-X pada kedua pesawat Rontgen tersebut.

Adapun langkah-langkah pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :

1. Mempersiapkan semua peralatan yang dibutuhkan dalam proses

penelitian yang akan dilakukan. 2. Menghidupkan generator sinar-X

a. Pada pesawat Rontgen Digital. b. Pada pesawat Rontgen konvensional

Kemudian mengatur kV, mAs dan diafragma sesuai dengan luas lapangan yang dikehendaki.

3. Mengatur jarak objek dari sumber radiasi yaitu 100 cm.

4. Penyinaran (ekspos) dilakukan dalam dua tehnik yaitu eksposi tunggal dan eksposi ganda dengan Faktor eksposi yang telah divariasi.

5. Menempatkan film dalam kaset (di lakukan di ruang kamar gelap). 6. Menempatkan timbal untuk menutup setengah dari kaset melintang dari

panjangnya .

7. Menempatkan Stepwedge di atas kaset sehingga pusat berkas X-ray

tegak lurus terhadap anoda katoda sumbu tabung X-ray untuk menghindari heel effect.

8. Stepwedge dieksposi dengan satu kali eksposi, kemudian Stepwedge

dipindahkan ke kaset yang belum disinari dan dieksposi dengan dua kali eksposi dengan faktor eksposi sama dengan satu kali eksposi hal ini dapat dilihat sesuai dengan gambar 3,1 berikut ini:

Tabung Sina r-X

Gambar 3.9 Diagram Blok Penelitian.

9. Setelah flm dieksposi secara bergantian selanjutnya film diberi identitas dengan menggunakan alat Kodak X-Omatic Identification

Camera Model 4.

10.Film di proses di kamar gelap dengan alat pencucian Automatic X-Ray Film Processor.

11.Pengukuran densitas optic pada film yang telah diproses dengan menggunakan Densitometer.

Hasil eksposi yang real seharusnya menampilkan setiap step dari wedge

dengan satu kali ekspose. Jika filmnya terlalu hitam atau terlalu putih, perlu pengulangan dengan menyesuaikan tegangan tabung yang tepat.

Gambar 3.10 Blog diagram proses penelitian.

Penulisan laporan Sumber Sinar X

Pengaturan Stepwedge

Eksposi Tunggal Eksposi Ganda

Prosessing

Pengukuran densitas dengan densitometer

Analisis Data

3.5 Analisis Data

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, selanjutnya pengukuran densitas terhadap semua film pada masing masing ketebalan Stepwedge sebanyak lima kali.

Dengan mengambil harga rata-rata densitas masing-masing ketebalan Stepwedge,

maka dapat dibuat kurva karateristik film yaitu perubahan densitas film terhadap ketebalan Stepwedge. Daerah kerja film adalah saat densitas film bertambah secara

linier terhadap penurunan ketebalan Stepwedge sehingga analisis data dilakukan hanya

pada daerah kerja film saja. Untuk mengetahui prosentasi nilai linier arus sinar-X pada kedua pesawat Rontgen yang digunakan dapat dihitung dengan persamaan (3.1).

3.5.1 Analisis untuk objek

Setelah melalui proses pengolahan / pencucian, film yang dikenai paparan dengan objek Stepwedge akan diperoleh radiograf (film strip) yang menunjukkan

densitas yang bertingkat sesuai dengan ketebalan Stepwedge. Hubungan antara

ketebalan Stepwedge dengan densitas yang dihasilkan dapat ditunjukkan pada gambar

3.11 berikut ini:

Gambar 3.11 Grafik densitas radiografi pada setiap ketebalan Stepwedge

(Chesney,1981)

3.5.2 Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) Arus Sinar-X

Untuk mengetahui nilai linieritas arus sinar-X pada pesawat Rontgen dapat dihitung dengan persamaan berikut:

max max

.100%

X

D D

JKLK D

−

= (3.1) Dengan ,

JKLK : adalah Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran arus sinar-X

Dmax : adalah densitas max pada ketebalan Stepwedge yang sama dari keempat

variasi kuat arus.

DX : adalah densitas pada ketebalan Stepwedge tertentu dari keempat variasi

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk mengetahui linieritas keluaran dari pembangkit arus sinar-X hal yang paling penting untuk diketahui adalah prosentase kerataan densitas film flatness

(kehitaman film). Dengan mengetahui nilai kerataan kehitaman film, kelayakan suatu pesawat Rontgen sebelum digunakan untuk suatu diagnosis lebih dini diketahui, sehingga kondisi pesawat Rontgen dan pembangkit arus sinar-X lebih terpelihara. Hal ini sangat berguna untuk pemilihan penggunaan mA terhadap objek yang akan dilakukan untuk pembuatan foto Rontgen untuk mendapatkan kwalitas foto Rontgen yang baik.

4.1 Pengaruh ketebalan Stepwedge terhadap densitas

Pengujian Linieritas Keluaran Pembangkit Arus Sinar-X di Radiologi RSUP. H. Adam Malik Medan menggunakan pesawat Rontgen Digital tahun 2007 sampai 2011 (selama 4 tahun) dan pesawat Rontgen konvensional pemakaian tahun 1992 sampai 2011 (selama 19 tahun ) dengan memvariasi kuat arus yaitu 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA dengan tegangan tabung (kV) tetap, FFD 100 cm.

Dari hasil penelitian ini, grafikhubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge

diperlukan untuk menentukan daerah densitas guna bagi radiograf dan untuk mengetahui kerataan densitas film pada setiap ketebalan Stepwedge untuk masing-

masing kuat arus yang dilakukan. Pengujian linieritas keluaran pembangkit arus sinar-X dibuat dengan memvariasi kuat arus mulai dari 50 mA, 100 mA, 200 mA, 400 mA dengan tegangan tabung ( kV) , Kuat arus kali waktu (mAs) dan jarak pusat berkas sinar –X ke film (FFD) adalah sama, konsentrasi dan suhu cairan dan faktor eksposi dari keseluruhan variasi kuat arus yang dilakukan adalah sama ya itu 50 kV, 10 mAs, 100 cm FFD. Idealnya untuk pesawat Rontgen yang mempunyai pembangkit arus sinar-X yang masih linier keluarannya, densitas pada setiap ketebalan Stepwedge

yang sama semua variasi kuat arus yang dilakukan nilainya adalah sama.

Dari variasi kuat arus yang dilakukan baik pada eksposi tunggal maupun eksposi ganda dibuat grafik unttuk mengetahui nilai densitas masing-masing variasi

kuat arus pada masing-masing ketebalan Stepwedge. Berikut ini adalah hasil

penelitian dari dua pesawat Rontgen yaitu pesawat Rontgen Digital dan pesawat Rontgen Konvensional yang menghasilkan grafik hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge (mm) dan untuk menilai Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran

Arus pembangkit Sinar-X tersebut.

4.2 Hasil Penelitian

Penelitian yang telah dilakukan pada pesawat Rontgen Digital pemakaian 4 tahun pada variasi kuat arus 50 mA,100 mA, 200 mA dan 400 mA dengan tegangan 60 kV , 10 mAs dan 100 cm FFD. Pada pesawat Rontgen Konvensional dengan memvariari kuat arus 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA dengan tegangan 50 kV , 10 mAs dan 100 cm FFD. Pada kedua pesawat Rontgen tersebut dilakukan dengan cara melakukan eksposi tunggal dan eksposi ganda.

4.2.1 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Digital pemakaian selama 4 tahun dengan tahun produksi 2007

A. Pada eksposi tunggal.

Setelah dilakukan pembuatan radiograf maka dilakukan pengukuran densitas step demi step pada film strip sebanyak 5 kali pengukuran dengan menggunakan alat densitometer maka didapatkan data sesuai tabel berikut ini:

Tabel 4.1 Pengukuran skala densitas optik pada exposi tunggal

Kuat arus (mA)

No.

Skala densitas opttik pada katebalan n Stepwedge (mm)

5 8 11 14 17 20 23 26 29 31

50 1 2.49 2.39 2.22 1.98 1.67 1.31 0.93 0.64 0.46 0.31

2 2.50 2.38 2.22 1.97 1.65 1.32 0.92 0.64 0.46 0.30 3 2.50 2.39 2.23 1.97 1.66 1.33 0.91 0.63 0.46 0.30 4 2.49 2.38 2.22 1.96 1.67 1.31 0.94 0.64 0.45 0.29 5 2.48 2.39 2.23 1.98 1.48 1.31 0.93 0.62 0.45 0.29

100 1 2.48 2.41 2.28 2.05 1.79 1.44 1.06 0.73 0.52 0.39

2 2.47 2.40 2.27 2.05 1.78 1.44 1.05 0.72 0.52 0.39 3 2.48 2.40 2.28 2.05 1.79 1.43 1.06 0.72 0.52 0.38

4 2.48 2.40 2.27 2.04 1.79 1.44 1.06 0.72 0.51 0.38 5 2.48 2.41 2.28 2.04 1.79 1.44 1.06 0.73 0.52 0.38

200 1 2.62 2.48 2.32 2.06 1.78 1.40 1.04 0.72 0.52 0.40

2 2.63 2.47 2.32 2.05 1.77 1.41 1.03 0.71 0.51 0.39 3 2.62 2.46 2.32 2.05 1.77 1.41 1.04 0.70 0.51 0.40 4 2.62 2.46 2.32 2.06 1.78 1.40 1.04 0.72 0.50 0.40 5 2.63 2.48 2.32 2.06 1.78 1.39 1.03 0.72 0.52 0.40

400 1 2.46 2.30 2.19 1.96 1.69 1.35 1.06 0.75 0.50 0.45

2 2.45 2.30 2,.18 1.95 1.69 1.35 1.05 0.75 0.50 0.44 3 2.45 2.29 2.18 1.95 1.68 1.34 1.04 0.75 0.51 0.45 4 2.45 2.28 2.19 1.94 1.67 1.33 1.04 0.74 0.50 0.45 5 2.45 2.30 2.18 1.95 1.67 1.33 1.06 0.74 0.51 0.43

Dari data tabel 4.1 diatas setelah dilakukan pengukuran sebanyak 5 kali pada setiap step dari wedge kemudian diambil rata-rata densitasnya sesuai dengan tabel 4.2 berikut ini:

Tabel 4.2 Pengukuran skala densitas optik rata-rata pada eksposi tunggal

pada pesawat Rontgen Digital Kuat arus

(mA)

Ketebalann Stepwedge (mm)

Rata-Rata s

11 14 17 20 23 26

50 1.93 1.46 0.83 0.48 0.33 0.26 0.88 1.68E-01

100 2.1 1.72 1.21 0.7 0.46 0.31 1.08 1.79E-01

200 2.08 1.7 1.17 0.7 0.44 0.31 1.07 1.77E-01

400 1.34 0.7 0.38 0.26 0.22 0.22 0.52 1.10E-01

Rata-Rata : 1.86 1.40 0.90 0.54 0.36 0.28 0.89 0.16

Dari rata – rata densitas optik yang didapatkan maka dibuat grafik hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge didapatkan grafik sesuai dengan gambar 4.1

Ketebalan Stepwedge (mm)

Gambar 4.1 Hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge (mm) pada eksposi

tunggal dengan pesawat Rontgen digital baru pemakaian tahuan 2007.

Grafik 4.1 diatas menunjukkan nilai densitas masing-masing ketebalan

Stepwedge pada variasi kuat arus 100 mA dan 200 mA relatif sama sedangkan pada

variasi kuat arus 50 mA dan 400 mA densitas masing-masing ketebalan Stepwedge

juga relatif sama, namun densitas pada variasi 100 mA dan 200 mA sedikit lebih tinggi dibanding densitas pada variasi kuat arus 50 mA dan 400 mA.

B. Pada eksposi ganda

Pada eksposi ganda menggunakan faktor eksposi yang sama dengan eksposi tunggal, yaitu 60 kV, 10 mAs, dan FFD 100 cm. Eksposi dilakukan dengan cara menekan saklar X-ray sebanyak dua kali berturut-turut dalam waktu yang sama untuk melihat repeatabilitas dari pembangkit X-Ray tersebut, adapun hasil dari pengukuran densitas optik tertera pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.3 Pengukuran skala densitas optik pada exposi ganda

Kuat arus (mA)

No Skala densitas optik pada ketebalan n Stepwedge (mm)

5 8 11 14 17 20 23 26 29 31

50 1 2.49 2.34 2.25 2.00 1.69 1.33 0.98 0.66 0.49 0.37

2 2.50 2.34 2.24 2.01 1.68 1.34 0.97 0.66 0.49 0.37 3 2.49 2.34 2.24 2.01 1.68 1.33 0.97 0.67 0.49 0.38 4 2.49 2.34 2.24 1.99 1.69 1.34 0.98 0.66 0.48 0.38 5 2.48 2.34 2.25 2.00 1.67 1.33 0.98 0.66 0.50 0.37

100 1 2.52 2.47 2.30 2.11 1.83 1.50 1.15 0.81 0.58 0.43

2 2.53 2.48 2.30 2.10 1.84 1.51 1.14 0.80 0.57 0.44 3 2.53 2.47 2.29 2.11 1.82 1.52 1.14 0.82 0.57 0.43 4 2.52 2,48 2.30 2.11 1.83 1.51 1.15 0.81 0.58 0.42 5 2.52 2.47 2.28 2.11 1.83 1.51 1.15 0.81 0.57 0.43

200 1 2.57 2.53 2.47 2.34 2.06 1.92 1.63 1.01 0.85 0.78

2 2.58 2.54 2.48 2.34 2.06 1.92 1.62 1.00 0.84 0.79 3 2.57 2.54 2.48 2.35 2.05 1.91 1.63 1.00 0.83 0.79 4 2.57 2.55 2.47 2.35 2.05 1.92 1.62 1.01 0.83 0.79 5 2.57 2.53 2.47 2.35 2.05 1.91 1.62 1.00 0.84 0.79

400 1 2.53 2.49 2.43 2.32 2.11 1.86 1.61 1.30 0.96 0.73

2 2.52 2.50 2.43 2.32 2.10 1.86 1.61 1.30 0.95 0.73 3 2.53 2.50 2.43 2.32 2.11 1.86 1.60 1.31 0.96 0.74 4 2.53 2.49 2.43 2.31 2.10 1.87 1.60 1.30 0.95 0.74 5 2.52 2.49 2.42 2.32 2.11 1.86 1.61 1.31 0.95 0.73 Dari data tabel 4.3 diatas setelah dilakukan pengukuran sebanyak 5 kali pada setiap step dari wedge kemudian diambil rata-rata densitasnya sesuai dengan tabel 4.4 Berikut ini:

Tabel 4.4 Pengukuran skala densitas optik rata-rata pada exposi ganda

Kuat arus (mA)

Ketebalann Stepwedge (mm)

Rata-rata s

11 14 17 20 23 26

50 2.20 2.00 1.68 1.33 0.98 0.66 1.48 1.48E-01

100 2.29 2.11 1.83 1.51 1.15 0.81 1.62 1.42E-01

200 2.47 2.35 2.1 1.92 1.62 1.35 1.97 1.07E-01

400 2.09 1.85 1.52 1.13 0.77 0.5 1.31 1.54E-01

Rata-Rata : 2.26 2.08 1.78 1.47 1.13 0.83 1.59 0.14

Dari hasil data diatas maka didapat grafik hubungan densitas dengan ketebalan

Stepwedge pada eksposi ganda sebagai berikut:

Ketebalan Stepwedge (mm)

Gambar 4.2 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge (mm) pada

eksposi ganda pada pesawat Rontgen digital pemakaian tahun 2007

Grafik 4.2 di atas menunjukkan nilai densitas paling tinggi pada masing-masing ketebalan Stepwedge berada pada variasi kuat arus 200 mA dan densitas paling

rendah masing-masing ketebalan Stepwedge berada pada variasi 400 mA sedangkan

densitas masing-masing ketebalan Stepwedge pada variasi 50 mA dan 100 mA berada

diantara densitas variasi kuat arus 200 mA dan 400 mA. Densitas masing-masing ketebalan Stepwedge pada variasi kuat arus 100 mA sedikit lebih tinggi dibanding

pada variasi kuat arus 50 mA.

4.2.2 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Konvensional pemakaian selama 19 tahun dengan tahun produksi 2007 Merk Hitachi.

A. Pada eksposi tunggal

Hasil penelitian pada pesawat Rontgen konvensional pemakaian 19 tahun dengan memvariasi kuat arus pada 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA, dengan tegangan tabung 50 kV, 10 mAs dan FFD 100 cm tetap, tetapi Waktu berbeda. Berikut hasil dari pengukuran densitas pada film strip sesuai dengan tabel dibawah ini:

Tabel 4.5 Pengukuran skala densitas optik exposi tunggal Pada pesawat analog

Kuat Arus (mA)

No Skala densitas optik pada ketebalan n Stepwedge (mm)

5 8 11 14 17 20 23 26 29 31

50 1 2.36 1.98 1.50 0.95 0.55 0.38 0.29 0.25 0.24 0.23

2 2.36 1.97 1.51 0.95 0.56 0.38 0.30 0.25 0.24 0.23

3 2.37 1.98 1.49 0.96 0.55 0.37 0.31 0.25 0.25 0.24

4 2.35 1.97 1.50 0.95 0.54 0.37 0.32 0.25 0.24 0.24

5 2.36 1.96 1.50 0.95 0.55 0.38 0.30 0.25 0.24 0.23

100 1 2.29 1.96 1.61 1.07 0.62 0.42 0.30 0.26 0.22 0.22

2 2.30 1.97 1.61 1.07 0.63 0.42 0.30 0.26 0.21 0.22

3 2.29 1.96 1.62 1.06 0.62 0.43 0.31 0.27 0.22 0.23

4 2.30 1.96 1.62 1.07 0.62 0.43 0.29 0.27 0.21 0.23

5 2.30 1..96 1.61 1.06 0.63 0.43 0.29 0.25 0.22 0.22

200 1 2.39 2.10 1.69 1.15 0.69 0.45 0.32 0.28 0.25 0.23

2 2.40 2.10 1.69 1.15 0.69 0.43 0.32 0.28 0.25 0.23

3 2.39 2.11 1.69 1.17 0.70 0.46 0.32 0.26 0.25 0.23

4 2.39 2.09 1.68 1.17 0.69 0.44 0.33 0.26 0.25 0.23

400 1 2.05 1.52 0.85 0.46 0.25 0.24 0.22 0.21 0.20 0.20

2 2.04 1.52 0.84 0.46 0.25 0.24 0.21 0.21 0.20 0.21

3 2.05 1.53 0.85 0.46 0.24 0.24 0.21 0.21 0.20 0.21

4 2.05 1.52 0.84 0.45 0.24 0.24 0.21 0.21 0.20 0.20

5 2.05 1.53 0.85 0.46 0.25 0.24 0.22 0.21 0.20 0.20

Kemudian diambil pengukuran skala densitas optik rata-rata pada eksposi tunggal seperti tertera pada tabel di bawah ini:

Tabel 4.6 Pengukuran skala densitas optik rata-rata pada exposi tunggal

Kuat arus(mA)

Ketebalann Stepwedge (mm)

Rata-Rata s

11 14 17 20 23 26

50 1.69 1.16 0.69 0.44 0.32 0.27 0.76 1.39E-01

100 1.61 1.07 0.62 0.43 0.26 0.30 0.72 1.31E-01

200 1.50 0.95 0.55 0.38 0.30 0.25 0.66 1.21E-01

400 0.85 0.46 0.38 0.25 0.21 0.21 0.39 6.10E-02

Rata-Rata : 1.41 0.91 0.56 0.38 0.27 0.26 0.63 0.11

Pada eksposi tunggal didapatkan grafik hubungan densitas dengan ketebalan

Stepwedge (mm) sbagai berikut:

Densitas

Gambar 4.3 Hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge (mm) pada eksposi

tunggal dengan pesawat Rongent konvensional ( pemakaian selama 19 tahun) . Grafik 4.3 menunjukkan bahwa densitas pada masing-masing ketebalan

Stepwedge pada variasi kuat arus 50 mA, 100 mA dan 200 mA relatif sama,

sedangkan densitas pada masing-masing ketebalan Stepwedge pada variasi kuat arus

400 mA jauh lebih rendah dibanding dengan densitas masing-masing ketebalan

Stepwedge pada variasi kuat arus 50 mA,100 mA dan 200 mA.

B. Eksposi Ganda

Pada eksposi ganda menggunakan faktor eksposi sama dengan eksposi tunggal pada pesawat analog didapat hasil pengukuran densitas dengan densitometer terhadap film srip seperti tertera di tabel dibawah ini:

Tabel 4.7 Pengukuran skala densitas optik pada eksposi ganda dengan pesawat

Rontgen konvensional lama (pemakaian 19 tahun). Kuat

arus (mA)

No.

Skala densitas optik pad a ketebalan n stepwedg (mm)

5 8 11 14 17 20 23 26 29 31

50 1 2.48 2.35 1.93 1.45 0.83 0.48 0.33 0.26 0.23 0.22

2 2.47 2.36 1.93 1.46 0.82 0.49 0.32 0.26 0.23 0.22

3 2.48 2.35 1.93 1.46 0.83 0.48 0.33 0.26 0.23 0.22

4 2.48 2.35 1.93 1.46 0.83 0.48 0.33 0.27 0.24 0.22

5 2.46 2.35 1.93 1.46 0.83 0.48 0.33 0.26 0.23 0.23

100 1 2.50 2.37 2.11 1.72 1.21 0.70 0.46 0.32 0.25 0.23

2 2.51 2.35 2.10 1.72 1.22 0.70 0.47 0.31 0.26 0.23

3 2.50 2.36 2.11 1.71 1.21 0.70 0.45 0.31 0.25 0.24

4 2.52 2.36 2.10 1.70 1.22 0.71 0.45 0.29 0.25 0.25

5 2.49 2.37 2.09 1.73 1.21 0.70 0.47 0.33 0.26 0.22

200 1 2.50 2.36 2.08 1.71 1.17 0.70 0.44 0.31 0.26 0.23

3 2.50 2.37 2.08 1.70 1.16 0.70 0.45 0.32 0.25 0.23

4 2.51 2.37 2.09 1.70 1.17 0.70 0.45 0.31 0.24 0.22

5 2.50 2.37 2.08 1.71 1.17 0.70 0.44 0.31 0.24 0.22

400 1 2.34 1.94 1.34 0.70 0.38 0.26 0.22 0.22 0.22 0.22

2 2.34 1.94 1.34 0.71 0.37 0.26 0.22 0.22 0.22 0.23

3 2.34 1.95 1.35 0.70 0.38 0.25 0.22 0.22 0.23 0.23

4 2.34 1.95 1.34 0.71 0.38 0.26 0.22 0.23 0.23 0.22

5 2.35 1.94 1.35 0.70 0.37 0.25 0.22 0.22 0.22 0.22

Kemudian didapat hasil rata-rata sebagai berikut:

Tabel 4.8 pengukuran skala densitas optik rata-rata pada eksposi ganda dengan

pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian (19 tahun) Kuat arus

(mA)

Ketebalann Stepwedge (mm)

Rata-rata s

11 14 17 20 23 26

50 1.93 1.46 0.83 0.48 0.33 0.26 0.88 1.68E-01

100 2.1 1.72 1.21 0.7 0.46 0.31 1.08 1.79E-01

200 2.08 1.7 1.17 0.7 0.44 0.31 1.07 1.77E-01

400 1.34 0.7 0.38 0.26 0.22 0.22 0.52 1.10E-01

Rata-Rata : 1.86 1.40 0.90 0.54 0.36 0.28 0.89 0.16

Dari hasil penelitian pada Penelitian Pesawat Rontgen Konvensional

pemakaian selama 19 tahun dengan tahun produksi 2007 pada eksposi ganda didapat grafik hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge (mm) sebagai berikut:

Gambar 4.4 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan Stepwedge pada eksposi

ganda dengan pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian 19 tahun.

Pada grafik 4.4 dengan eksposi ganda, densitas pada masing-masing

ketebalan Stepwedge pada variasi kuat arus 100 mA dan 200 mA relatif

sama,sedangkan densitas paling rendah pada masing-masing ketebalan Stepwedge

terdapat pada variasi kuat arus 400 mA. Densitas pada masing-masing ketebalan

Stepwedge pada variasi kuat arus 50 mA berada di antara densitas pada va riasi kuat

arus 100 mA dan 200 mA.

4.3 Pembahasan

Dari hasil penelitian keseluruhan maka didapat hasil perhitungan Jaminan Kualitas Linieriitas keluaran (JKLK) Arus sinar-X Perhitungan untuk mendapatkan nilai linieritas arus sinar – X dilakukan dengan persamaan 3.1.

Contoh perhitungan untuk mendapatkan nilai linieritas arus sinar – X eksposi tunggal pada pesawat Sinar-X digital dengan ketebalan Stepwedge 20. Dari data

diperoleh Dmax 1.44, Dx adalah 1.32, 1,44, 1,40,dan 1.34. Untuk memperoleh JKLK,

kita bisa menghitung dengan penggunakan persamaan 4.1, yaitu :

Densitas

50 100 200 400 1.44 1.32 .100% 8.33% 1.44 1.44 1.44 .100% 0% 1.44 144 140 .100% 2.78% 144 1.44 1.34 .100 6.94% 1.44 JKLK JKLK JKLK JKLK − = = − = = − = = − = =

JKLK untuk Stepwedge 20 adalah 8.33% 0% 2.78% 6.94% 4.51%

4

+ + + ₌

Tabel 4.9 Hasil perhitungan Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) pada pesawat Rontgen digital dan pada pesawat Rontgen konvensional dengan variasi kuat arus 50 mA, 100mA, 200 mA dani 400 mA, 10 mAs dan 100 cm FFD.

No Jenis Pesawat

Rontgen Jumlah eksposi Prosentase Jaminan Kualitas Linieritas (JKLK) Keterangan

1 Digital

Eksposi

tunggal “4.05 %”

Di bawah batas toleransi (10%)

Eksposi

ganda “24.18%”

Di atas batas toleransi (10%)

2 Konvensional

Eksposi

tunggal “15.13%”

Di bawah batas toleransi (20 – 25%) Eksposi

ganda “16.73%”

Di bawah batas toleransi (20 – 25%) Dengan menggunakan pesawat Rontgen digital, dari keseluruhan variasi kuat arus yang dilakukan baik pada eksposi tunggal diperoleh nilai prosentase

linieritas arus sinar-X berada dibawah 10 % sedangkan pada eksposi ganda diperoleh nilai prosentase linieritas arus sinar – X berada di atas rata-rata 10%, sesuai dengan Biro Kesehatan Radiologi Standar Amerika melalui peraturan internasioal, bahwa semua pesawat Rontgen baru harus dapat menjaga linieritas keluaran arus sinar-X 10% dari planel mA ke planel mA lainnya

Pada pesawat Rontgen Konvensional lama pemakaian 19 tahun diperoleh

nilai linieritas keluaran arus sinar – X pada keseluruhan variasi kuat arus yang dilakukan, baik pada eksposi tunggal maupun eksposi ganda adalah rata-rata di bawah batas toleransi Biro Kesehatan Radiologi standar Amerika melalui peraturan internasional, bahwa pesawat lama mempunyai toleransi linieritas keluaran arus sinar – X 20% sampai 25% dari pesawat yang baru.

Dari hasil penelitian pada kedua pesawat Rontgen di Radiologi RSUP.H.Adam Malik Medan dapat di simpulkan bahwa:

• Pada pesawat Rontgen digital pemakaiaan 4 tahun layak untuk dipergunakan pada objek yang tipis dan sedang seperti pada pemotoan extrimitas dan thorax

sedangkan untuk objek yang tebal seperti pada pemeriksaan pelvimetri,

lumbosacral dan posisi lateral untuk pasien-pasien yang gemuk sebaiknya

tidak dilakukan .Untuk melakukan suatu pemeriksaan radiografi dengan pemeriksaan radiografi berikutnya harus di beri rentang waktu, agar kwalitas radiograf yang dihasilkan baik, dimana dari hasil penelitian kemampuulangan dari pesawat sinar-X digital eksposi ganda tersebut kurang baik dan didapatkan hasil di atas batas toleransi Biro Kesehatan Radiologi Standart Amerika, dalam hal ini perlu diperhatikan sebelum adanya perbaikan pada pesawat Rontgen tersebut. Hasil penelitian ini menunjukkan ada kesalahan dalam linieritas mA mesin ini sampai saat alat ini masih dipakai, kurangnya linieritas dapat dipertimbangkan dalam pengaturan eksposi. Jika ada kesalahan disalah satu mA,maka mA ini harus dihindari dalam hal ini planel mA yang harus dihindari adalah pada kuat arus 400 mA.

• Pada pesawat Rontgen konvensional pemakaian 19 tahun masih layak

digunakan untuk pemotoan pada objek yang tipis, sedang dan tebal seperti

ekstrimitas, thorax , schedel dan lumbosacral AP /L. Disini juga pemakaian

hasil penelitian pada gambaran grafik tidak dapat menghasilkan radiograf yang baik. Kemampuulangan pada pesawat analog ini baik,

• Dari hasil penelitian pada ke empat variasi kuat arus yang dilakukan yaitu 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA dapat disimpulkan bahwa, pada pesawat Rontgen digital maupun konvensional untuk dapat menghasilkan radiograf yang optimal maka kuat arus yang dipergunakan adalah pada planel 100 mA dan 200 mA dan pada 50 mA dapat digunakan untuk obyek yang tipis, karena

pada mA ini menggunakan waktu eksposi yang lama dan untuk pasien anak-anak maupun orang dewasa yang mengalami sesak napas/gelisah harus di hindari untuk menghindari pengulangan foto akibat pergerakan. Sedangkan pada stasion 400 mA kualitas radiograf kurang baik hal ini dikarenakan penggunaan waktu yang terlalu singkat sehinggga ketajaman kurang dan hasil gambaran pada film terlihat kabur yang mengakibatkan tidak dapat membantu menegakkan diagnosa terhadap penyakit yang diderita pasien.

Adanya perbedaan nilai densitas yang diperoleh pada seluruh variasi kuat arus yang dilakukan disebabkan oleh kemungkinan banyak faktor antara lain sebagai berikut :

1. Waktu pemaparan

Waktu pemaparan yang ditetapkan pada pembangkit sinar – X haruslah akurat dan dapat diulang, untuk mendapatkan radiograf yang tereksposi secara tepat setiap eksposi yang dibuat. Pembangkit lama yang menggunakan kuat arus tabung rendah dan waktu eksposi yang lama tidak sensitif terhadap variasi waktu eksposi yang cepat, tetapi pada peralatan yang baru yaitu pembangkit arus sinar-X dengan daya tinggi bekerja dengan sistem film-screen kecepatan tinggi mampu untuk variasi waktu eksposi secara akurat sampai beberapa mili detik.

2. Usia tabung dan banyaknya jumlah pemakaian pembangkit arus sinar-X

Keluaran tabung sinar-X dapat bervariasi untuk pembangkit yang sama ketika tabung sinar – X bertambah usia. Semakin banyak pemakaian dan semakin lama biasanya mengakibatkan permukaan anoda menjadi kasar karena pemakaian, yang cenderung akan mengurangi jumlah radiasi yang diemisikan oleh tabung sinar – X. Hal ini mungkin terjadi pada pesawat Rontgen digital baru, walaupun masih terbilang baru, namun pemakaian alat pembangkit sinar-X cukup banyak, sehingga

dapat mengganggu kemampuulangan alat tersebut, selain itu mungkin juga karena kwalitas produksinya yang rendah.

3. Perbedaan basic fog pada film dan konsentrasi larutan pencuci film

Film yang belum di papari bila diproses ternyata sudah mempunyai tingkat kehitaman sendiri, tingkat kehitaman ini dinamakan basic fog. Basic fog meningkat

bila waktu pencelupan film didalam larutan developer lama dan konsentrasi serta suhu larutan developer tinggi. Faktor lain yang menyebabkan basic fog meningkat adalah :

a. Umur film. Film yang sudah lama tidak dipakai akan mempunyai basic fog

yang maih besar.

b. Kondisi penyimpanan film. Penyimpanan film yang salah akan

mengakibatkan basic fog yang meningkat.

c. Kecepatan film. Film yang mempunyai kecepatan pembentukan bayangan

yang besar mempunyai basic fog yang besar

d. PH Larutan fixer yang muncul ketika proses penetapan mengakibatkan basic fog film meningkat.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat dibuat kesimpulan bahwa :

1. Pada pesawat Rontgen digital menggunakan variasi kuat arus 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA dengan faktor eksposi 60 kV, 10 mAs, FFD 100 cm, nilai linieritas Eksposi tunggal sebesar 4.05% ‘ dan eksposi ganda nilai linieritas sebesar 24,18%. Batas toleransi 10% pesawat Rontgen digital ini perlu adanya perbaikan.

2. Pada pesawat Rontgen konvensional menggunakan variasi kuat arus 50 mA, 100 mA, 200 mA dan 400 mA dengan faktor eksposi 50 kV, 10 mAs, FFD 100 cm, nilai linieritas eksposi tunggal 15,13%, pada eksposi ganda nilai prosentase linieritas 16.73% batas toleransi yaitu 20% sampai 25% sehingga alat ini masih layak pakai.

3. Densitas maksimum yang dihasilkan oleh pesawat Rontgen digital lebih tinggi dari densitas maksimum yang dihasilkan oleh pesawat analog lama.

4. Untuk mendapatkan hasil radiograf yang baik pada kedua pesawat Rontgen ini, untuk itu kuat arus yang digunakan adalah pada planel 100 mA dan 200 mA.

5.2 Saran

Pada penelitian ini, pengujian linieritas keluaran pembangkit arus sinar – X hanya diuji dengan menggunakan Stepwedge, dengan menghitung rata-rata densitas

film yang dihasilkan. Untuk penelitian selanjutnya diharapkan hasil yang diperoleh dapat dibandingkan dengan menggunakan elektrometer. Selain itu untuk mengetahui kelayakan suatu pembangkit arus sinar X, sebaiknya diuji dengan sistem instrumentasi.

Tabel C.2. Data hasil perhitungan prosentase Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) arus sinar-X pada eksposisi ganda dengan pesawat Rontgen digital baru pemakaian tahun 2007 (selama 4 tahun), pada variasi kuat arus 50 mA sampai 400 mA, tegangan tabung 50 kV, 10 mAs, 100 cm FFD.

Arus (I) Waktu (t) Arus kali Waktu (mAs)

Ketebalan Stepwedge (mm)

11 JKLK 14 JKLK 17 JKLK 20 JKLK 23 JKLK 26 JKLK 29 JKLK 50 0.2 10 2.20 10.93 2.00 14.89 1.68 20.00 1.33 30.73 0.98 39.51 0.66 63.54 0.49 51.00 100 0.1 10 2.29 7.29 2.11 10.21 1.83 12.86 1.51 21.35 1.15 29.01 1.81 0.00 0.57 43.00 200 0.05 10 2.47 0.00 2.35 0.00 2.10 0.00 1.92 0.00 1.62 0.00 1.35 25.41 1.00 0.00 400 0.025 10 2.09 15.38 1.85 21.28 1.52 27.62 1.13 41.15 0.77 52.47 0.50 72.38 0.33 67.00

Rata-Rata : 2.26 8.40 2.08 11.60 1.78 15.12 1.47 23.31 1.13 30.25 1.08 40.33 0.60 40.25 Deviasi Rata-rata : 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09

JKLK = 24.18 %

Tabel C.3 Data hasil perhitungan prosentase Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) arus sinar- X pada eksposisi tunggal dengan pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian tahun 1992 (selama 19 tahun), pada variasi kuat arus 50 mA sampai 400 mA, tegangan tabung 60 kV, 10 mAs, 120 cm FFD

Arus (I) Waktu (t) Arus kali Waktu (mAs)

Ketebalan Stepwedge (mm)

11 JKLK 14 JKLK 17 JKLK 20 JKLK 23 JKLK 26 JKLK 29 JKLK 50 0.2 10 1.50 11.24 0.95 18.10 0.55 20.29 0.38 13.64 0.30 6.25 0.25 7.41 0.24 4.00 100 0.1 10 1.61 4.73 1.07 7.76 0.62 10.14 0.43 2.27 0.30 6.25 0.26 3.70 0.22 12.00 200 0.05 10 1.69 0.00 1.16 0.00 0.69 0.00 0.44 0.00 0.32 0.00 0.27 0.00 0.25 0.00 400 0.025 10 0.85 49.70 0.46 60.34 0.25 63.77 0.24 45.45 0.21 34.38 0.21 22.22 0.20 20.00

Rata-Rata : 1.41 16.42 0.91 21.55 0.53 23.55 0.37 15.34 0.28 11.72 0.25 8.33 0.23 9.00 Deviasi Rata-rata : 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28

Tabel C.4 Data hasil perhitungan prosentase Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) arus sinar – X pada eksposisi ganda dengan pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian tahun 1992 (selama 19 tahun) pada variasi kuat arus 50 mA sampai 400 mA, tegangan tabung 60 kV, 10 mAs, 120 cm FFD.

Arus (I) Waktu (t) Arus kali Waktu (mAs)

Ketebalan Stepwedge (mm)

11 JKLK 14 JKLK 17 JKLK 20 JKLK 23 JKLK 26 JKLK 29 JKLK 50 0.2 10 1.93 8.10 1.46 15.12 0.83 31.40 0.48 31.43 0.33 28.26 0.26 16.13 0.23 8.00 100 0.1 10 2.10 0.00 1.72 0.00 1.21 0.00 0.70 0.00 0.46 0.00 0.31 0.00 0.25 0.00 200 0.05 10 2.08 0.95 1.70 1.16 1.17 3.31 0.70 0.00 0.44 4.35 0.31 0.00 0.25 0.00 400 0.025 10 1.34 36.19 0.70 59.30 0.38 68.60 0.26 62.86 0.22 52.17 0.22 29.03 0.22 12.00

Rata-Rata : 1.86 11.31 1.40 18.90 0.90 25.83 0.54 23.57 0.90 21.20 0.28 11.29 0.24 5.00 Deviasi Rata-rata : 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26

JKLK = 16.73 %