Computed
Tomography (CT)
Nama
lain dari Computed Tomography yaitu : Computerized aided tomography
(gambaran yang asli), Reconstructive tomography (Gambar tidak langsung
jadi, harus direkonstruksi terlebih dahulu melalui komputer), Computed
Transmission Tomography (eksposi dengan kV yang rendah menghasilkan
gambaran yang kurang baik. Sehingga
untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik, sinar-X yang dihasilkan harus
banyak untuk mendapatkan kV yang tinggi), Computerized Axial Tomography (biasanya
dikerjakan untuk melihat potongan-potongan jaringan otak. Posisi axial
merupakan posisi yang populer dan paling baik. Karena sejajar dengan basis
cranii), Computerized Transverse Axial Tomography yaitu CT yang
dapat memotong secara transversal.
Berdasarkan
perkembangan teknologi, CT mengalami beberapa perkembangan sesuai dengan
kemajuan teknologi. Pesawat CT scan ditemukan pada tahun 1970 oleh Allan
Carmack (fisikawan nuklir) dan Geoffrey Hounsfield (engineer). Dimana mereka
menemukan dengan memproses sejumlah penyerapan sinar-X pada pertemuan baris dan
kolom dari matrix jaringan tubuh, sehingga dengan teknik tersebut dapat
dihasilkan citra lapisan tubuh. CT
awalnya digunakan untuk pemeriksaan jaringan otak yang mengkomersilkan atau
memasarkan di Atkinson Morleys’s Hospital tahun 1971. CT pertama yaitu EMI CT
Unit. Mempunyai ciri yaitu pemutarannya masih bersamaan dengan gantry dan meja
kontrol seperti meja kontrol pada konvensional. Saat ini CT tersebut masih
disimpan di Museum Jerman.
Gambar
CT Generasi Pertama EMI CT Unit
Terdapat beberapa perbedaan dari
radiografi konvensional, Computed Radiography (CR), Computed Tomography (CT)
yaitu :
1. Radiografi Konvensional
X-ray
tube yang terdapat pada radiografi konvensional bersifat general. Film
digunakan sebagai Image reseptor. Jenis film yang digunakan yaitu blue
sensitive (monocromatic), yaitu film yang hanya peka terhadap 1 warna saja
yaitu warna biru. Yang mempunyai ciri-ciri yaitu butiran yang dihasilkan tidak
rapat (bentuk emulsi tidak beraturan), kontras yang dihasilkan pada gambar
rendah. Image data berupa Laten Image. Display pada radiografi konvensional
juga berupa film dan sifat imagingnya direct (secara langsung).
2. Computed Radiography (CR)
X-ray tube pada CR sama seperti radiografi konvensional yaitu bersifat
general. Pada computed radiography (CR) yang berperan sebagai image receptornya
adalah Imaging Plate. Imaging Plate pada CR 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. Image
data pada CR berupa Digital Image. Display berupa monitor dan film. Sifat
imaging bersifat indirect (tidak langsung).
3. Computed Tomography (CT)
X-ray tube pada CT sudah
bersifat khusus. Image receptor yang digunakan berupa detektor. Image data sama
seperti CR yaitu Digital Image. Display pada CT berupa monitor dan film. Sifat
imaging pada CT bersifat indirect (tidak langsung).
Ø
Scanning
yaitu selama eksposi, tabung dan detector dalam gantry mengelilingi objek pada
terowongan gantry.
Ø Detector yaitu menangkap sinar-x yang menembus objek, mengubah
menjadi pulsa listrik kemudian mengirimkan ke ADC ( Analog to Digital Converter ).
Ø ADC
( Analog to Digital Converter )
yaitu mengubah pulsa listrik menjadi data digital dan mengirimkan ke DAS.
Ø DAS
( Data Acquisition system )
yaitu mengakuisisi data dan mengirim ke CPU.
Ø CPU ( Central Processing Unit ) yaitu merekonstriksi gambar
dan mengirim ke monitor, memori atau ke output devices.
Bagian-bagian yang terdapat pada CT yaitu :









Prinsip
Kerja dari CT yaitu :
Dalam
perkembangan waktu scanning dari CT Scan ini berkembang semakin cepat sejalan
dengan perkembangan teknologi komputer yang telah ada. Dengan bertambahnya
cepatnya waktu scanning, maka dikembangkan pula jumlahnya. Secara perkembangan
CT dapat digambarkan sebagai berikut :
1. CT Generasi Pertama
Perintis dari
CT generasi pertama yaitu EMI, London pada tahun 1977. Pada CT generasi ini
digunakan berkas sinar x tipis tunggal yang disebut “Pencil Beam”. Berkas sinar
ini bertranslasi dan berotasi (gerakan menyilang dan berputar) mengelilingi
pasien sampai 180º diikuti oleh detektor tunggal pada sisi yang lain. CT
generasi ini hanya untuk CT kepala, karena waktu scanning yang sangat lama.
Alasan yang utama adalah karena otak merupakan organ yang relatif tidak
bergerak, sehingga lebih mudah untuk difoto dalam waktu yang cukup lama. Waktu
scan dari CT generasi ini adalah 4,5-5,5 menit.
Gambar 1. CT Generasi Pertama
2. CT Generasi Kedua
Merupakan pengembangan dari CT
generasi pertama. Pada CT generasi kedua ini dipakai berkas sinar-X tipis yang melebar
yang disebut “Narrow Fan Beam”. Gerakan scanning adalah sama dengan generasi
sebelumnya, yaitu bertranslasi dan berotasi mengelilingi objeknya sampai 180º.
Detektor yang digunakan berjumlah 3-60 buah (Multy Detector) “Linear Array
Detector”. CT pada generasi inipun masih hanya untuk scanning kepala saja,
walaupun waktunya sudah semakin cepat. Waktu scanning 20 detik - 2 menit per
slice.
Gambar CT Generasi Kedua
3. CT Generasi Ketiga
Merupakan pengembangan dari CT generasi
kedua. Pada CT generasi ketiga dipakai berkas sinar-X tipis dan melebar seperti
pada generasi kedua, tetapi dengan sudut yang lebih lebar hingga seluruh
lingkaran tubuh pasien berada dalam berkas sinar-X tersebut. Berkas sinar-X ini
biasa disebut “Wide Fan beam”. Karena sudut yang lebih lebar hingga seluruh
tubuh pasien berada dalam berkas sinar-X tersebut, generasi ini tidak lagi
diperlukan gerakan translasi seperti gerakan sebelumnya. Jadi gerakannya hanya
berotasi saja. Gerakan rotasi ini diikuti oleh detektornya. Untuk menangkap
berkas sinar yang semakin melebar itu, maka jumlah detektor yang dipergunakan
berjumlah 10-280 (Multi Detektor) dengan “Curve Array Detector”. Waktu scanning
yang dibutuhkan pada CT generasi ini untuk berotasi hanya 1,4-14 detik per scan
slice, sehingga dapat dipakai untuk scanning seluruh organ tubuh pasien yang
disebut dengan “Whole Body Scanner”.
Gambar CT Generasi Ketiga
- CT
Generasi Keempat
Merupakan
pengembangan dari generasi ketiga. Pada CT generasi keempat dipakai berkas
sinar-X tipis dan melebar seperti pada generasi ketiga. Berkas sinar-X ini
biasa disebut “Wide Fan Beam”. CT scan generasi ini detektornya berbentuk
seperti cincin (ring) yang dinamakan “Slip Ring Detector”. Sehingga hanya
tabungnya saja yang berputar. Detektornya statis (diam). Gerakannya biasa
disebut stationary-rotate system. Detektor tersusun melingkar berbentuk
lingkaran. Sekitar 424-2400 detektor (multi detektor) yang diperlukan. Tabung
sinar-X berotasi mencapai 360º. Waktu yang dibutuhkan untuk satu kali scanning
selama < 10 detik. CT pada generasi keempat ini bisa dipakai untuk scanning
“Whole Body Scanner”.
Gambar CT Generasi Keempat
5. CT Generasi Kelima
Merupakan
pengembangan dari CT generasi keempat. Berkas sinar-X pada generasi ini sama
dengan generasi sebelumnya yaitu “Wide fan Beam”. Gerakannya stationary-rotate
system yaitu meja bergerak dalam terowongan gantry selama scanning yang biasa
disebut Spiral CT. Detektornya juga tersusun melingkar berbentuk lingkaran
seperti cincin yaitu slip ring detektor. Diperlukan sekitar 424-2400 detektor
(multi detektor). Berkas sinar ini berotasi mencapai 360º. Keistimewaan dari CT
generasi kelima yaitu : ukurannya relatif kecil dan compact,lebih tahan
terhadap goncangan, memiliki kapasitas penahan panas yang tinggi, khusus untuk
generasi kelima memiliki teknik memfokuskan berkas (Electron Beam Technique).
CT Generasi Kelima
Computed Tomography (CT) memiliki beberapa
komponen, yaitu :
1. Gantry
Merupakan tempat yang besar,
mempunyai terowongan. Gantry terdiri dari : X-ray tube, detektor, DAS. X-ray
tube mempunyai karakteristik yaitu : memiliki fokus kecil (supaya tajam), anoda
putar (agar tidak cepat aus), bekerja di atas tegangan 100 kV (agar dapat
melakukan tembusan dengan baik), anoda heat unit capacity sampai dengan 2 juta
HU (karena menghsilkan panas yang besar), tahan terhadap goncangan (karena bergerak
terus-menerus). Pada x-ray tube terdapat kolimator. Kolimator berfungsi sebagai
alat pembatas berkas sinar-X. Kolimator yang terdapat pada rumah tabung dan
detektor. Kolimator yang terdapat pada rumah tabung adalah : pencil beam
collimator, fan beam collimator, open beam collimator. Sedangkan kolimator yang
terdapat pada detektor terletak antara detektor dengan pasien. Fungsinya
mengatur radiasi yang menuju detektor. Bagian dari gantry selanjutnya adalah
detektor. Jenis detektor ada dua, yaitu : detektor padat (kristal) dan detektor
gas.Konstruksi detektor pada tiap generasi berbeda. Seperti pada CT generasi
pertama konstruksinya single detector, generasi kedua konstruksinya linier
areay detector, generasi ketiga curve array detector, generasi keempat,dst
konstruksi detektornya adalah stationary multy detector.
2. Meja Pemeriksaan
Bahannya terbuat
dari carbon graphite fiber. Konstruksi dari meja pemeriksaan diantaranya :
dapat bergerak naik-turun, top table bergerak maju-mundur untuk keluar masuk
terowongan, pada spiral CT,selama scanning meja bergersk masuk atau keluar.
3. Operator Console
Terdiri
dari meja kontrol, monitor. Sistem kontrol pada operator console diantaranya :
kV, mA, HTT, Tube Indicator,dll. Operator console berfungsi sebagai sistem
pengendali, pengoperasian, scanning, display, output device. Selain itu srbagai
sistem archiving, menyimpan data, membuka kembali, dan mengirim.
4. Komputer (CPU)
Terdiri
dari ALU yang merupakan unit untuk melakukan operasi data, logika matematika),
control unit, memory unit, display console, central processing unit. Jadi,
fungsi dari CPU diantaranya adalah mengolah data, merekonstruksi gambar,
memanipulasi gambar, dan menyimpan gambar.
5. Output Devices
Terdiri
dari image recording yang berfungsi untuk menyimpan gambar (di dalam magnetic
disk, floppy disk), TV monitor berfungsi untuk menayangkan gambar, multiformat
camera berfungsi untuk membuat format gambar, laser imager atau printer yang
berfungsi untuk mencetak gambar pada film single emulsi.
Proses kerja dari CT diantaranya adalah :
Pertama
proses pada CT adalah scanning. Dengan menggunakan tube sinar-X sebagai sumber
sinar radiasi yang berkas sinarnya dibatasi oleh kolimator, sinar-X tersebut
menembus objek dan diarahkan ke detektor. Intensitas sinar-X yang diterima oleh
detektor akan berubah sesuai dengan kepadatan tubuh sebagai objek dan detektor
akan merubah sinar-X menjadi pulsa listrik. Kemudian pulsa listrik tersebut
diubah menjadi data digital oleh ADC (Analog to Digital Converter). Kemudian
data tersebut dkirim ke DAS (Data Acquisition System) yang nantinya data
tersebut akan diatur dan dikelompokkan oleh DAS. Kemudian dicatat oleh
komputer. Terutama pada CPU (central processing unit) dilakukan proses
rekonstruksi gambar, kemudian proses penyimpanan gambar dan dibentuk gambar
yang ditampilkan ke layar monitor pada komputer, yang akhirnya akan dicetak
hasil gambaran tersebut dicetak oleh printer.
Ada beberapa proses dari rekonstruksi
gambar yaitu :
1. Matriks
Memanfaatkan
sistem diagram kolom dan lajur untuk membuat rekon gambar, memanfaatkan sistem
koordinat cartesius untuk menentukan posisi dan lokasi bagian atau komponen
dari struktur organ, jumlah matriks makin besar, resolusi makin baik.
2. Pixel (Picture Element)
Merupakan elemen
terkecil dari gambar CT, dihasilkan oleh tembusan x-ray terhadap objek.
Ditentukan oleh besar kecilnya tembusan dan tebal tipisnya potongan. Fungsi
dari pixel sebagai satuan data dalam sistem rekonstruksi gambar.
3. Voxel (Volume Element)
Merupakan
sejumlah elemen gambar yang dapat disatukan untuk membentuk satu volume
tertentu dari organ yang direkonstruksi. Ditentukan oleh jumlah pixel dan
kemampuan perangkat rekonstruksi. Fungsinya untuk merekonstruksi sebagian dari
volume organ.
4. CT Number (Bilangan CT)
Merupakan
rentang nilai untuk mewakili densiti, nilainya -1000 (udara) sampai dengan
+1000 (tulang). 0 adalah nilai CT number untuk air. Besar kecil atau tinggi
rendahnya dari CT Number dapat ditentukan dan diatur oleh komputer. Fungsi dari
CT Number untuk mendisain kontras dan ketajaman pada penayangan gambar.
5. Gray Scale
Yaitu skala yang
dibuat untuk mengekspresikan rentang nilai densiti gambar CT pada CRT. Berupa skala
abu-abu yang merupakan ekspresi dari tiap-tiap pixel. Tampilannya menurut
besarnya window-width dan window-level yang ditentukan.
6. Window Width
Merupakan
rentang gelap terang atau rentang densiti. Window width dapat diperlebar maupun
dipersempit menurut kebutuhan tampilan gambar tiap jenis organ yang
menghasilkan ekspresi kontras gambar. Dikerjakan oleh komputer.
7. Window Level
Merupakan nilai densiti median
dari gambar yang ditampilkan. Menghasilkan ekspresi ketajaman organ tertentu
dan juga dikerjakan oleh komputer.
8. Window Setting
Variabel yang
diatur adalah window width dan window level. Tiap-tiap organ membutuhkan
pengaturan tertentu untuk memperoleh resolusi gambar yang diharapkan. ROI yang
berbeda dari organ yang sama, memerlukan pengaturan yang berbeda.
9. Artifact
Artifact adalah gangguan pada
tampilan gambar akibat dari berbagai kesalahan. Contoh dari artifact
diantaranya : streak artifact, beam hardening artifact, shading, ring artifact,
noise.
10. Indikator Perkembangan CT
Makin compact
atau ringkas komponennya, makin cepat scanning timenya, makin halus
resolusinya, makin banyak slicenya, makin luas dimensinya, makin banyak
manfaatnya, makin kecil bahayanya.