Pengujian Linieritas Keluaran Pembangkit Arus Sinar-X Menggunakan Stepwedge.

PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT
ARUS SINAR X MENGGUNAKAN STEPWEDGE

SKRIPSI

Evi Yusita
Nim. 080921004

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT
ARUS SINAR X MENGGUNAKAN STEPWEDGE

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

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

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,

Dr.Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003

Pembimbing II,

Zuhrina Kustanti,ST.,M.Kes
NIP.1972022141995032001

Diketahui / Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU,

Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003

Universitas Sumatera Utara

iii

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

Universitas Sumatera Utara

iv

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

Universitas Sumatera Utara

v

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.

Universitas Sumatera Utara

vi

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 .

Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………

I

HALAMAN PENGESAHAN …………………………………………………...

ii

PERNYATAAN…………………………………………………………………

iii

KATA PENGANTAR

iv

ABSTRAK……………………………………………………………………….

V

ABSTRACT …………………………………………………………………......

vi

DAFTAR ISI …………………………………………………………………….. vii
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………..

ix

DAFTAR TABEL………………………………………………………………..

xi

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………

xii

DAFTAR-DAFTAR ISTILAH………………………………………………….

xiii

BAB I

PENDAHULUAN …………………………………………………….
1.1 Latar belakang ………………………………………………………….
1.2 Perumusan Masalah…………………………………………………….
1.3 Batasan Masalah ………………………………………………….........
1.4 Tujuan Penelitian ………………………………………………………
1.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………………..
1.6 Sistematika Penulisan ………………………………………………….

BAB II DASAR TEORI ………………………………………………………
2.1 Mekanisme Penyina ran Sinar-X ……………………………………….
2.2 Pembentukan Sinar-X …………………………………………………
2.3 Radiografi Sinar-X ……………………………………………………
2.4 Pengaruh 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……………………………………
2.5 Interaksi Sinar-X dengan Materi ………………………………………
2.5.1 Efek Foto Listrik …………………………………………..
2.5.2 Efek Compton ……………………………………………..
2.5.3 Produksi pasangan………………………………………….
2.6 Sifat-sifat fisik Sinar-X ………………………………………………..
2.7 Faktor-faktor yang menentukan Intensitas Sinar-X …………………..
2.7.1 Tegangan tabung …………………………………………..

1
1
2
2
2
2
3
4
4
4
6
10
10
10
12
12
13
14
15
16
17
17

Universitas Sumatera Utara

viii

2.7.2 Arus tabung ………………………………………………..
2.7.3 Jarak Fokus ke Film ………………………………………..
2.7.4 Waktu Eksposi ……………………………………………..
2.8 Paparan ………………………………………………………………..
2.9 Densitas
………………………………………………………….
2.10
Linearitas dan Kemampuulangan (Rpeatabilitas) ………………..

19
19
20
20
20
21

METODE PENELITIAN …………………………………………
3.1 Teknik Pelaksanaan Penelitian ……………………………………...
3.2 Perlengkapan Penelitian …………………………………………….
3.3 Variabel Penelitian ………………………………………………….
3.4 Prosedur Penelitian …………………………………………………
3.5 Analisa 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

HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………
4.1 Pengaruh Ketebalan Stepwedge terhadap densitas…………………
4.2 Hasil 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 ……………………………………
4.3 Pembahasan ………………………………………………………...

35
35
36

BAB III

BAB IV

BAB V

33

36
41
45

KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………….
50
5.1 Kesimpulan …………………………………………………………. 50
5.2 Saran ………………………………………………………………... 50

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

ix

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

Universitas Sumatera Utara

x

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

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1.

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

Tabel 4.2

Pengukuran skala densitas optik Rata-rata eksposi tunggal
pada pesawat sinar-X digital................

Tabel 4.3

Pengukuran skala densitas optik eksposi ganda pada pesawat 39
sinar-X digital.............................................................................

Tabel 4.4

Pengukuran skala densitas optik rata-rata eksposi ganda pada 40
pesawat sinar-X digital......................................................

Tabel 4.5

Pengukuran skala densitas optik eksposi tunggal pada pesawat 41
sinar-X konvensional..................................................

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

37

Universitas Sumatera Utara

xii

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

Universitas Sumatera Utara

xiii

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
Radiograf

:

adalah Gambaran (citra) pada film.

Universitas Sumatera Utara

vi

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 .

Universitas Sumatera Utara

1

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

Universitas Sumatera Utara

2

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.

Universitas Sumatera Utara

3

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.

Universitas Sumatera Utara

4

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).

Universitas Sumatera Utara

5

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.

Universitas Sumatera Utara

6

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.

2.3 Radiografi 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 :

Keluaran =

k (I .t )(V ) 2
d2

(2.2)

Dengan,
k

= konstanta penyinaran

I

= arus tabung

t

= waktu penyinaran

V

= Potensial tabung sinar-X

d

= jarak target terhadap sumber radiasi

Universitas Sumatera Utara

7

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:

mAs1  kV2 
=
mAs 2  kV1 

4

(2.3)

Dengan,
mA
s1, s2

: arus listrik yang diberikan
:

waktu penyinaran

kV1 , kV2 : potensial yang diberikan

Universitas Sumatera Utara

8

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:

mAs1 d12
=
mAs2 d 2 2

(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:

d12  kV2 
=
d 22  kV1 

4

(2.5 )

Universitas Sumatera Utara

9

Dengan ,
d1 , d2

: jarak sumber radiasi ke film

kV1, kV2 : potens ial 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 ,
tg α

: gradien film

D1 , D2

:

densitas hasil penyinaran

Universitas Sumatera Utara

10

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 sinarX 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) :
I αV 2

(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 berbedabeda pada radiograf.

Universitas Sumatera Utara

11

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).

Universitas Sumatera Utara

12

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

I1α

Dimana, I 0 merupakan intensitas

I0
2
d

2.9

awal, I1 intensitas intensitas setelah

pertambahan jarak , α adalah 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).
1 gray =1 joule / kg

Universitas Sumatera Utara

13

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:
E = hf = Q +Ek

(2.4)

Universitas Sumatera Utara

14

Denga n,
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:

E = mc2

(2.5)

Universitas Sumatera Utara

15

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)
2.6 Sifat-Sifat Fisik Sinar-X

Universitas Sumatera Utara

16

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.

Universitas Sumatera Utara

17

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.

Universitas Sumatera Utara

18

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:

I1  V1 

I 2 V2 

2

(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).

Universitas Sumatera Utara

19

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 (v2 )

2

(2.2)

d

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:

I1 i1

I2 i2

(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).

I1 d2
∝ 2
I 2 d1

2

(2.4)

Universitas Sumatera Utara

20

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):

D = log

I0
Ii

(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

Universitas Sumatera Utara

21

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

Universitas Sumatera Utara

22

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 masalahmasalah yang sebelumnya berjalan yang tidak tepat. Disamping itu beberapa masalah
yang tidak mudah dikoreksi (pembangkit baru mungkin jadi penyelesaian) dapat
diidentifikasi dan itu memungkinkan pembangkit bekerja pada daerah yang bemasalah
tersebut.

Universitas Sumatera Utara

23

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 diproduks