1. Pengertian
Fluoroskopi adalah cara pemeriksaan yang menggunakan
sifat tembus sinar rontgen dan suatu tabir yang bersifat luminisensi bila
terkena sinar tersebut. Fluoroskopi adalah aplikasi khusus pencitraan sinar-X,
di mana layar fluoresen dan tabung penegas gambar dihubungkan ke sistem
televisi sirkuit tertutup. Hal ini memungkinkan pencitraan real-time dari
gerakan dalam struktur atau pengumpulan agen radiokontras (Kamus Kesehatan). Fluoroskopi
adalah alat yang dilengkapi dengan sebuah layar yang dapat berfluoresensi
(Kamus Bahasa Indonesia).
Pesawat Flourouscopy
2. Sejarah
Awal fluoroskopi dapat ditelusuri
kembali ke 8 November 1895 ketika Wilhelm Röntgen melihat barium platinosianida
layar fluorescing akibat terkena apa yang ia kemudian akan memanggil x-ray .
Dalam beberapa bulan dari penemuan ini, para fluoroscopes pertama diciptakan.
Fluoroscopy awalnyal hanyalah saluran karton, terbuka pada ujung sempit untuk
mata pengamat, sedangkan ujung lebar ditutup dengan sepotong karton tipis yang
telah dilapisi di dalam dengan lapisan garam logam neon. Gambar fluoroscopic
diperoleh dengan cara ini agak samar. Thomas Edison dengan cepat menemukan
bahwa kalsium tungsten layar menghasilkan gambar lebih terang dan dikreditkan
dengan merancang dan memproduksi fluoroskop komersial pertama yang tersedia.
Dalam masa pertumbuhan, banyak salah memperkirakan bahwa gambar bergerak dari
fluoroskopi sepenuhnya akan menggantikan masih x-ray radiografi , tetapi
kualitas diagnostik unggul dari radiografi sebelumnya dicegah ini terjadi.
Ketidaktahuan dari efek berbahaya dari x-rays mengakibatkan tidak adanya
prosedur keselamatan radiasi standar yang digunakan saat ini. Para ilmuwan dan
dokter seringkali akan menempatkan tangan mereka langsung di sinar x-ray yang
mengakibatkan luka bakar radiasi . Edison asisten Clarence Dally Madison
(1865-1904) meninggal sebagai akibat dari paparan radiasi dari fluoroscopes,
dan pada tahun 1903, Edison meninggalkan karyanya pada fluoroscopes, mengatakan
"Jangan bicara dengan saya tentang X-ray, saya takut mereka menggunakan
Trivial untuk teknologi juga mengakibatkan, termasuk fluoroskop sepatu pas
digunakan oleh toko sepatu di tahun 1930-1950-an.
Karena cahaya yang terbatas yang
dihasilkan dari layar neon, awal ahli radiologi yang diperlukan untuk duduk di
sebuah ruangan yang gelap, di mana prosedur itu harus dilakukan, accustomizing
mata mereka ke gelap dan dengan demikian meningkatkan sensitivitas mereka
terhadap cahaya. Penempatan ahli radiologi di belakang layar mengakibatkan
signifikan dosis radiasi untuk ahli radiologi. kacamata adaptasi Red
dikembangkan oleh Wilhelm Trendelenburg pada tahun 1916 untuk mengatasi masalah
adaptasi gelap pada mata, yang sebelumnya dipelajari oleh Antoine Beclere .
Lampu merah yang dihasilkan dari penyaringan kacamata 'mata dokter benar peka
sebelum prosedur sementara masih memungkinkan dia untuk menerima cahaya yang
cukup untuk berfungsi secara normal.
Perkembangan intensifier gambar
X-ray oleh Westinghouse pada tahun 1940-an dalam kombinasi dengan sirkuit
tertutup kamera TV pada 1950-an merevolusi fluoroskopi. Para kacamata adaptasi
merah menjadi usang sebagai penguat citra memungkinkan cahaya yang dihasilkan
oleh layar neon yang akan diperkuat, yang memungkinkan untuk dilihat bahkan di
ruang terang. Penambahan kamera memungkinkan tampilan gambar pada monitor,
memungkinkan ahli radiologi untuk melihat gambar dalam ruang yang terpisah jauh
dari risiko paparan radiasi .
Perbaikan yang lebih modern di layar fosfor ,
penguat gambar dan bahkan detektor panel datar telah memungkinkan untuk
kualitas gambar meningkat dan meminimalkan dosis radiasi kepada pasien.
Fluoroscopes modern menggunakan CsI layar dan menghasilkan noise-terbatas
gambar, memastikan bahwa hasil dosis radiasi minimal sementara masih
mendapatkan gambar dari kualitas yang dapat diterima.
3. Fungsi
Fluoroskopi terutama diperlukan untuk
menyelidiki fungsi serta pergerakan suatu organ atau sistem tubuh seperti
dinamika alat peredaran darah, misalnya jantung, dan pembuluh darah besar,
serta pernafasan berupa pergerakan diafragma dan aerasi paru-paru.
4. Modalitas Citra Fluoroskopi
Fluoroskopi digunakan untuk observasi obyek
dalam tubuh real time, sehingga dapat mengamati gerakan berbagai organ. Untuk
fluoroskopi digunakan tabung intensifikasi pencitraan (image intensifyer, II),
yang memiliki komponen detector layar fluoresensi. Pada mulanya citra yang
dibentuk oleh layar fluoresensi dilihat langsung oleh pengamat (dokter). Dengan
kemajuan ilmu dan teknologi, citra yang dihasilkan oleh layar fluoresensi
ditangkap oleh system kamera yang langsung dihubungkan dengan TV, dan/atau oleh
system video. Selain itu dapat pula hasil citra di ubah menjadi sampel digit
yang kemudian diteruskan ke computer. Dengan demikian citra yang ditayangkan TV
adalah hasil rekonstruksi computer.
5. Komponen
Ada tiga komponen utama yang merupakan bagian dari
unit fluoroskopi yakni, X-ray tube
beserta generator, Image Intensifier,
dan sistem monitoring video berupa monitor dan kamera. Bagian utama unit
fluoroskopi adalah :
 |
a.
X-ray tube dan generator.
Tube sinar-X fluoroskopi sangat
mirip desainnya dengan tube sinar-X diagnostik konvesional kecuali bahwa tube
sinar-X fluoroskopi dirancang untuk dapat mengeluarkan sinar-X lebih lama dari
pada tube diagnostik konvensional dengan mA yang jauh lebih kecil. Dimana tipe
tube diagnostik konvensional memiliki range mA antara 50-1200 mA sedangkan
range mA pada tube sinar-X fluoroskopi antara 0,5-5,0 mA. Sebuah
Intensification Tube (talang penguat) dirancang untuk menambah kecerahan gambar
secara elektronik Pencerah gambar modern sekarang ini mampu mencerahkan gambar
hingga 500-8000 kali lipat.
Generator X-ray pada fluoroskopi
unit menggunakan tiga phase atau high frequency units, untuk efisiensi maksimum
fluoroskopi unit dilengkapi dengan cine fluorography yang memiliki waktu
eksposi yang sangat cepat, berkisar antara 5/6 ms untuk pengambilan gambar
sebanyak 48 gambar/detik. Maka dari itu generator X-ray tube biasanya merupakan
tabung berkapasitas tinggi (paling tidak 500.000 heat unit) dibandingkan dengan
tabung X-ray radiografi biasa (300.000 heat units).
b.
Image Intensifier.
Semua sistem fluoroskopi menggunakan
Image Intensifier yang menghasilkan gambar selama fluoroskopi dengan
mengkonversi low intensity full size image ke high-intensity minified image.
Image Intisifier adalah alat yang berupa detektor dan PMT (di dalamnya terdapat
photocatoda, focusing electroda, dinode, dan output phospor).
Sehingga memungkinkan untuk
melakukan fluoroskopi dalam kamar dengan keadaan terang dan tanpa perlu
adaptasi gelap. Image Intisifier terdiri dari:
1. Detektor
Terbuat dari crystals iodide (CsI)
yang mempunyai sifat memendarkan cahaya apabila terkena radiasi sinar-X.
Absorpsi dari detektor sebesar 60% dari radiasi sinar-X.
2. PMT (Photo Multiplier Tube).
Terdiri Dari :
a) Photokatoda.
Terletak setelah input phospor. Memiliki fungsi untuk
merubah cahaya tampak yang diserap dari input
phospor menjadi berkas elektron.
b) Focusing
Electroda.
Elektroda dalam focus Image
Intensifier meneruskan elektron-elektron negatif dari photochatode ke output
phospor.
c) Anode
dan Output Phospor
Elektron dari photochatode
diakselerasikan secara cepat ke anoda karena adanya beda tegangan serta merubah berkas elektron
tadi menjadi sinyal listrik.
d) Photomultiplier Tube (PMT).
Cara kerja PMT mirip Phototube,
terdiri dari photocathode dan beberapa buah anode (tidak seperti pada phototube
yang hanya terdiri dari satu buah anode) yang disusun secara serie (disebut
dynode). Sinar UV (photons) yang ditembakan ke cathode akan menyebabkan emisi
electron dari cathode ke anode. Anode yang satu dengan yang lainya diberi beda
potensial, sehingga apabila emisi electron dari cathode sampai di dynode
pertama, akan ada tambahan electron yang diteruskan ke dynode berikutnya, dan
seterusnya sehingga secara akumulasi jumlah electron yang emisi di dynode
terakhir semakin banyak (arusnya semakin besar), itu sebabnya mengapa PMT lebih
sensitif dibandingkan dengan phototube.
1. Sistem Monitoring dan Video.
Beberapa sistem penampil gambar
(viewing system) telah mampu mengirim gambar dari output screen menuju alat
penampil gambar (Viewer). Dikarenakan output phospor hanya berdiameter 1 inch
(2,54 cm), gambar yang dihasilkan relatif kecil, karena itu harus diperbesar
dan di monitor oleh sistem tambahan. Termasuk diantaranya Optical Mirror, Video, Cine, dan sistem spot film. Beberapa dari
sistem penampil gambar tersebut mampu menampilkan gambar bergerak secara
langsung (Real-Time Viewing) dan
beberapa yang lainnya untuk gambar diam (Static
Image). Waktu melihat gambar, resolusi dan waktu processing bervariasi
antar alat-alat tersebut.
Pada saat pemeriksaan fluoroskopi
memungkinkan untuk dilakukan proses merekam gambar bergerak maupun gambar yang
tidak bergerak (statis).
a. Televisi monitor rangkaian tertutup
Komponen
televisi monitor adalah kamera, camera control unit dan monitor. Untuk
menghindari kebingungan dalam tata nama, kita menggunakan kata “televisi” dan
“video” bergantian. Sistem televisi pada fluoroscopy selalu tertutup yaitu
sinyal video ditransmisikan dari satu komponen ke komponen berikutnya melalui
kabel bukan melalui kabel seperti siaran televisi biasa. Sistem lensa atau
serat optik menampilkan gambar fluoroscopy melalui pemancaran phospor pada
image intensifier ke kamera video, yang akan diknversikan menjadi sinyal-sinyal
listrik yang biasa disebut video signal. Sinyal ini ditransmisikan melalui
kabel ke camera control unit, kemudian diperkuat dan diteruskan ke televisi
monitor melalui kabel lainnya. Monitor mengubah sinyal video menjadi gambar
untuk dapat dilihat secara langsung pada layar. Sebelum membahas satu per satu
komponen pada televisi monitor, kita harus mengetahui dasar-dasarnya untuk
mempermudah pembahasan. Gambar televisi tersusun atas ratusan dari ribuan
titik-titik kecil dengan tingkat kecerahan yang berbeda-beda, masing-masing
berkontribusi dalam penghasilan gambar. Ketika dilihat dari jarak yang jauh
titik-titik itu hilang, tetapi ketika kita melihat dari jarak dekat atau dengan
magnifikasi mereka akan terlihat jelas. Distribusi titik-titik tersebut tidak
terjai secara acak, sebaliknya titik-titik tersebut diatur pada satu pola
sepanjang garis horizontal yang biasa disebut baris pemindai horizontal atau
“horizontal scan lines”. Jumlah baris bervariasi dari satu televisi ke yang
lainnya tetapi di Amerika Serikat sebagian besar fluoroscopy dan televisi
komersial lainnya menggunakan 525 baris pemindai. Ketika radiolog berpikir
tentang baris biasanya adalah banyak garis per panjangnya. Contohnya jika grid
memiliki 80 baris, berarti satuan garis per inci. Pada televisi hanya memiliki
baris dan tidak ada panjang. 525 baris pada sebagian televise mewakili jumlah
total dari seluruh gambar tanpa memperhatikan ukuran. Baris demi baris jaraknya
sangat dekat pada saat gambar kecil dan menyebar pada saat gambar besar tetapi
kedua-duanya memiliki jumlah titik yang sama.
b. Kamera Televisi
Vidicon
camera adalah salah satu kamera yang biasanya dipakai pada fluoroscopy dan
merupakan kamera yang akan dibahas secara detail pada pembahasan ini. Ada
beberapa jenis vidicon, salah satunya adalah plumbicon. Kamera vidicon relative
murah. Bagian yang paling penting adalah tabung vidicon, sebuah tabung hampa
udara elektronik berdiameter 1 inch dan panjang 6 inch (kadang-kadang
menggunakan yang lebih besar). Tabung dikelilingi oleh kumparan, kumparan
elektromagnetik berfokus dan kumparan elektrostatik berdefleksi. Gambar
fluoroscopy dari image intensifier difokuskan ke target yang terdiri dari tiga
bagian yaitu glass face plate, signal plate dan target. Fungsi dari glass face
plate adalah untuk menjaga tabung agar hampa udara (ingat bahwa electron bergerak
dalam ruang hampa). cahaya hanya melewati permukaan kaca ketika menuju target.
Signal plate adalah film grafit transparan tipis yang terletak di permukaan
dalam face plate. Merupakan konduktor elektrik positif bertegangan 25 volt.
Target
vidicon merupakan bagian terpenting pada tabung. Terbuat dari bahan
photoconductive, biasanya antimony sulfide (Sb2S3),
tersuspensi dalam gelembung-gelembung di mica matrix.
Lag
Lag
adalah gambar pada TV yang yang berisi informasi gambar tambahan dari beberapa
frame.Lag sewaktu-waktu dapat
memperbagus gambar tetapi terkadang memperburuk.Lag bekerja untuk memperhalus
quantum noise pada gambar, tetapi dapat juga menyebabkan motion blurring.
Resolusi Video
Merupakan
spatial resolution pada video secara vertikal (dari atas ke bawah) berupa
sejumlah garis. Di Amerika, jumlah garis yang dipakai adalah 525 lines. Jika
resolusi lebih tinggi seperti pada Angio, jumlah lines 1024 atau lebih.
-
490 x 0.7 = 343 lines atau 172 pasang lines sebagai usefull resolution
-
untuk field 9”, resolusi = 172 lp/229 mm = 0.75 lp/mm
-
17 cm atau 7”, resolusi = 1.0 lp/mm
-
12 cm atau 5”, resolusi = 1.4 lp/mm
Horizontal resolusi ditentukan dari seberapa
cepat video elektronik untuk mengubah intensitas cahaya. Dipengaruhi oleh
kamera, kabel, monitor, tetapi resolusi horizontal ditentukan oleh bandwidth
system.
c. Image
Intensifier
Image Intensifier terdiri dari 4
lapisan, yaitu:
1. Vacum window
Lapisan alumunium berukuran 1 mm yang
merupakan bagian dari vacum bottle. Fungsinya untuk menjaga agar udara tidak
masuk ke dalam II. Lengkung-lengkungnya berfungsi untuk menahan tekanan udara
dari luar II.
1.
Suported
Layer
Lapisan yang dapat dilewati oleh phospor dan
photocathode, tetapi sedikit kemungkinan dilewati x-ray. Lapisan ini terbuat
dari aluminium berukuran 1 mm dengan lengkungan-lengkungan yang berfungsi untuk
memfokuskan elektron yang datang.
2.
Input
Phospor
Berfungsi untuk menyerap x-ray dan
mengkonversikannya ke dalam bentuk cahaya tampak. Bahan yang dipakai adalah
Cesium Iodida (CsI), panjang berbentuk seperti jarum-jarum kristal yang
berfungsi untuk memfokuskan cahaya tam-pak agar bergerak lurus menuju
photocatode.
3.
Photocathode
Berupa lapisan tipis logam alkali yang
mengemisikan elektron ketika bersentuhan dengan cahaya tampak. Biasanya efisiensinya
10 -20 %.
Elektron
Optik
Elektron
dipercepat dengan medan listrik dan difokuskan dengan lensa elektronik sebagai
input screen. Electroda G1, G2, G3 berada di sepanjang input screen dan anoda
berada di dekat output phospor. Elektron dengan 25-35 KV bergerak dengan
kecepatan tinggi ke anoda dengan energi kinetik. Setelah menumbuk anoda
elektron melewati output phospor.
Output
Phospor
Terbuat dari zinc cadnium sulfida.
Dilapisi dengan aluminium yang sangat tipis di bagian hampa udara output phospor.
Masing-masing elektron mengemisikan sekitar 1000 foton dari output phospor.
Diameter output phospor berukuran 2,5 cm.Perbandingan antara input phospor dan
output phospor adalah magnification gain.
Faktor Konversi Image Intensifier
Fungsi dari
II adalah mengkonversikan energi foton menjadi energi cahaya.
Faktor konversi = cahaya yang keluar dari II ( cd/mm2)
eksposi yang mengenai II (Mr/sec)
- merupakan ukuran untuk mengetahui
gain pada II
- rasio antara light output dan
eksposi
- nilainya
100-200 untuk II yang baru
Brightness
Gain II
BG = minification gain x electronic gain (flux gain)
•
Minification adalah
meningkatnya kecerahan gambar karena hasil reduksi ukuran dari input phospor ke
ukuran output phospor
MG = (Input Diameter )2
/ (Output Diameter)2
•
, dI adalah diameter input (bervariasi).d0
adalah output diameter (2,5 cm)
, dI adalah diameter input (bervariasi).d0
adalah output diameter (2,5 cm)
•
30 cm II, minification =
144
•
Electronic gain atau flux
gain (percepatan elektron dari photocatod ke output phospor) biasanya bernilai
50
•
Flux Gain (FG): Diproduksi
dengan mempercepat elektron di tegangan tinggi (> 20 keV), sehingga
memungkinkan setiap elektron untuk menghasilkan foton lebih banyak cahaya dalam
output fosfor dari yang dibutuhkan untuk mengeluarkan mereka dari photcathode
tersebut.
•
Nilai brightness gain
biasanya berkisar antara 2500-7500
•
Jika diameter input
phospor dikurangi maka brightness gain pun berkurang
Fluoroscopic
Noise (Quantum Mottle)
Noise gambar fluoroscopic hanya
dapat dikurangi dengan menggunakan lebih banyak foton sinar x untuk
menghasilkan gambar. Mungkin bisa capai dalam 3 cara:
1. Meningkatkan dosis radiasi (buruk
untuk dosis pasien)
2. Frame-averaging:
ü bentuk gambar menggunakan waktu
acquis lagi efektif
ü Dapat menyebabkan lag gambar (tapi
metode modern yang baik)
3. Meningkatkan Efisiensi Penyerapan
dari input fosfor
Frame Averaging
Fluoroskopi umumnya memiliki noise
gambar. Kadang-kadang frame averaging bermanfaat untuk resolusi temporal untuk
gambar noise rendah. Gambar fluoroscopic mendigitalkan dan melakukan real-time
rata-rata dalam memori komputer untuk display
Automatic Brightness Control (ABC)
Tujuan ABC adalah untuk menjaga kecerahan gambar konstan di monitor. Dicapai dengan mengatur kejadian paparan sinar x tingkat fosfor pada input dari II. Seperti bagian dari II yang tipis ke wilayah tebal pasien, wilayah tebal lebih banyak mengalami atenuasi
sinar-x. Video sinyal itu sendiri
dapat digunakan untuk merasakan output cahaya. ABC dapat mengatur kedua arus
tabung dan tegangan generator.
Prinsip pada ABC yaitu Pada tubuh
pasien yang lebih tipis akan semakin besar dosis radiasi yang melewati pasien
maka semakin tinggi kontras yang di tangkap oleh II. Sedangkan jika dosis
radiasi yang melewati tubuh pasien semakin rendah pada pasien yang tebal akan
mengakibatkan rendahnya kontras yang ada ditampilkan di layar monitor.
Proses Terjadinya Gambaran Pada Fluoroskopi
Sebelum penemuan intensifier screen, upaya
untuk memunculkan gambar pada fluoroscopy tidak begitu baik. Ukuran yang
lebar pada layar fluoroscopy membutuhkan ketajaman indera penglihatan yang baik
karena layar tidak menampilkan gambar yang optimal atau kabur. Image
intensifier kemudian dikembangkan lagi untuk mengatasi masalah ini. Dengan bahan phosphor, image
intensifier dapat membantu indera penglihatan untuk melihat gambar fluoroscopy
lebih jelas.
Pada saat pemeriksaan fluoroskopi berlangsung, berkas cahaya sinar-x primer
menembus tubuh pasien menuju input screen yang berada dalam Image Intensifier
Tube yaitu sebuah tabung hampa udara
yang terdiri dari sebuah katoda dan anoda. Input screen yang berada pada
Image Intensifier adalah layar yang menyerap foton sinar-x dan mengubahnya
menjadi berkas cahaya tampak, yang kemudian akan ditangkap oleh PMT (Photo
Multiplier Tube). PMT terdiri dari photokatoda, focusing elektroda, dan anoda
dan output phospor. Cahaya tampak yang diserap oleh photokatoda pada PMT akan
dirubah menjadi elektron, kemudian dengan adanya focusing elektroda
elektron-elektron negatif dari photokatoda difokouskan dan dipercepat menuju
dinoda pertama. Kemudian elektron akan menumbuk dinoda pertama dan dalam proses
tumbukan akan menghasilkan elektron-elektron lain. Elektron-elektron yang telah
diperbanyak jumlahnya yang keluar dari dinoda pertama akan dipercepat menuju
dinoda kedua sehingga akan menghasilkan elektron yang lebih banyak lagi,
demikian seterusnya sampai dinoda yang terakhir. Setelah itu elektron-elektron
tersebut diakselerasikan secara cepat ke anoda karena adanya beda potensial
yang kemudian nantinya elektron tersebut dirubah menjadi sinyal listrik.
Sinyal listrik akan diteruskan ke
amplifier kemudian akan diperkuat dan diperbanyak jumlahnya. Setelah
sinyal-sinyal listrik ini diperkuat maka akan diteruskan menuju ke ADC (Analog
to Digital Converter). Pada ADC sinyal-sinyal listrik ini akan diubah menjadi
data digital yang akan ditampilkan pada tv monitor berupa gambaran hasil fluoroskopi.
Kualitas Gambar
1.
Contras Resolution
Kontras fluoroscopy lebih rendah
jika dibandingkan dengan radiografi karena eksposi yang rendah untuk
menghasilkan gambar dengan singnal to
noise ratio yang relatif rendah.Kontras
biasanya dinilai secara subjektif oleh pembaca gambar.
Kontras
dinaikkan ketika eksposi tinggi tetapi merupakan ketidakuntungan bagi
pasien karena dosis radiasi yang lebih.
2.
Temporal Resolution
Fluoroscopy
memiliki temporal resolution yang sangat baik. Blurring pada daerah waktu tertentu disebut
Lag. Lag merupakan fraksi data gambar dari satu frame ke frame
berikutnya. Video camera vidicon biasanya menghasilkan lag
Dosis Radiasi
Dosis
radiasi maximum ke pasien yang diizinkan adalah 10 R/mnt.Untuk fluoroscopy
tertentu maximum eksposi yang diizinkan adalah 20 R/mnt.
- 1-2 R/mnt
untuk pasien dengan tubuh yang tipis yaitu 10 cm.
- 3-5 R/mnt
untuk pasien dengan tubuh rata-rata
- 8-10 R/mnt
untuk pasien dengan tubuh yang tebal
Semakin jauh jarak radiolog dengan pasien maka
semakin rendah nilai dosis serap yang di terima oleh radiolog.
Posisi
tabung fluoroskopi yang baik yaitu posisi tabung fluoroskopi di bawah meja pemerikisaan
(undercouch), tidak di atas meja pemeriksaan (overcouch). Jumlah terbesar dari
radiasi hambur yang dihasilkan dari sinar x-ray memasuki pasien. Keuntungan
dari pesawat dengan tube undertable adalah dengan posisi tabung x-ray di bawah
pasien, kita dapat mengurangi jumlah
radiasi hambur yang mencapai tubuh bagian atas radiografer atau radiolog, dan
menghindari sinar hambur yang mengenai lantai.
