Computer Radiography (CR)

Pengertian

Computer Radiography (CR) merupakan suatu sistem atau proses untuk mengubah sistem analog pada konvensional radiografi menjadi digital radiografi.

Computer Radiography adalah proses digitalisasi gambar yang menggunakan imaging plate untuk akusisi data gambar X-Ray (Ballinger, 1999). Merupakan teknologi digital yang mendukung pengembangan komputer berbasis sistem informasi dan prosessing. Radiograf yang dihasilkan CR akan terformat dalam bentuk digital sehingga dapat dimanipulasi untuk mendapatkan hasil yang maksimal (Ballinger, 1999).

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

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

Komponen-Komponen Computer Radiografi

1.    KASET

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

Cara kerja kaset CR :

·      Storage phospor screen di ekspose seperti biasa.

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

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

·       Isian ini bertahan dalam materi phospor sampai dihapus.

 Jenis-jenis kaset CR :

a.    Kaset General Purpose

o  Terdiri dari jenis rigid screen dan flexible screen

o  dipakai untuk radiografi konvensional

o  memori terpakai 9 - 15 MB / Image

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

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

o  memakai single atau double phospor layer

o  resolusi sekitar 70 - 115 micron

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

 

b.   Kaset Panjang (Long Lenght/Full Spine)

o  Dipakai pada radiografi pada tulang panjang

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

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

o  Memerlukan software khusus untuk menyatukan gambar.

c.    Kaset Resolusi Tinggi( HR/EHR)

2.      IMAGING PLATE

IP merupakan komponen utama pada sistem CR yang berfungsi menyimpan energi sinar x, imaging plate terbuat dari bahan Photostimulabel phosphor. Dengan menggunakan Imaging Plate memungkinkan proses gambar pada sistem komputer radiografi untuk melakukan berbagai modifikasi.

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

a.      Lapisan IP terdiri dari :

·      Lapisan Pelindung (protective layer)

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

·      Lapisan Fosfor (phospor layer)

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

·      Reflective layer. Terdiri dari partikel yang dapat memantulkan cahaya.

·      Conduktive layer

Terdiri dari Kristal konduktif yang berfungsi untuk menguarangi masalah yang disebabkan oleh electrostati. Selain itu ia juga mempunyai kemampuan untuk menyerap cahaya dan dengan demikian hal tersebut dapat meningkatkan ketajaman gambar.

·      Support layer

Mempunyai struktur dan dungsi yang sama seperti yang ada pada intensifying screen

·      Backing layer

Lapisan soft polimer untuk melindungi imaging plate selam proses pembacaan di dalam image reader

·      Bar code label

Digunakan untuk membrikan nomor seri dan untuk mengidentifikasi imaging plate tertentu yang kemudian dapat dihubungkan dengan pasien.

b.      Peran Imaging Plate

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

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

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

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

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

c.       Proses Pembentukan Gambar pada IP

·      Exposure

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

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

·      Stimulate

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

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

·      Read

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

·      Erasure

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

1.    Image Reader (scanner)

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

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

Cara kerja scanner :

·      Kaset yang akan dibaca ditandai dengan barcode terlebih dahulu agar sesuai dengan pasien dan pemeriksaan.

·      Di dalamnya terdapat rektor laser (optical), dengan bantuan sinar laser untuk merangsang aktifasi phospor (stimulate) dan deteltor (PMT) untuk menangkap emisi phospor sebagai informasi yang akan diolah menjadi data.

·      Data tersebut diolah dan divisualisasikan dalam format digital

·     Setelah selesai proses scan, informasi yang ada pada plate kemudian dihapus dengan memaparkan sinar intensitas tinggi supaya plate bisa dipergunakan kembali.

·      Seluruh sistem itu digerakkan secara motorik/mekanik.

·      Scanning dilakukan selama 20 ms/garis, sinyal yang diterima PMT masih berwujud analog lalu didigitalisasi oleh digitizer. 

2.    Image Console

Console pada CR adalah perangkat keras dan lunak seperti halnya perangkat komputer di rumah atau yang biasa kita sebut sebagai Personal Computer (PC) yang terdiri dari :

·         Monitor

·         CPU

·         Cassette ID Scanner-Barcode reader

·         DICOM store/server

Pada perangkat lunaknya memilki bermacam pilihan sesuai dengan kebutuhan CR seperti mamografi, longlenght image, Enchancement, dsb. Semakin lengkap fitur yang dimiliki CR, semakin mahal juga harga dari CR tersebut. Sedangkan DICOM (Digital Imaging and Communication on Medicine) adalah sistem penyimpanan image dalam kapasitas medis yang memerlukan ketelitian sehingga kapasitasnya besar (MB/Image).

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

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

·      Memasukkan data pasien

·      Menentukan alur kerja radiologi

·      Mengolah data dan image pasien sesuai dengan jenis pemeriksaannya

·      Melakukan quality control image sebelum didistribusikan

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

3.    Image Recorder

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

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

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

Prinsip Kerja Computer Radiografi

a.    Pembacaan Bayangan Pada Imaging Plate

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

 

b.   Tampilan Gambar Pada CR

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

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

·      Meningkatkan gradasi atau kontras gambar

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

·      Mengeliminasi pixel-pexel hitam dan putih yang memiliki kontribusi kecil terhadap informasi diagnostic

·      Subtraksi gambar dengan menghapus struktur tulang atau mengurangi efek hamburan untuk meningkatkan kontras gambar

·      Magnifikasi gambar

·      Menampakkan daerah Region of Intereset (ROI).

·      Sebagai analisa statistik, yang menghitung area permukaan dan mengestimasi volume atau mengubah densitas gambar

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

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

Kelebihan dan Keterbatasan Computer Radiografi

1.    Kelebihan CR

Computed Radiography mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan radiografi konvensial, antara lain :

·      Angka pengulangan yang lebih rendah karena kesalahan-kesalahan faktor teknis. 

·      Resolusi kontras yang lebih tinggi dan latitude eksposi yang lebih luas dibandingkan emulsi film radiografi

·      Tidak memerlukan kamar gelap atau biaya untuk film ( jika gambar tidak ditampilkan dalam hard copy)

·      Kualitas gambar dapat ditingkatkan

·      Penyimpanan gambar lebih mudah baik dengan hard copy maupun penyimpanan elektronik. (Papp, 2006). 

2.    Keterbatasan CR

Keterbatasan dari Computed Radiography antara lain : 

·      Biaya yang cukup tinggi untuk IP, unit CR reader, hardware dan software untuk workstation. 

·      Resolusi spatial rendah. 

·      Pasien potensial untuk menerima radiasi yang overexposed. Computed Radiography (CR) dapat mengkompensasi overeksposure, sehingga radiografer terkadang member eksposi yang berlebih pada pasien.

·      Adanya artefak pada gambar akibat proses penghapusan IP yang kurang baik. ( Papp, 2006).

Perbedaan Antara Radiologi Konvensional Dengan Computer Radiografi

1.    RADIOLOGI KONVENSIONAL

Pemeriksaan konvensional tanpa kontras, yaitu pemeriksaan sederhana menggunakan sinar-x.     Konvensional disebut juga automatic processing merupakan cara pemrosesan film secara konvensional dangan alat yang memerlukan langkah-langakh dalam pencucian film yakni :

Film – Developing – Rinsing – Fixing – Washing – Drying. Pada Proses radiografi konvensional

·      Harus menunggu beberapa waktu untuk mencetak film

·      Harus menunggu lagi untuk mengirimkan film kepada dokter

·      Menunggu hasil expertise kepada dokter penunjuk

·      Waktu tunggu menjadi lama

·      Dalam situasi darurat tidak dapat langsung membaca film

·      Biaya yang cukup besar untuk pembuatan film, bahan kimia, jasa pengiriman, ruang penyimpanan

·      Adanya limbah

2.    COMPUTED RADIOGRAPHY (CR)

Computed radiography adalah proses merubah sistem analog pada radiologi konvensional menjadi  radiografi digital.

a.    KOMPONEN COMPUTED RADIOGRAPHY (CR)

·         Kaset

·         Imaging plate

·         Image Reader

·          Image Console

·        Image Recorder

Pada Proses Computed Radiography

·         Hasil foto dapat di simpan dalam bentuk file

·         Tidak menggunakan processing film seperti developer dan fixer

·          Tidak memerlukan kamar gelap, karena kaset sudah di lengkapi image plate.

·         Foto dapat di edit sebelum di cetak

·         waktu processing lebih cepat

·         kerusakan film karena terbakar bisa di hindari

·         mengurangi dari jumlah reject film.

Sumber :

http://raturhyni.blogspot.co.id/2015/05/komponen-utama-cr-atau-digitalisasi.html