Pendahuluan
Radiologi adalah ilmu kedokteran untuk melihat bagian rama tubuh manusia menggunakan pancaran atau radiasi gelombang, baik gelombang elektromagnetik maupun gelombang mekanik. Pada awalnya frekuensi yang dipakai berbentuk sinar-x (x-ray) namun kemajuan teknologi modern memakai pemindaian (scanning) gelombang sangat tinggi (ultrasonic) seperti ultrasonography (USG) dan juga MRI (magnetic resonance imaging) (Artikel bertopik kedokteran, 2013).
Modalitas pencitraan berikut digunakan dalam bidang radiologi diagnostik:
Proyeksi (polos) radiografi
Radiografi (atau Roentgenographs, dinamai penemu sinar-X, Wilhelm Conrad Röntgen) yang diproduksi oleh transmisi X-Rays melalui pasien ke perangkat menangkap kemudian diubah menjadi gambar untuk diagnosis. Pencitraan asli dan masih sering memproduksi film diresapi perak. Dalam Film - Layar radiografi tabung x-ray menghasilkan sinar x-ray yang bertujuan untuk pasien. X-sinar yang melewati pasien disaring untuk mengurangi tersebar dan kebisingan dan kemudian menyerang sebuah film yang belum dikembangkan, memegang erat-erat ke layar fosfor memancarkan cahaya dalam sebuah kaset cahaya-ketat. Film ini kemudian dikembangkan kimia dan gambar muncul di film. Sekarang menggantikan Film radiografi-Screen Digital Radiografi, DR, di mana x-ray mogok sepiring sensor yang kemudian mengubah sinyal yang dihasilkan menjadi informasi digital dan sebuah gambar pada layar komputer.Radiografi polos adalah modalitas pencitraan hanya tersedia selama 50 tahun pertama radiologi. Hal ini masih studi pertama memerintahkan dalam evaluasi paru-paru, jantung dan tulang karena lebar kecepatan, ketersediaan dan biaya relatif rendah.
Tahun 1895 itu Roentgen sendirian melakukan penelitian sinar X dan meneliti sifat-sifatnya. Pda tahun itu juga Roentgen mempublikasikan laporan penelitiannya. Berikut ini adalah sifat-sifat sinar-X:
- Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.
- Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya masih dapat terdeteksi.
- Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.
- Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.
- Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.
Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus dan lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).
Sinar X (X-rays) atau sinar Rontgen adalah bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan range panjang gelombang berkisar dari 10 sampai 0,01 nanometer, dengan frekuensi berada pada 30 PHz sampai 30 EHz. Sinar X dihasilakan apabila electron bergerak pada kelajuan yang tinggi dan secara tiba-tiba berlaku perubahan dari segi kelajuan. Semua ini berlaku di dalam sebuah tiub x-ray. Di dalam sebuah tiub x-ray terdapat katod (-) yang merupakan sebuah filamen yang dipanaskan oleh tenaga elektrik. Pemanasan yang berlaku menyebabkan elektron dihasilkan dari filemen. Ini semua berlaku untuk persediaan elektron bagi di pecutkan untuk mendapatkan sinaran-X. Sinar-x yang dihasilkan dengan tenaga 20-40 keV mempunyai panjang gelombang 10-7 cm dan sinar ini dikatakan sinar-x lembut (soft- rays). Sinar-x yang dihasilkan dengan 40-125 keV mempunyai gelombang 10-8 cm. Sinar ini kerap digunakan untuk pemeriksaan x-ray diagnostik, manakala panjang gelombang yang lebih pendek lagi yang dihasilkan dengan tenaga 200-1000 keV digunakan dalam rawatan radioterapi yang lebih dalam (deep radiotheraphy). Sinar ini biasanya berukuran < 10-8 cm (hard-rays).
Pancaran sinar-x dapat diperolehi daripada sejenis alat elektronik yang dinamakan tiub x-ray. Daripada kajian ahli sains didapati sinar-x mempunyai sifat-sifat tertentu yang dapat dibagi kepada sifat biasa dan sifat khas.
Sifat biasa sinar X bergerak laju dan lurus. Tidak boleh Fokus oleh kanta atau cermin dipesong oleh medan magnet sekitar arah tertuju yang dilaluinya. Sifat khas menembusi jirim padat. Kesan pendarcahaya memberikan kesan cahaya kepada sebatian kimia seperti zink sulfida, kalsium tungstat dan barium platinosiamida. Kesan pengion alur sinar X yang melintas melalui gas memindahkan tenaganya kepada molekul-molekul yang akan seterusnya akan berpecah kepada titik yang berkas negatif. Kesan biologi sinar X bertindak dengan tisu hidup yang berada dalam tubuh.
Sinar X biasa digunakan dalam Pencitraan :
Fluoroskopi
Fluoroskopi dan angiografi adalah aplikasi khusus pencitraan X-ray, di mana layar fluorescent dan intensifier gambar tabung dihubungkan ke sistem televisi sirkuit tertutup. Hal ini memungkinkan real-time pencitraan struktur dalam gerakan atau ditambah dengan agen radiocontrast. Agen radiocontrast yang diberikan, sering ditelan atau disuntikkan ke tubuh pasien, untuk menggambarkan anatomi dan fungsi pembuluh darah, sistem Genitourinary atau saluran pencernaan. Dua radiocontrasts saat ini digunakan. Barium (sebagai Baso 4) dapat diberikan secara lisan atau dubur untuk evaluasi dari saluran GI. Yodium, dalam bentuk kepemilikan beberapa, dapat diberikan melalui oral, rektal, rute intraarterial atau intravena. Para agen radiocontrast kuat menyerap atau menyebarkan radiasi sinar-X, dan dalam hubungannya dengan pencitraan real-time memungkinkan demonstrasi proses dinamis, seperti peristaltik di saluran pencernaan atau aliran darah dalam arteri dan vena. Yodium kontras mungkin juga terkonsentrasi di daerah abnormal lebih atau kurang dari pada jaringan normal dan membuat kelainan (tumor, kista, radang) lebih mencolok. Selain itu, dalam keadaan tertentu udara dapat digunakan sebagai agen kontras untuk sistem pencernaan dan karbon dioksida dapat digunakan sebagai agen kontras dalam sistem vena, dalam kasus ini, agen kontras melemahkan radiasi sinar-X kurang dari jaringan sekitarnya .
CT scan
Pencitraan CT menggunakan X-ray dalam hubungannya dengan algoritma komputasi untuk citra tubuh. Dalam CT, sebuah tabung sinar-X menghasilkan berlawanan detektor sinar-X (atau detektor) dalam alat berbentuk cincin berputar di sekitar pasien menghasilkan sebuah komputer yang dihasilkan penampang gambar (tomogram). CT diperoleh pada bidang aksial, sedangkan gambar koronal dan sagital dapat diberikan oleh rekonstruksi komputer. Agen radiocontrast sering digunakan dengan CT untuk deliniasi ditingkatkan anatomi. Meskipun radiografi memberikan resolusi spasial lebih tinggi, CT dapat mendeteksi variasi lebih halus dalam redaman sinar-X. CT menghadapkan pasien untuk radiasi pengion lebih dari sebuah radiograf. Spiral Multi-detektor CT menggunakan detektor 8,16 atau 64 selama terus bergerak pasien melalui berkas radiasi untuk mendapatkan gambar yang lebih halus banyak detail dalam waktu yang lebih pendek ujian. Dengan administrasi yang cepat kontras IV selama CT scan gambar-gambar detail halus dapat direkonstruksi menjadi gambar 3D arteri karotis, otak dan koroner, CTA, CT angiografi. CT scan telah menjadi uji pilihan dalam mendiagnosis beberapa kondisi mendesak dan muncul seperti pendarahan otak, emboli paru (penyumbatan dalam arteri paru-paru), diseksi aorta (robeknya dinding aorta), radang usus buntu, divertikulitis, dan batu ginjal menghalangi . Melanjutkan perbaikan dalam teknologi CT termasuk kali pemindaian lebih cepat dan resolusi ditingkatkan telah secara dramatis meningkatkan keakuratan dan kegunaan CT scan dan akibatnya meningkatkan pemanfaatan dalam diagnosis medis.
Yang komersial pertama CT scanner ditemukan oleh Sir Godfrey Hounsfield di EMI Pusat Penelitian Labs, Inggris pada tahun 1972. EMI memiliki hak distribusi ke The Beatles musik dan itu keuntungan mereka yang mendanai penelitian. Sir Hounsfield dan Alan McLeod McCormick berbagi Penghargaan Nobel untuk Kedokteran pada tahun 1979 untuk penemuan CT scan. CT scanner yang pertama di Amerika Utara dipasang di Klinik Mayo di Rochester, MN pada tahun 1972.
Kedokteran Nuklir
Pencitraan kedokteran nuklir melibatkan administrasi ke pasien radiofarmasi terdiri dari zat dengan afinitas untuk jaringan tubuh tertentu diberi label dengan perunut radioaktif. Para pelacak yang paling umum digunakan adalah Technetium-99m, Yodium-123, Iodine-131, Gallium-67 dan Thallium-201. Jantung, paru-paru, tiroid, hati, kandung empedu, dan tulang umumnya dievaluasi untuk kondisi tertentu menggunakan teknik ini. Sementara detail anatomi terbatas dalam studi ini, kedokteran nuklir ini berguna dalam menampilkan fungsi fisiologis. Fungsi ekskretoris pada ginjal, kemampuan berkonsentrasi yodium dari aliran, tiroid darah ke otot jantung, dll dapat diukur. Perangkat pencitraan utama adalah kamera gamma yang mendeteksi radiasi yang dipancarkan oleh pelacak dalam tubuh dan menampilkannya sebagai gambar. Dengan pemrosesan komputer, informasi yang dapat ditampilkan sebagai aksial, gambar koronal dan sagital (SPECT gambar, tunggal emisi photon computed tomography). Dalam perangkat yang paling modern Kedokteran Nuklir gambar dapat menyatu dengan CT scan diambil kuasi-secara bersamaan sehingga informasi fisiologis dapat dilakukan overlay atau co-terdaftar dengan struktur anatomis untuk meningkatkan akurasi diagnostik.
PET, (positron emission tomography), pemindaian juga berada di bawah "kedokteran nuklir." Dalam PET scan, zat biologis aktif radioaktif, paling sering Fluorin-18 fluorodeoxyglucose, disuntikkan ke pasien dan radiasi yang dipancarkan oleh pasien terdeteksi untuk menghasilkan multi-planar gambar tubuh. Jaringan lebih aktif metabolisme, seperti kanker, zat aktif berkonsentrasi lebih dari jaringan normal. PET gambar dapat dikombinasikan dengan gambar CT untuk meningkatkan akurasi diagnostik.
Aplikasi kedokteran nuklir dapat mencakup pemindaian tulang yang secara tradisional memiliki peran yang kuat dalam work-up/staging kanker. Pencitraan perfusi miokard adalah ujian penyaringan sensitif dan spesifik untuk iskemia miokard reversibel. Molekuler Imaging adalah perbatasan yang baru dan menarik dalam bidang ini.
Termasuk Gelombang Elektromagnetik yaitu dengan menggunakan gelombang suara maupun magnet yang aman bagi tubuh yaitu USG dan MRI :
USG
Medis ultrasonografi menggunakan USG (frekuensi tinggi gelombang suara) untuk memvisualisasikan struktur jaringan lunak dalam tubuh secara real time. Tidak ada radiasi pengion yang terlibat, tetapi kualitas gambar yang diperoleh dengan menggunakan USG sangat tergantung pada keterampilan orang (ultrasonographer) melakukan ujian. USG juga dibatasi oleh ketidakmampuan untuk foto melalui udara (paru-paru, usus loop) atau tulang. Penggunaan USG dalam pencitraan medis telah mengembangkan sebagian besar dalam 30 tahun terakhir. Gambar USG pertama statis dan dua dimensi (2D), tapi dengan zaman modern rekonstruksi 3D ultrasonografi dapat diamati secara real-time; efektif menjadi 4D.
Karena USG tidak menggunakan radiasi pengion, tidak seperti radiografi, CT scan, dan teknik kedokteran nuklir imaging, umumnya dianggap lebih aman. Untuk alasan ini, modalitas ini memainkan peran penting dalam pencitraan kandungan. Anatomi perkembangan janin dapat dievaluasi secara menyeluruh memungkinkan diagnosis dini banyak anomali janin. Pertumbuhan dapat dinilai dari waktu ke waktu, penting pada pasien dengan penyakit kronis atau kehamilan akibat penyakit, dan pada kehamilan multipel (kembar, kembar tiga dll). Warna-Flow Doppler USG mengukur keparahan penyakit pembuluh darah perifer dan digunakan oleh Kardiologi untuk evaluasi dinamis jantung, katup jantung dan pembuluh besar. Stenosis dari arteri karotid bisa pertanda infark otak (stroke). DVT pada kaki dapat ditemukan melalui USG sebelum terhalau dan perjalanan ke paru-paru (emboli paru), yang bisa berakibat fatal jika tidak diobati. USG berguna untuk gambar-dipandu intervensi seperti biopsi dan drainase seperti Thoracentesis). Kecil perangkat ultrasound portabel sekarang ganti peritoneal lavage di triage korban trauma dengan langsung menilai keberadaan perdarahan di peritoneum dan integritas jeroan utama termasuk limpa, hati dan ginjal. Hemoperitoneum ekstensif (perdarahan di dalam rongga tubuh) atau cedera pada organ utama mungkin memerlukan eksplorasi bedah muncul dan perbaikan.
MRI (Magnetic Resonance Imaging)
MRI menggunakan medan magnet yang kuat untuk menyelaraskan inti atom (biasanya proton hidrogen) di dalam jaringan tubuh, kemudian menggunakan sinyal radio untuk mengganggu sumbu rotasi inti ini dan mengamati sinyal frekuensi radio yang dihasilkan sebagai inti kembali ke negara awal mereka ditambah semua sekitarnya daerah. Sinyal radio yang dikumpulkan oleh antena kecil, yang disebut gulungan, ditempatkan di dekat daerah tertentu. Keuntungan dari MRI adalah kemampuannya untuk menghasilkan gambar di aksial, koronal, sagital pesawat miring dan beberapa dengan mudah sama. MRI scan memberikan kontras jaringan lunak terbaik dari semua modalitas pencitraan. Dengan kemajuan dalam pemindaian kecepatan dan resolusi spasial, dan perbaikan dalam algoritma 3D komputer dan perangkat keras, MRI telah menjadi alat dalam radiologi muskuloskeletal dan neuroradiology.
Salah satu kelemahan adalah bahwa pasien harus terus diam selama jangka waktu yang lama dalam ruang, bising sempit sedangkan imaging dilakukan. Claustrophobia cukup parah untuk mengakhiri ujian MRI dilaporkan dalam sampai 5% pasien. Perbaikan terbaru dalam desain magnet, termasuk bidang magnet yang lebih kuat (3 teslas), ujian kali memperpendek, lebih luas, membosankan magnet lebih pendek dan desain magnet lebih terbuka, telah membawa beberapa bantuan untuk pasien sesak napas. Namun, dalam kekuatan medan magnet yang sama sering ada trade-off antara kualitas gambar dan desain terbuka. MRI memiliki manfaat besar dalam pencitraan otak, tulang belakang, dan sistem muskuloskeletal. Modalitas saat ini kontraindikasi untuk pasien dengan alat pacu jantung, implan koklea, beberapa pompa obat berdiamnya, jenis tertentu dari klip aneurisma serebral, fragmen logam di mata dan beberapa perangkat keras metalik karena medan magnet kuat dan kuat sinyal radio berfluktuasi tubuh terkena . Wilayah kemajuan potensial termasuk pencitraan fungsional, MRI jantung, serta MR terapi gambar dipandu.
