Analisis Pengaruh Faktor Eksposi terhadap Nilai Computed Tomography Dose Index (CTDI) pada Pesawat Computed Tomography (CT) Scan

Transkripsi

1 Analisis Pengaruh Faktor Eksposi terhadap Nilai omputed Tomography Dose Index (TDI) pada Pesawat omputed Tomography (T) Scan Suryaningsih, Syamsir Dewang, Bualkar Abdullah Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin Analysis of Influence Exposure Factors on the omputed Tomography Dose Index (TDI) Values on omputed Tomography (T) Scan Suryaningsih, Syamsir Dewang, Bualkar Abdullah Physics Department, Faculty of Mathematics and Natural Science, Hasanuddin University ABSTRAK Dosis radiasi pada fantom T dari pesawat T scan telah dianalisis dengan menggunakan metode computed tomography dose index (TDI). TDI diukur pada fantom T kepala dengan diameter 6 cm dan tubuh dengan diameter cm. TDI diukur dengan menggunakan T dose profiler dengan panjang aktif mm. TDI diperoleh dengan pengaturan tegangan dari 8 sampai kv dan arus dari sampai ma. TDI tertinggi pada tegangan kv dan terendah pada 8 kv. Pada variasi arus, nilai TDI tertinggi pada arus ma dan terendah pada ma. TDI kemudian diolah menggunakan persamaan volume computed tomography dose index (TDI vol). TDI vol pada fantom T kepala dengan variasi tegangan tabung berada dalam rentang,9 mgy sampai, mgy, dan variasi arus tabung berada dalam rentang,88 mgy sampai,9 mgy. TDI vol pada fantom T tubuh dengan variasi tegangan tabung berada dalam rentang 4,6 mgy sampai,4 mgy, dan variasi arus tabung berada dalam rentang,4 mgy sampai, mgy. Ini menunjukkan bahwa semakin besar tegangan dan arus tabung yang digunakan, semakin besar pula nilai TDI vol yang diperoleh fantom. Kata Kunci : Volume omputed Tomography Dose Index, Tegangan, Arus ABSTRAT Radiation dose on the phantom from T scan was analyzed using method of computed tomography dose index (TDI). TDI measured on T head phantom, which has 6 cm of diameter for head phantom and cm of diameter for body phantom. TDI measured using T dose profiler with an active length of mm. TDI was obtained by setting the voltage from 8 to kv and current of to ma. The maximum TDI value of variant of tube voltage at kv and the minimum value TDI value at 8 kv. For tube current, the maximum TDI value at ma and the minimum value TDI value at ma. TDI then processed using the equation volume computed tomography dose index (TDI vol). TDI vol on the head phantom with the tube voltage variation is within range of,9 mgy until, mgy, at the tube current variation is within range of,88 mgy until,9 mgy. TDI vol on the body phantom with the tube voltage variation is within range of 4,6 mgy until,4 mgy, at the tube current variation is within range of,4 mgy until, mgy. It show that the larger tube voltage and current were used, the greater value of TDI vol obtained the phantom. Keywords : Volume omputed Tomography Dose Index, Voltage, urrent

2 Pendahuluan Pemanfaatan sinar-x sebagai salah satu sumber radiasi dalam bidang radiologi yaitu pesawat diagnostik terus berkembang seiring waktu, salah satunya adalah omputed Tomography (T) scan. Pemanfaatan radiasi pengion dalam bidang radiodiagnostik perlu memperhatikan dua aspek, yaitu risiko yang diperoleh dan manfaat yang ingin dicapai. Sinar-X sebagai radiasi pengion memiliki konsekuensi efek radiasi tertentu, baik yang bersifat stokastik maupun deterministik []. Persentase penggunaan T scan di negara maju, salah satunya di Inggris pada tahun 7 adalah % dari seluruh pemeriksaan radiologi dengan persentase dosis sebesar 4% terhadap dosis kolektif medis dan di Amerika Serikat pada tahun 7 persentase penggunaan T scan mencapai 6% dari keseluruhan pemeriksaan radiologi dimana menyumbang dosis sebesar 49% terhadap dosis kolektif medis []. Survei terbaru ditemukan bahwa persentase dosis dari pemeriksaan T scan memberikan kontribusi 6 sampai 7% dari dosis kolektif pasien, yakni sebesar,9 msv/tahun []. Metode yang digunakan untuk mengetahui perkiraan dosis yang diterima oleh pasien pada pemeriksaan T scan adalah omputed Tomography Dose Index (TDI). TDI merupakan integral profil dosis D(z) di sepanjang sumbu rotasi untuk satu kali rotasi dibagi dengan nominal tebal berkas sinar-x []. Parameter scan yang mempengaruhi dosis radiasi yang diterima pasien T scan antara lain adalah faktor eksposi yakni tegangan tabung sinar-x (kv) dan arus tabung sinar-x []. Tegangan tabung dan arus sinar-x merupakan parameter pembangkit sinar-x, sehingga berpengaruh pada intensitas radiasi yang diterima pasien. Tegangan tabung berpengaruh pada daya tembus sinar-x untuk melewati suatu bahan, dan arus tabung sinar-x berpengaruh pada kualitas sinar-x. Pada penelitian ini, penulis akan menganalisis pengaruh faktor eksposi yakni tegangan dan arus tabung sinar-x terhadap perubahan nilai Volume omputed Tomography Dose Index (TDI vol) yang mewakili dosis radiasi yang diterima pasien pada pemeriksaan T scan. Teori omputed Tomography (T) scan merupakan modalitas pencitraan diagnostik pertama yang mampu menghasilkan citra penampang lintang bagian internal tubuh dengan memanfaatkan x- ray. T scan menghasilkan sinar-x dengan energi berkisar -7 kev dan panjang gelombang.8-. nm. Komponen dasar yang dimiliki oleh T scan adalah gantry, meja pemeriksaan, dan unit komputasi. [4] TDI adalah integral profil dosis D(z) di sepanjang sumbu z tegak lurus terhadap bidang scan untuk scan aksial tunggal dibagi dengan jumlah irisan tomografi (N) dan lebar nominal irisan (T). + TDI= D(z)dz () N T - D(z) : profil dosis serap (mgy) Untuk memberikan standar pengukuran berdasarkan panjang obyek diperkenalkan TDI. TDI diukur menggunakan bilik ionisasi pensil dengan panjang mm dengan cm volume aktif dan menggunakan phantom acrylic standar TDI. + mm TDI = N T D(z)dz () - mm TDI weighted (TDI w) untuk memberikan perkiraan rata-rata nilai TDI. TDI w didefinisikan sebagai penjumlahan ⅓ TDI yang diukur pada tengah fantom dan ⅔ TDI diukur pada tepi fantom. TDI w = TDI, + TDI,P () TDI vol mewakili dosis dari scan volume dari protokol tertentu pada phantom standar. TDI w TDI vol = (4) T pitch factor Faktor eksposi meliputi tegangan tabung (kv) dan arus tabung (ma). Tegangan tabung sinar- X menentukan besar energi sinar-x yang diemisikan oleh tabung sinar-x dan akan memengaruhi besar dosis, noise dan kontras gambar. Semakin besar beda tegangan antara anoda dan katoda, elektron akan semakin dipercepat dan sinar-x yang dihasilkan memiliki energi rata-rata yang lebih tinggi [,6,7]. Hubungan antara tegangan tabung dengan intensitas radiasi dapat dilihat sebagai berikut ini: I kv () Dimana I adalah intensitas sinar-x dan kv adalah besar tegangan. Arus tabung didefinisikan sebagai jumlah elektron persatuan waktu yang bergerak dari katoda ke anoda. Paparan sinar-x yang terjadi sebanding dengan besarnya arus tabung. Hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut:

3 TDI (mgy) I ma (6) dengan I adalah intensitas sinar-x dan ma adalah kuat arus. Jika tabung sinar-x diberikan tegangan tinggi, maka elektron akan bergerak dari filamen yakni katoda (elektroda negatif) menuju ke target yakni anoda (elektroda positif), dimana elektron tersebut akan memperoleh energi (E). Besar energi yang diperoleh elektron dapat dilihat pada persamaan berikut : E = e V (7) dimana e adalah elementer elektron yakni,6 x - 9 dan V adalah beda potensial antara anoda dan katoda, satuannya adalah volt. [] Untuk mencari intensitas persamaannya seperti berikut : E I = 4 π d (8) dimana I adalah intensitas radiasi (erg/m s), E adalah energi yang diperoleh elektron, dan d adalah jarak antara sumber radiasi dan objek (m). [] Arus tabung sinar-x memengaruhi banyak sinar-x yang dihasilkan. Batas dosis aman diatur pada Perka BAPETEN No. tahun tentang pedoman dosis pasien Radiodiagnostik. Metodologi Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Pesawat T scan Toshiba Alexion 6- slice, Fantom T dose model 7, T dose profiler merupakan alat ukur radiasi yang dikeluarkan oleh pesawat T scan, Barracuda sebagai detektor dosis, Adapter Bluetooth, perangkat lunak Ocean dan T Dose Profiler Analyzer. Pada penelitian ini dilakukan beberapa langkah sebagai berikut:. Pesawat T scan dihidupkan, menghubungkan T dose profiler dan bluetooth pada Barracuda. Perangkat Barracuda kemudian dipasangkan dengan perangkat lunak T dose profile analyzer untuk variasi tegangan tabung sinar-x dan Ocean untuk variasi arus tabung sinar-x.. Fantom diletakkan di atas meja pasien. T dose profiler dimasukkan ke dalam lubang fantom yang berada di pusat dan di tepi.. PengaturanVariasi Parameter tegangan tabung sinar-x mulai 8 kv, kv, kv, dan kv dan arus tabung,,, dan ma dengan parameter penyinaran lain tetap. 4. Untuk membedakan jenis pemeriksaan, pada fantom kepala dipilih pemeriksaan head routine dan pada fantom tubuh dipilih pemeriksaan body routine. Hasil dan Pembahasan Data penelitian nilai keluaran dosis radiasi pesawat omputed Tomography (T) scan yakni TDI diperoleh dengan melakukan penyinaran terhadap fantom kepala dan tubuh T berbahan Polimethyl Methacrylate (PMMA) dimana pengukuran dosis radiasi menggunakan T dose profiler dengan pengaturan tegangan dan arus tabung sinar-x bervariasi. A. Nilai TDI dan TDI vol dengan Variasi Tegangan Tabung pada Fantom Kepala Pengukuran nilai TDI pada fantom kepala dan tubuh dilakukan dengan beberapa variasi tegangan tabung sinar-x dan parameter lain tetap di semua titik pengukuran, P, P, P, dan P 4. Nilai TDI dengan variasi nilai tegangan tabung sinar-x (kv) pada fantom kepala pada titik ukur diperoleh dengan range 9,66-,6 mgy, titik ukur P diperoleh 4,-4, mgy, titik ukur P diperoleh,4-8, mgy, titik ukur P diperoleh 7,-,7 mgy, dan titik ukur P 4 diperoleh,8-,7 mgy. Berikut adalah grafik hubungan tegangan tabung terhadap nilai TDI pada semua titik pengukuran. 4 8 Gambar. Grafik hubungan nilai tegangan tabung sinar-x terhadap nilai TDI. Pemilihan tegangan tabung sebesar 8 kv selalu menghasilkan nilai TDI yang relatif lebih rendah, berbeda dengan besar tegangan tabung kv selalu menghasilkan nilai TDI yang relatif lebih tinggi dibandingkan pemilihan tegangan tabung sebesar dan kv untuk semua titik pengukuran baik, P, P, P dan P 4. Pada gambar menampakkan bahwa P P

4 TDI (mgy) TDI (mgy) TDI vol (mgy) TDI vol (mgy) semakin besar nilai tegangan tabung yang diberikan, semakin besar pula nilai TDI yang diperolehsemakin besar nilai tegangan tabung yang diberikan, semakin besar pula nilai TDI yang diperoleh. Nilai TDI pada titik P dan terendah pada P. Dengan menggunakan persamaan () untuk mencari nilai TDI w dan persamaan (4) untuk mencari nilai TDI vol. Gambar Hubungan tegangan tabung sinar-x terhadap nilai TDI vol. Dari grafik pada gambar. nilai TDI vol meningkat seiring dengan kenaikan tegangan tabung sinar-x yang diberikan. Korelasi antara TDI vol dan tegangan tabung sinar-x pada pemeriksaan kepala cukup baik (r =.989). B. Nilai TDI dan TDI vol dengan Variasi Tegangan Tabung pada Fantom Tubuh Nilai TDI dengan variasi nilai tegangan tabung sinar-x (kv) pada fantom tubuh pada titik ukur diperoleh dengan range,49-, mgy, titik ukur P diperoleh,4-,6 mgy, titik ukur P diperoleh 4,6-8, mgy, titik ukur P diperoleh 6,4-, mgy, dan titik ukur P 4 diperoleh 6,48-8,7 mgy. Berikut adalah grafik nilai TDI pada fantom tubuh. y = 7.x +.7 R² = Gambar. Hubungan tegangan tabung sinar-x terhadap nilai TDI pada fantom tubuh P P Sama halnya dengan fantom kepala, semakin besar nilai tegangan tabung yang diberikan, semakin besar pula nilai TDI yang diperoleh. Nilai TDI pada titik P dan terendah pada. y =.47x R² = Gambar 4. Hubungan tegangan tabung sinar-x terhadap nilai TDI vol. Dari grafik pada gambar IV., nilai TDIvol mengalami kenaikan secara linier seiring dengan kenaikan tegangan tabung sinar-x, semakin tinggi pemilihan tegangan tabung sinar-x, semakin tinggi pula nilai TDIvol yang diperoleh. Nilai TDIvol yang diperoleh berada di bawah dosis aman dalam rentang 4,6 mgy,4 mgy sesuai dengan Perka BAPETEN No. tahun.. Nilai TDI dan TDI vol dengan Variasi Arus Tabung pada Fantom Kepala Nilai TDI dengan variasi nilai arus tabung sinar-x (kv) pada fantom kepala pada titik ukur diperoleh dengan range,88-,76 mgy, titik ukur P diperoleh,86-4,74 mgy, titik ukur P diperoleh,9-,8 mgy, titik ukur P diperoleh,88-,7 mgy, dan titik ukur P 4 diperoleh,88-,78 mgy. Berikut adalah grafik hubungan arus tabung terhadap nilai TDI pada fantom kepala 4 Nilai Arus Tabung sinar-x (ma) Gambar. Hubungan arus tabung sinar-x terhadap nilai TDI pada fantom kepala P P 4

5 TDI (mgy) TDI vol (mgy) TDI vol (mgy) Dari grafik diatas, terdapat kecenderungan yang sama, yakni nilai TDI meningkat secara linier seiring dengan kenaikan nilai arus tabung sinar-x. Nilai TDI paling tinggi pada P dan terendah pada P. 4 y =.9999x -.8 R² =.997 Arus Tabung sinar-x (ma) Gambar 6. Hubungan arus tabung sinar-x terhadap nilai TDI vol. Dari grafik pada gambar 8, nilai TDI vol mengalami kenaikan secara linier seiring dengan kenaikan arus tabung sinar-x, semakin tinggi pemilihan arus tabung sinar-x, semakin tinggi pula nilai TDI vol yang diperoleh. Korelasi antara TDI vol dan arus tabung sinar- X pada pemeriksaan kepala cukup baik (r =.997). D. Nilai TDI dan TDI vol dengan Variasi Arus Tabung pada Fantom Tubuh Nilai TDI dengan variasi nilai arus tabung sinar-x (kv) pada fantom kepala pada titik ukur diperoleh dengan range,6-, mgy, titik ukur P diperoleh,6-,4 mgy, titik ukur P diperoleh,-,6 mgy, titik ukur P diperoleh,4-,8 mgy, dan titik ukur P 4 diperoleh,4-, mgy. Berikut adalah grafik hubungan arus tabung terhadap nilai TDI pada fantom kepala Arus Tabung sinar-x (ma) Gambar 7. Hubungan arus tabung sinar-x terhadap nilai TDI pada fantom Tubuh. P P Dari gambar diatas, pada titik pengukuran P, nilai TDI diperoleh paling tinggi dan terendah pada. Nilai TDI yang di peroleh seiring dengan kenaikan arus tabung y =.6x +. R² =.9999 Arus Tabung sinar-x (ma) Gambar 8. Hubungan arus tabung sinar-x terhadap nilai TDI vol untuk fantom Tubuh Dari gambar IV., nilai TDIvol mengalami kenaikan secara linier seiring dengan kenaikan arus tabung sinar-x. Korelasi antara TDIvol dan tegangan tabung sinar-x pada pemeriksaan tubuhs cukup baik (r =.999). TDIvol mewakili dosis yang diterima oleh pasien, jadi semakin besar pengaturan arus yang diberikan maka semakin besar pula dosis radiasi yang diterima pasien pada pemeriksaan T scan. Kesimpulan dan Saran Dari penelitian ini dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :. Pengaruh faktor eksposi terhadap perubahan nilai Volume omputed Tomography Dose Index (TDI vol) yang mewakili dosis radiasi yang diterima pasien yakni semakin besar tegangan dan arus tabung yang diberikan, maka semakin besar pula nilai TDI vol yang akan diperoleh.. Titik pengukuran yang paling banyak menerima radiasi yakni P atau tepat dibawah tabung sinar-x pada saat posisi, kecuali fantom tubuh pada variasi tegangan tabung yakni pada P. Titik pengukuran yang paling sedikit menerima radiasi untuk fantom kepala yakni titik P atau tepat dibawah pusat fantom dan untuk fantom tubuh pada pusat fantom.. Dari hasil perhitungan dari data yang diperoleh untuk fantom kepala, TDI vol pada variasi tegangan tabung berada dalam rentang,9 mgy. mgy ; variasi arus tabung berada dalam rentang,88 mgy.9 mgy, sesuai dengan Perka

6 BAPETEN No. tahun yakni batas dosis aman mgy. Untuk fantom tubuh, TDI vol pada variasi tegangan tabung berada dalam rentang,88 mgy.9 mgy ; variasi arus tabung berada dalam rentang,4 mgy. mgy, sesuai dengan Perka BAPETEN No. tahun batas dosis aman untuk badan adalah mgy. DAFTAR PUSTAKA [] The ImPAT Group. (9). Buyer s Guided: Multi-Slice T Scanners. St. George s Healthcare Trust, The ImPAT Group. [] Manzil, Emidatul. (). Faktor Fantom dan Estimasi Dosis Efektif dari Hasil Pengukuran omputed Tomography Dose Index (TDI). Universitas Indonesia. [] International Atomic Energy Agency. (9). Dose Reduction in T while Maintaining Diagnostic onfidence: A Feasibility/Demonstration Study. IAEA. [4] International Atomic Energy Agency. (7). Technical Report Series No.47. Dosimetry in Diagnostic Radiology: An [] Siemens. (). Easy Guide to Low Dose. Siemens AG. Medical Solution. [6] Siemens Medical. (7). Somatom Sensation 4/6 Application Guide. Siemens AG Medical Solution. [7] Bauhs, J.A., J. Vrieze, T., N. Primak, A., Bruesewitz, M.R., H. Mcollough,. (8). T Dosimetry: omparison of Measurement Techniques and Devices. [8] Meredith, W.J. and Massey, J.B. (977). Fundamental Physics of Radiology. Third Edition. John Wright and Sons Ltd, Brisbol. [9] Sprawls. (987). Physical Principles of Medical Imaging. Aspen Publisher Inc. USA. 6