COMPUTED TOMOGRAPHY (CT)

CT memilki banyak nama lain , hal ini disebabkan karena waktu ditemukan dilihat hasil gambarannya mempunyai gambar perspektif yang sangat besar prospeknya.

•      computerized aided tomography : memerlukan bantuan komputer dalam hal pengoperasiannya.

•      reconsructive tomography : gambaran tidak langsung harus direcontruksi dahulu dengan bantuan komputer

•      computed transmission tomography : dengan eksposi pada KV yang rendah sulit menghasilkan gambaran agar X-ray yang ditransmisikan menjadi banyak maka kV yang digunakan harus tinggi .

•      computerized axial tomography : CT pada awalnya digunakan untuk melihat potongan jaringan – jaringan otak dan posisi yang digunakan axial atau sejajar dengan basis cranii.

•      computerized transverse axial tomography : sudah mulai mengalamai perkembangan tidak hanya potongan axial saja tetapi juga menggunakan potongan transversal.  

Dari  semua istilah tersebut kata yang sering digunakan adalah kata Computed dan Tomography sehingga para ahli memutuskan untuk menamainya Computed Tomography (CT).

Perbandingan antara Konvensional, CR dan CT.       

•      Konvensional

•      Menggunakan sumber radiasi dari x-ray tube general

•      Menggunakan film sebagai image receptor

•      Image data yang dihasilkan berupa laten image

•      Hasil akhir berupa gambaran pada film

•      Sifat dari penghasilan gambar secara langsung (direct imaging)

•      CR

•      Menggunakan sumber radiasi dari x-ray tube general

•      Menggunakan Imaging Plate sebagai image receptor

•      Image data yang dihasilkan berupa digital image

•      Hasil akhir berupa gambaran pada monitor dan film

•      Sifat dari penghasilan gambar secara tidak langsung (indirect imaging)

•      CT

•      Menggunakan sumber radiasi dari x-ray tube yang di design secara khusus untuk menghasilkan kV tinggi

•      Menggunakan detector sebagai image receptor

•      Image data yang dihasilkan berupa digital image

•      Hasil akhir berupa gambaran pada monitor dan film

•      Sifat dari penghasilan gambar secara tidak langsung (indirect imaging)

Film yang digunakan pada konvensional, CR dan CT berbeda-beda. Contohnya pada konvensional menggunakan film double emulsi, sedangkan pada CR dan CT menggunakan film single emulsi.

Sejarah CT.

Pada tahun 1970 di Central Research Laboratory of EMI, Inggris.

Ada dua orang ilmuwan yaitu Dr. Godfrey Hounsfield seorang insinyur mesin dan Allan Macleod Cormack seorang fisikawan bidang nuklir dari Johannesburg memperoleh penghargaan Nobel dibidang medicine and physiology pada tahun 1979.

Eropa merupakan benua yang mengembangkan produksi pesawat CT Scan.

Sedangkan, Amerika mulai mengkormesilkan penggunaan CT untuk pemeriksaan jaringan otak pada tahun 1971 di Rumah Sakit Atkinson Morley’s kemudian pertama kali digunakan pada klinik Mayo pada tahun 1973.

Istilah – istilah yang digunakan pada CT:

•      Scanning Pada CT

Suatu operasi dimana ada eksposi pada tabung rontgen dan ada detector dalam gantry yang berputar mengelilingi objek.

•      Detector

Suatu alat untuk menangkap radiasi, tetapi di dalam CT detector di desain khusus untuk menangkap sinar x yang telah menembus objek sehingga bentuk dan ukurannya khas.

•      ADC (Analaog to Digital Converter)

Mengubah pulsa listrik menjadi data digital kemudian mengirimkannya ke DAS. Pada MRI disebut Digitalrized.

•      DAS (Data Acquisition System)

Mengakusisi (mengumpulkan, mengelompokan, dan mengatur) data dan mengirim ke CPU.

•      CPU (Central Processing Unit)

Bagian dari komputer yang berfungsi merekonstruksi gambar dan mengirim ke monitor, memori unit atau output device.

  

Pengelompokkan Alur CT :

Wilayah eksposi, terdiri dari x-ray unit, objek, detector. Semua bagian tersebut terdapat didalam gantry.

Komponen untuk mengubah dan mengolah data terdapat pada komputer CT.

Alat penghasil atau pengeluaran (output device), terdiri dari display, memori, dan printer.

Bagian-bagian tersebut akan berjalan jika dikendalikan oleh suatu sistem yang disebut sistem console.

Perkembangan CT

•      CT Generasi I

•        Perintis   :  EMI, London, 1977

•        X-ray      :  pencil beam, sinar-x yang digunakan sangat kecil dan hanya diterima pada satu detector.

•        Gerakan :  translate – rotate, tujuannya untuk mengcover seluruh volume organ agar dapat ditembus sinar-x.

•        Detektor :  single detector

•        Rotasi    :  180 derajat

•        Waktu    :  4,5 – 5,5 menit / scan slice

•        Aplikasi       :  hanya untuk scanning kepala

•      CT Generasi II

•        X-ray      :  narrow fan beam, berkas sinar sudah mulai lebih lebar dari generasi I, berbentuk seperti kipas lipat.

•        Gerakan :  translate – rotate

•        Detektor :  multi detector ( 3-60), linier array detector. Memakai detector lebih dari satu tetapi kurang dari 100 atau disebut “puluhan detector”.

•        Rotasi    :  180 derajat

•        Waktu    :  20 detik - 2 menit / scan slice

•        Aplikasi       :  hanya untuk scanning kepala

•      CT Generasi III

•        X-ray      :  wide fan beam

•        Gerakan :  rotate – rotate

•        Detektor :  multi detector (10-280), curve array detector. Detector dipasang melengkung karena menggunakan ratusan detector.

•        Rotasi    :  360 derajat

•        Waktu    :  1,4-14 detik / scan slice

•        Aplikasi       :  untuk scanning seluruh tubuh (whole body).

•      CT Generasi IV

•        X-ray      :  wide fan beam

•        Gerakan :  stationary pada detector - rotate system pada x-ray tube.

•        Detektor :  multi detector (424-2400), slip ring detector

•        Tidak menggunakan kabel, tetapi menggunakan plat yang berfungsi untuk menangkap seluruh detector (slip ring detector).

•        Rotasi    :  360 derajat

•        Waktu    :  <10 detik / scan slice

•        Aplikasi       :  untuk scanning seluruh tubuh (whole body).

•      CT Generasi V

•        X-ray      :  wide fan beam

•        Gerakan :  stationary-rotate system

•               Meja bergerak dalam 

•               terowongan gantry selama 

•               scanning (spiral CT)

•        Detektor :  multi detector (424-2400), slip ring detector

•        Rotasi    :  360 derajat

•        Waktu    :  <10 detik / scan slice

•        App        :  whole body scanner, (multi slice, 3D, 4D)

 

 Tabung pada CT scan memiliki keistimewaan :

•      Ukuran lebih kecil dan compact.

•      Lebih tahan terhadap goncangan.

•      Memiliki kapasitas panas.

•      Khusus pada generasi kelima mempunyai teknik memfokuskan berkas yang bernama elektron beam teknik yang digunakan untuk menumbuk bidang target.

Efek dari electron beam teknik adalah dapat menghasilkan tembusan yang lebih banyak dan pixel yang lebih banyak juga.

Struktur komponen CT

•       Gantry (X-ray tube, Detector, DAS)

Tempat yang besar dan memiliki terowongan yang dilengkapi oleh X-ray tube dan detector yang letaknya selalu berlawanan arah.  Mereka dapat berputar secara bersamaan. Hal ini untuk melakukan eksposi. Hasil eksposi berupa data yang kemudian dikelompokkan oleh DAS (Data Acquisition Sistem).

•      Meja pemeriksaan

Peralatan yang melengkapi gantry yang dapat keluar masuk gantry, naik turun, dan maju mundur.

•      Operator console

Terdiri dari mejas kontrol dan monitor.

Yang berfungsi mengatur atau mengendalikan gantry.

•      Computer (CPU)

Terdiri dari :

•      ALU : Untuk melakukan arithmatic logic

•      Control unit

•      Memory unit, sebagai tempat penyimpanan data.

•      CPU (Central processing Unit) untuk rekonstruksi gambar.

•      Display console

•      Output Device

Alat penghasil gambar. Terdiri dari :

•      Image tecording

•      TV monitor

•      Magntic disc

•      multiformat camera.

X-ray tube

•      Anoda putar

Agar target tidak cepat aus

•      Fokus kecil

Menghasilkan gambaran yang tajam

•      Bekerja diatas tegangan 100 kV

Tegangan harus diatas 100 kV agar dapat melakukan tembusan dengan baik.

•      Anoda heat unit capacity ^s/_d 2 juta heat unit

Untuk menghasilkan panas yang besar.

•      Tahan goncangan

Karena bergerak terus menerus

Kolimator

Fungsi dari kolimator adalah untuk menentukan berkas sinar.

•      Kolimator pada rumah tabung = Fungsi untuk membatasi (collimaton limited)

•      Pencil beam colimator

•      Fan beam colimator

•      Open beam colimator

•      Kolimator pada detector

Kolimator pada detector sama halnya seperti grid pada radiografi konvensional. Kolimator pada detetor memiliki fungsi :

• Untuk mengatur tembusan yang bisa ditangkap oleh detector

• Untuk mengatur radiasi yang menuju detector

          Kolimator yang berfungsi untuk menghindari hamburan disebut anti scatter colimator.

Detector

Jenisnya : detector padat (kristal) dan detector gas

Konstruksinya :

•   Generasi I : Single detector

•   Generasi II : Linear array detector

•   Generasi III : Curve array detector

•   Generasi IV & seterusnya : Stationary multi detector

Meja pemeriksaan

•  Bahan : carbon graphite fiber

•   Konstruksi :

       a. dapat bergerak naik turun

 b. top table bergerak maju-mundur untuk keluar masuk terowongan gantry.

 c. pada spiral CT, selama scanning meja  bergerak masuk/keluar gantry.

OPERATOR  CONSOLES

Sistem pengendali berfungsi untuk melakukan pekerjaan atau pengoperasian scanning, display atau penggambaran.

Sistem kontrol mengandung arti untuk melakukan setting variabel atau indikator eksposi. Terdiri dari kV, mA, S, HTT, Tube indicator, dll.

Sistem console dilengkapi dengan sistem archiving. Ketika sistem pengendali mengendaliakn pekerjaan komputer maka semua kendali yang dikerjakan komputer  bisa dikerjakan. Sistim archiving terdiri dari menyimpan data dan membuka kembali.

CENTRAL  PROCESSING  UNIT

Berfungsi untuk :

•   Mengolah data

•   Merekonstruksi gambar

•   Memanipulasi gambar

•   Menyimpan gambar

OUTPUT  DEVICES

•   TV  Monitor, untuk tayangan gambar

•   Image recorder, untuk menyimpan gambar (dalam Magnetic Disc, Floppy Disc)

•   Multiformat camera, untuk membuat format gambar, satu film untuk beberapa frame/ gambar.

•   Laser imager/printer : untuk mencetak gambar pada film single emulsi.

PROSES  KERJA  CT

•   Proses scanning

•   Proses detektor menangkap tembusan x-ray, mengubah menjadi pulsa lisrik

•   Proses ADC, mengubah pulsa listrik menjadi data digital

•   Proses DAS, mengakuisisi data digital

•   Proses rekonstruksi gambar

•   Proses penayangan gambar

•   Proses penyimpanan gambar

•   Proses pencetakan gambar

PROSES  REKONSTRUKSI  GAMBAR

MATRIKS

•   Memanfaatkan sistem diagram kolom dan lajur unuk membuat rekonstruksi gambar.

•   Memanfaatkan sistem koordinat cartesius untuk menentukan posisi dan lokasi bagian/komponen dari struktur organ

•   Jumlah matriks makin besar, resolusi gambar makin baik.

PIXEL (picture element)

•   Elemen terkecil dari gambar CT

•   Dihasilkan oleh tembusan x-ray terhadap objek

•   Ditentukan oleh :

•      Besar kecilnya tembusan

•      Tebal tipisnya potongan

•   Fungsinya sebagai satuan data terkecil dalam sistem rekonstruksi gambar

VOXEL (volume element)

•   Sejumlah elemen gambar yang dapat disatukan untuk membentuk satu volume tertentu dari organ yang direkonstruksi

•   Ditentukan oleh :

•      Jumlah pixel

•      Kemampuan perangkat rekonstruksi

•  Fungsinya untuk merekonstruksi sebagian dari volume organ.

CT NUMBER

•  Rentang nilai untuk mewakili density

•  Nilai – 1000 (udara)s/d +1000 (tulang)

•  0 adalah nilai CT number untuk air

•  Ide dari Hounsfield --------HU

•  Besar-kecil, atau tinggi-rendah CT number dapat ditentukan dan diatur oleh komputer

•  Fungsi untuk mendesain kontras dan ketajaman pada penayangan gambar

Everage hounsfield unit for selected subtance

Air -1000

Lungs -250 to -850

Fat -100

Orbit -25

Water 0

Fluid 0 to +25

Tumor +25 to +100

Blood +20 to +50

Brain +20 to +40

Muscle +35 to +50

GB +5 to +30

Liver +40 to +70

Aorta +35 to +50

Bone +150 to +1000

Gray scale

•  Skala yangg dibuat untuk mengekspresikan rentang nilai density ganbar CT pada CRP

•  Berupa skala abu-abu, ekspresi dari tiap-tiap pixel

•  Tampilannya menurut besarnya window width dan window level yang ditentukan

•  Dikerjakan oleh komputer

Window width

•   Rentang gelap terang/ rentang density = lebar nilai density yyang diprogram untuk tampilan gambar tertentu.

•   Dapat diperlebar maupun dipersempit menurut kebutuhan tampilan gambar tiap jenis organ

•   Menghasilkan ekspresi kontras gambar

•   Dikerjakan oleh komputer

Window level

•     Merupakan nilai density median dari gambar yang ditampilkan

•     Pertengahan window width

•     Mengikuti perubahan window width

•     Menghasilkan ekspresi ketajaman organ tertentu

•     Dikerjakan oleh komputer

Window setting

•     Variabel yanng diatur adalah window width dan window level

•     Tiap-tiap organ membutuhhkan pengaturan tertentu untuk memperoleh resolusi gambar yangg diharapkan

•     ROI yang berbeda dari organ yang sama memerlukan pengaturan yang berbeda

Contoh :

Typical window setting

CT Exam              w.width                      w.level

Brain                       190                             50

Skull                       3500                           500

Orbit                      1200                              50

Abdomen               400                             35

Liver                       175                                45

Mediastinum           325                             50

Lungs                    2000                           -500

Spinal cord          400                                50

Spine                   2200                           400

Artifact

•   Gangguan pada tampilan gambar akibat dari berbagai kesalahan

Contoh :

1. Sreak artifact : berupa garis-garis

2. beam hardening artifact

3. shading : berbayang

4. ring artifact : seperti cincin

5. noise

Indikator perkembangan CT

•   Makin compact/ringkas komponennya

•   Makin cepat scanning timenya

•   Makin halus resolusinya

•   Makin banyak manfaat

•   Makin luas dimensinya

•   Makin banyak manfaatnya

•   Makin kecil bahayanya.