Praktek Fisika Medik
1. Latar Belakang
Sinar X ditemukan oleh Wilhem Conrad Roentgen. Dr. Otto Walkhaff (dokter gigi)dari jerman adalah orang pertama menggunakan sinar x pada foto gigi. Kegunaan radiologi dalam bidang kedokteran gigi
Radiologi adalah cabang atau spesialisasi kedokteran yang berhubungan dengan studi dan penerapan teknologi pencitraan seperti x-ray dan radiasi untuk mendiagnosa dan mengobati penyakit.
Ahli radiologi langsung sebuah array dari teknologi pencitraan (seperti USG, computed tomography (CT), kedokteran nuklir, tomografi emisi positron (PET) dan pencitraan resonansi magnetik (MRI)) untuk mendiagnosa atau mengobati penyakit. Radiologi intervensi adalah kinerja (biasanya minimal invasif) prosedur medis dengan bimbingan teknologi pencitraan. Akuisisi pencitraan medis biasanya dilakukan oleh ahli radiografi atau teknolog radiologis.
2. Tujuan
- Untuk mempelajari X-Ray
- Untuk mempelajari lebih dalam komponen-komponen kontrol X-Ray
- Sepengangkat komputer
- Control table
- Meja pasien
- Set perangkat Sinar X
- Baju khusus (berlapis timbal)
Penjelasan Rangkaian General X-Ray 3 Phase :
Ketika main switch ditekan ke posisi ON kontaktor 1 aktif, kemudian tegangan PLN 3 phase masuk ke primer autotransformator melalui sambungan delta yang sebelumnya sudah melewati fuse pengaman. Besarnya tegangan yang masuk dapat diketahui pada Line Volt Meter. Tegangan yang masuk pada alat harus persis menunjukkan pada indikator yang ditentukan. Jika tegangan tidak sesuai dapat diatur dengan menggunakan Line Voltage Compensator yaitu dengan menambah atau mengurangi lilitan autotrafo. Lalu pada sekunder autotrafo terdapat pemilihan KV mayor & KV minor untuk memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda pada insert tube.
Selanjutnya output pemilihan KV Mayor terhubung dengan kontaktor 2 yang jika push button ekspose ditekan, kontaktor akan aktif dan menghubungkan tegangan ke HTT. Hal itu terjadi sesuai dengan pengaturan waktu pada timer. Output KV Mayor & KV Minor disambung ke input primer HTT dengan sambungan delta karena pada primer HTT memerlukan tegangan yang kecil dan arus yang besar.
Output sekunder HTT dihubungkan dengan diode sebagai penyearah gelombang dengan output +V1 terhubung ke PB pemilihan tabung dan anoda tabung I, II, atau III. Output –V1 & +V2 terhubung ke mA sebagai penunjuk arus tabung. Output –V2 terhubung ke common (0) sekunder trafo filament.
Input primer trafo filament ada 2 yang seperti saklar dihubungkan ke salah satu phase R, S, atau T; sedangkan input satunya dihubungkan ke common (0). Input dengan pengaturan seperti saklar itu digunakan untuk pemilihan small focus / large focus. Lalu untuk sekunder HTT terdapat 3 output-an yaitu tegangan untuk small focus, large focus, dan common (0). Output-output tadi terhubung ke 3 set kontaktor yang masing-masing untuk mengendalikan/mengatur sambungan tegangan ke katoda pemilihan tabung yaitu tabung I, II, atau III.
PEMBAHASAN
I. Sejarah
Sinar¬X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja menggunakan tabung Crookes di laboratoriumnya di Universitas Wurzburg. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Roentgen menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tidak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut. Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat daribar ium platino cyanida yang kebetulan berada di dekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar X.
Dalam perkembangan berikutnya, sinar X dibangkitkan dengan jalan menembaki target logam dengan lektron cepat dalam suatu tabung vakum sinar katoda. Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasanf il ame n yang juga berfungsi sebagai katoda. Elektron dari filamen dipercepat gerakannya menggunakan tegangan listrik berorde 102 ¬ 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan suhu lelehnya juga tinggi. Target logam ini sekaligus juga berfungsi sebagai anoda. Ketika elektron berenergi tinggi itu menabrak target logam, maka sinarX akan terpancar dari permukaan logam tersebut.
Pada dasarnya pesawat sinarX terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinarX, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung sinarX, dan unit pengatur.
II. Proses Terjadinya Sinar X
Proses pembentukan sinar-X pada pesawat sinar-X adalah sebagai berikut:
1. Arus listrik akan memanaskan filamen sehingga akan terjadi awan elektron disekitar filamen (proses emisi termionik).
2. Tegangan (kV) di antara katoda (negatif) dan anoda (positif) akan menyebabkan elektron-elektron bergerak ke arah anoda.
3. Fokus (focusing cup) berfungsi untuk mengarahkan pergerakan
elektron-elektron (berkas elektron) menuju target.
4. Ketika berkas elektron menubruk target akan terjadi proses eksitasi pada atom-atom target, sehingga akan dipancarkan sinar-X karakteristik, dan proses pembelokan (pengereman) elektron sehingga akan dipancarkan sinar-X bremstrahlung.
5. Berkas sinar-X yang dihasilkan, yaitu sinar-X karakteristik dan bremstrahlung, dipancarkan keluar tabung melalui window.
6. Pendingin diperlukan untuk mendinginkan target karena sebagian besar energi pada saat elektron menumbuk target akan berubah menjadi panas.
III. Bagian – bagian Pesawat Rontgen
a. Control Table
I. Sejarah
Sinar¬X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja menggunakan tabung Crookes di laboratoriumnya di Universitas Wurzburg. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Roentgen menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tidak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut. Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat daribar ium platino cyanida yang kebetulan berada di dekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar X.
Dalam perkembangan berikutnya, sinar X dibangkitkan dengan jalan menembaki target logam dengan lektron cepat dalam suatu tabung vakum sinar katoda. Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasanf il ame n yang juga berfungsi sebagai katoda. Elektron dari filamen dipercepat gerakannya menggunakan tegangan listrik berorde 102 ¬ 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan suhu lelehnya juga tinggi. Target logam ini sekaligus juga berfungsi sebagai anoda. Ketika elektron berenergi tinggi itu menabrak target logam, maka sinarX akan terpancar dari permukaan logam tersebut.
Pada dasarnya pesawat sinarX terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinarX, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung sinarX, dan unit pengatur.
II. Proses Terjadinya Sinar X
 |
| Konstruksi Pesawat Sinar X |
Proses pembentukan sinar-X pada pesawat sinar-X adalah sebagai berikut:
1. Arus listrik akan memanaskan filamen sehingga akan terjadi awan elektron disekitar filamen (proses emisi termionik).
2. Tegangan (kV) di antara katoda (negatif) dan anoda (positif) akan menyebabkan elektron-elektron bergerak ke arah anoda.
3. Fokus (focusing cup) berfungsi untuk mengarahkan pergerakan
elektron-elektron (berkas elektron) menuju target.
4. Ketika berkas elektron menubruk target akan terjadi proses eksitasi pada atom-atom target, sehingga akan dipancarkan sinar-X karakteristik, dan proses pembelokan (pengereman) elektron sehingga akan dipancarkan sinar-X bremstrahlung.
5. Berkas sinar-X yang dihasilkan, yaitu sinar-X karakteristik dan bremstrahlung, dipancarkan keluar tabung melalui window.
6. Pendingin diperlukan untuk mendinginkan target karena sebagian besar energi pada saat elektron menumbuk target akan berubah menjadi panas.
III. Bagian – bagian Pesawat Rontgen
a. Control Table
 |
| Control Table |
Fungsi tiap komponen :
1. Main Switch
Berfungsi untuk menghubungkan supply listik PLN dengan pesawat roentgen.
3. Line Voltage Meter
Berfungsi untuk mengetahui apa tegangan PLN mengalami kenaikan atau penurunan.
3. Autotrafo
Berfungsi untuk memindahkan daya listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang kumparan primer dan kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core.
1. Main Switch
Berfungsi untuk menghubungkan supply listik PLN dengan pesawat roentgen.
3. Line Voltage Meter
Berfungsi untuk mengetahui apa tegangan PLN mengalami kenaikan atau penurunan.
3. Autotrafo
Berfungsi untuk memindahkan daya listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang kumparan primer dan kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core.
4. Line voltage compensator
Berfungsi untuk mengkompensasi nilai tegangan yang diperlukan pesawat jika terjadi penurunan atu kenaikan pada supply PLN.
5. KVP selector Mayor
Untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminal x 10 KV
6. KVP selector Minor
Untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminalnya 1 KV.
7. mA Kontrol
Berfungsi untuk mengatur arus pemanas filament yang kemudian akan digunakan sebagai penentu besarnya arus tabung yang digunakan.
8. mA limiter
Berfungsi untuk membatasi mengalirnya arus filamen, maksudnya agar tegangan pemanas filamen di atas sesuai dengan kemampuan kapasitas filamen tabung rontgen sehingga pemberian tegangan tersebut memberi pemanasan yang normal.
9. Timer control
Berfungsi untuk menentukan lamanya penyinaran.
10. Rad/Flor Selector
Berfungsi untuk memilih radiografi atau fluorcopy.
11. Tombol Ready
Berfungsi untuk melakukan ready.
12. Tombol Exposure
Berfungsi untuk melakukan expose.
13. Emergency switch
Untuk memberhentikan segala proses yang sedang dilakukan oleh pesawat rontgen dalam keadaan emergency.
b. Rangkaian filamen
 |
| Rangkaian Supply HTT dan filament |
Trafo Berfungsi untuk memberikan beda potensial antara anoda dan katoda dimana anoda harus selalu mendapat polaritas positif dan katoda harus selalu mendapat polaritas negatif agar elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda dapat ditarik ke anoda.
1. Trafo Filament
Berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda. Terdiri dari bahan Tungsten yang mempunyai titik lebur yang tinggi 3600 oC dengan nomor atom 74. Filamen ini berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda
2. Rectifier
Berfungsi sebagai penyearah tegangan tinggi sebagai input anoda agar kualitas gambar yang dihasilkan lebih bagus.
3. Tube selector switch
Berfungsi untuk memilih tabung yang akan digunakan.
Berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda. Terdiri dari bahan Tungsten yang mempunyai titik lebur yang tinggi 3600 oC dengan nomor atom 74. Filamen ini berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda
2. Rectifier
Berfungsi sebagai penyearah tegangan tinggi sebagai input anoda agar kualitas gambar yang dihasilkan lebih bagus.
3. Tube selector switch
Berfungsi untuk memilih tabung yang akan digunakan.
4. Olie
Berfungsi sebagai pendingin.
c. X ray Tube Unit
Berfungsi sebagai pendingin.
c. X ray Tube Unit
 |
| X ray Tube Unit |
Dinding bagian luar tabungdisebut rumah tabung ,terbuat dari metal, bagian dalamnya terbuat dari lapisan timbal (Pb), Fungsi dinding ini agar dapat menekan radiasi yang tidak dibutuhkan. Rumah tabung juga dilengkapi sambungan kabel tegangan tinggi yaitu kabel dari HTT.
1. Insert Tube
Terbuat dari kaca (pyrex) yang tahan panas, karena pada saat pengeksposan hanya ada 1% sinar-X, dan 99%nya adalah panas. Di dalam insert tube terdapat bagian-bagian yaitu tabung kaca hampa udara, anoda dan katoda.
a. Anoda
Elektroda positif biasa juga disebut sebagai target jadi anoda disini berfungsi sebagai tempat tumbukan elektron. Ada 2 macam anoda yaitu anoda diam dan anoda putar.
1) Anoda diam (Stationary Anode)
Anoda diam pada tabung sinar-X terbuat dari plat tungsten kecil karena lebih efisien dalam menghasilkan sinar-X, dan mempunyai titik lebur yang tinggi sekitar 3400oC sehingga mampu menahan suhu tinggi yang dihasilkan dan juga tungsten baik untuk menyerap panas.
1. Insert Tube
Terbuat dari kaca (pyrex) yang tahan panas, karena pada saat pengeksposan hanya ada 1% sinar-X, dan 99%nya adalah panas. Di dalam insert tube terdapat bagian-bagian yaitu tabung kaca hampa udara, anoda dan katoda.
a. Anoda
Elektroda positif biasa juga disebut sebagai target jadi anoda disini berfungsi sebagai tempat tumbukan elektron. Ada 2 macam anoda yaitu anoda diam dan anoda putar.
1) Anoda diam (Stationary Anode)
Anoda diam pada tabung sinar-X terbuat dari plat tungsten kecil karena lebih efisien dalam menghasilkan sinar-X, dan mempunyai titik lebur yang tinggi sekitar 3400oC sehingga mampu menahan suhu tinggi yang dihasilkan dan juga tungsten baik untuk menyerap panas.
 |
| Tabung Rontgen dengan Anoda Diam |
2) Anoda putar (rotating anode)
Anoda putar terbuat dari bahan tungsten. Perputaran anoda dalam tabung sinar-X tersebut mengakibatkan tumbukan berkas elektron akan merata dan mampu menahan panas yang ditimbulkan dari tumbukan berkas elektron tersebut, walaupun dengan waktu eksposi yang lama.
 |
| Tabung Rontgen dengan Anoda Putar |
b. Katoda
Katoda / filament terbagi 2, yaitu :
1) Katoda Direct
Disebut juga katoda langsung yaitu filament yang sekaligus berfungsi sebagai katoda.
2) Katoda Indirect
Disebut juga katoda tak langsung yaitu filament hanya berfungsi sebagai sumber elektron sedangkan katodanya dipisah (didepan filament), katodanya bisa terhubung dengan transformator filament atau dengan sumber lain.
Pada katoda juga dipasang Focussing Cup yaitu alat yang menyerupai mangkok untuk mengfokuskan jalannya electron dari anoda ke katoda.
3. Kolimator
Kolimator merupakan salah satu bagian dari pesawat sinar-X yang memiliki fungsi untuk pengaturan besarnya ukuran lapangan radiasi. Kolimator memiliki beberapa komponen yaitu lampu kolimator, plat timbal pembentuk lapangan, meteran untuk mengukur jarak dari fokus ke detektor atau ke film, tombol untuk menghidupkan lampu kolimasi, dan filter Aluminium (Al) dan/atau tembaga (Cu) sebagai filter tambahan.
4. Filter
Filter sebagai penyaring berkas sinar-X yang mempunyai panjang gelombang pendek. Dimana jenis panjang gelombang tersebut dapat mengakibatkan kanker kulit.
5. Stator
Berfungsi sebagai alat untuk memutar anoda. Rotor atau stator ini hanya terdapat pada tabung sinar x yang menggunakan anoda putar.
6. Oli dialase
Oli dialase yang berfungsi sebagai bahan isolasi tegangan tinggi dan juga sebagai pendingin tabung rontgen.
d. Patient Table
1. Meja
Sebagai tempat pasien melakukan pemeriksaan.
Katoda / filament terbagi 2, yaitu :
1) Katoda Direct
Disebut juga katoda langsung yaitu filament yang sekaligus berfungsi sebagai katoda.
2) Katoda Indirect
Disebut juga katoda tak langsung yaitu filament hanya berfungsi sebagai sumber elektron sedangkan katodanya dipisah (didepan filament), katodanya bisa terhubung dengan transformator filament atau dengan sumber lain.
Pada katoda juga dipasang Focussing Cup yaitu alat yang menyerupai mangkok untuk mengfokuskan jalannya electron dari anoda ke katoda.
3. Kolimator
Kolimator merupakan salah satu bagian dari pesawat sinar-X yang memiliki fungsi untuk pengaturan besarnya ukuran lapangan radiasi. Kolimator memiliki beberapa komponen yaitu lampu kolimator, plat timbal pembentuk lapangan, meteran untuk mengukur jarak dari fokus ke detektor atau ke film, tombol untuk menghidupkan lampu kolimasi, dan filter Aluminium (Al) dan/atau tembaga (Cu) sebagai filter tambahan.
4. Filter
Filter sebagai penyaring berkas sinar-X yang mempunyai panjang gelombang pendek. Dimana jenis panjang gelombang tersebut dapat mengakibatkan kanker kulit.
5. Stator
Berfungsi sebagai alat untuk memutar anoda. Rotor atau stator ini hanya terdapat pada tabung sinar x yang menggunakan anoda putar.
6. Oli dialase
Oli dialase yang berfungsi sebagai bahan isolasi tegangan tinggi dan juga sebagai pendingin tabung rontgen.d. Patient Table
1. Meja
Sebagai tempat pasien melakukan pemeriksaan.
2. Bucky kaset
Tempat menaruh kaset
 |
| Bucky Stand |
Tempat lembar film negatif ditemaptakn, di tempat ini terjadi proses fluorensi sehingga hingga terbentuklah gambar negetif. Temapt ini tidak boleh terkena sinar matahari, sebab akan merusak atau membakar gambar.
4. Spot film device
Untuk merekan gambar saat dilakukan kegiatan fluoroskopi.
Untuk merekan gambar saat dilakukan kegiatan fluoroskopi.
 |
| Spot Film Device |
4. Citra rontgen
 |
| Gambar citra telapak tangan hasil scann |
IV. Delta Star
Pada motor dengan hubung star, tegangan phasa (salah satu belitan motor) lebih kecil dari tegangan line sumber, sedangkan pada hubungan delta, tegangan phasa sama dengan tegangan line sumber. Merujuk pada perlakuan arus dan tegangan pada jaringan distribusi dan transmisi, dimana alasan utama penerapan tegangan tinggi adalah untuk mengurangi besar arus yang mengalir pada jaringan tersebut. Yang berarti hubungan antara tegangan dan arus saling bertolak belakang.
Good
BalasHapus