PERKEMBANGAN TEKNOLOGI DIGITAL RADIOGRAPHY

Purwanto,S.Si

PENDAHULUAN

Digital radiographic image receptor secara perlahan-lahan (gradual) kini mulai menggantikan kaset-kaset-screen film yang mula-mula merupakan teknologi analog, mulai dikonversi ke lingkungan yang serba digital. Computed Tomography Scan ( CT Scan), Magnetic Resonance Imaging (MRI), Ultrasonografi dan pencitraan nuclear (PET maupun SPECT) membuat perubahan berupa pengolahan data (signal) analog melalui analog to digital converter (ADC) menjadi citra digital yang telah berkembang sejak tahun 1070-an. Sehingga kini teknik radiografi screen-film merupakan modalitas masa lalu yang mempunyai banyak kekurangan, yang akan mengalami proses transisi akuisisi digital.
Perkembangan transisi menuju teknologi digital radiography berjalan lambat disebabkan screen-film merupakan teknologi detector pada kondisi tertentu mempunyai kelebihan menghasilkan citra yang mempunyai kualitas tinggi utamanya kontras sehingga banyak jenis keadaan, dan oleh karena itu motivasi untuk melakukan perubahan menjadi kecil. Sebagai tambahan, besarnya medan pandang dan tingginya resolusi spasial dari radiografi mensyaratkan citra radiografi digital yang mengandung data digital dalam jumlah yang besar. Sebagai contoh, radiograf dada digital yang beresolusi tinggi umumnya berkisar dari 4 megabit (MB) (2 k x 2 k x 8 bit) hingga 32 MB (4k x 4 k x 12 bit). Sebagai perbandingan, citra tunggal yang dihasilkan dari CT sebesar 0,5 MB, dan sebuah citra SPECT (single photon emission computed tomography) hanya berukuran 16 kilobit (kB). Kekurangan-kekurangan dengan besarnya ukuran citra radiografi digital ini ada tiga: (a) membutuhkan banyak ruang media penyimpanan digital, (b) membutuhkan bandwidth jaringan yang relatif tinggi dalam picture archiving and communication system (PACS), dan (c) membutuhkan luminansi yang mahal dan monitor-monitor yang memiliki resolusi tinggi (umumnya 2 k x 2,5 k) untuk display-nya.

Prinsip Kerja Computer Radiografi (CR)

Computed radiography (CR) merupakan sebuah istilah untuk photostimulable phosphor detector (PSP) system. Fosfor yang digunakan pada screen film, seperti Gd2O2S memancarkan cahaya ketika diekspose (paparan) dengan sebuah pancaran sinar x-ray. Ketika x-ray diserap (absorb) oleh photostimulable phosphor, beberapa cahaya juga diemisikan dengan segera, namun banyak dari energi x-ray yang terserap terperangkap didalam screen PSP dan dapat dilakukan read out nantinya. Untuk alasan ini PSP screen disebut juga dengan nama storage phospors or imaging plates. CR diperkenalkan pada tahun 1970-an dan banyak departemen yang menginstalasi PACS, yang seringkali setuju dengan perkembangan rekam medis elektronik.
CR imaging plates terbuat dari BaFBr dan BaFI. Karena percampuran ini, bahan tersebut sering juga dinamakan dengan barium fluorohalida. CR plate adalah sebuah screen yang fleksibel yang terdapat didalam sebuah kaset yang serupa dengan screen-film cassette. Satu imaging plate digunakan untuk masing-masing eksposur. Imaging plate diekspos pada sebuah identikal prosedur menuju screen-film radiography, dan kemudian CR cassette dibawah ke unit CR reader. Cassette tersebut ditempatkan pada unit readout, dan beberapa langkah proses mengambil alih :

1. Kaset dipindahkan ke unit pembaca dan imaging plate secara mekanis dipindahkan dari kaset tersebut.

2. Imaging plate diinterpretasikan melintasi sebuah tahap perpindahan dan disinari oleh sebuah pancaran laser.

3. Cahaya laser menstimulasi emisi energi yang terperangkap didalam imaging plate, dan cahaya tampak dilepaskan dari plate tersebut.

4. Cahaya yang dilepaskan dari plate tersebut ditampung oleh sebuah fiber optik light guide dan photomultiplier tube (PMT), yang menghasilkan sinyal elektronik.
5. Sinyal elektronik kemudian digitalisasi dan disimpan.

6. Plate tersebut kemudian diekspos pada cahaya putih yang terang guna menghapus energi residu yang terperangkap.

7. Kemudian imaging plate dipasang kembali ke kaset dan siap untuk digunakan kembali.

Citra digital yang dihasilkan oleh CR reader yang disimpan sementara pada local hard disk. Banyak sistem-sistem CR print out bekerjasama dengan printer-printer laser maupun thermal yang membuat hard copy dari citra-citra digital. Sistem-sistem CR sering bertindak sebagai entry point pada PACS, dan pada kasus yang demikian citra digital radiography dikirim ke sistem PAC untuk interpretasi oleh radiologist dan pengarsipan jangka panjang.
Imaging plate merupakan peralatan analog, namun alat itu dibaca dengan teknik digital elektronik dan analog, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1. Imaging plate ditranslasikan selama tahap readout pada arah vertikal (arah y), dan sebuah pancaran laser scanning mengscanning plate tersebut secara horizontal (arah x). Laser di-scan dengan menggunakan sebuah rotating multifaceted mirror. Karena cahaya laser merah (kira-kira 700 nm) menabrak imaging phosphor pada lokasi (x,y), maka energi yang terperangkap dari eksposur x-ray pada lokasi itu dilepaskan dari imaging plate. Fraksi cahaya-cahaya emisi berjalan melalui fiberoptic light guide dapat mencapai PMT yang merupakan alat untuk pengganda fotoelektron. Sinyal elektronik yang diproduksi oleh PMT digitalisasi dan disimpan dalam memori. Oleh karena itu, untuk setiap lokasi spasial (x,y) nilai gray scale yang bersesuaian ditentukan, dan hal ini merupakan bagaimana citra digital I (x,y) dihasilkan pada sebuah CR reader.

Gambar 1. Prinsip kerja Computer Radiography (CR) reader
(sumber :The Essential Physics of Medical imaging, Jerrold T,Busberg,hal,294,2001)

Gambar 2. Photomultipler Tube yang berfungsi menguatkan sinyal dari read out IP