HUBUNGAN TEGANGAN DAN CITRA RADIOGRAFI REAL TIME PADA PESAWAT SINAR-X RIGAKU RADIOFLEX-250EGS3 Zaenal Abidin, Muhamad Isa, Tri Wulan Tjiptono* zaenala6@gmail.com STTN-BATAN, *) PTAPB BATAN Yogyakarta Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta 55281 Telp: (0274) 484085, 489716, Fax: (0274) 489715 INTISARI HUBUNGAN TEGANGAN DAN CITRA RADIOGRAFI REAL TIME PADA PESAWAT SINAR-X RIGAKU RADIOFLEX-250EGS3. Telah dilakukan penelitian hubungan antara tegangan dan citra radiografi real time pesawat sinar-x rigaku radioflex-250egs3. Penelitian dilakukan dengan menyinari lempeng sintillator BC 704 dengan pesawat sinar-x pada tegangan 110 kv s.d 250 kv dengan interval 10 kv dan jarak antara pesawat sinar-x dengan sintilator adalah 50 cm, 55 cm, 60 cm, 65 cm dan 70 cm. Kelipan sintilator ditangkap dengan kamera ICCD yang dihubungkan dengan komputer. Citra yang diperoleh ditentukan nilai luminositasnya, kemudian dicari hubungan antara tegangan dengan luminisitas citra. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tegangan operasi pesawat sinar X menghasilkan citra dengan nilai luminitas tertentu, semakin tinggi tegangan, nilai luminitas dari citra yang dihasilkan semakin besar. Jarak semakin jauh, nilai luminositasnya semakin berkurang. Hubungan antara nilai luminisitas (y) dan tegangan (x) yang paling linear adalah y = 1,506x-155,8 dengan nilai R2 = 0,993 terletak pada jarak 70 cm. Kata kunci : kamera ICCD, nilai luminositas, variasi tegangan dan jarak ABSTRACT RELATIONSHIP BETWEEN VOLTAGE AND REAL-TIME RADIOGRAPHIC IMAGE FROM RIGAKU RADIOFLEX -250EGS3 X-RAY MACHINE. The relationship between voltage and real-time radiographic image from the X-ray machine Rigaku radioflex-250egs3 has been studied. The study was conducted by exposing X-rays to sintillator plate BC704 at 110 kv up to 250 kv at 10 kv interval and the distance between the X-ray machine with the scintillator is 50 cm, 55 cm, 60 cm, 65 cm and 70 cm. Light from the scintillator was captured by ICCD camera connected to a computer. The image obtained is determined value of luminositas, then look for the relationship between the voltage to the image. The results showed that the operating voltage, the resulting image has a greater value luminosity. The distance the farther it will decrease the value of luminosity. The relationship between the luminosity (y) and voltage (x) is the most linear (y = 1.506 x-155,8) with the value of R 2 = 0.993 located at a distance of 70 cm. Keywords: ICCD camera, the value of luminosity, voltage variation and distance 1. PENDAHULUAN Pengawasan penggunaan pesawat sinar-x harus dilakukan secara teratur dan berkelanjutan agar terjamin keselamatan pekerja, pasien dan masyarakat. Salah satu aspek yang diawasi adalah kebocoran pesawat sinar-x dan kemampuan penyinaran. Uji kebocoran biasa dilakukan dengan mengoperasikan pesawat pada kv dan ma maksimal, window tertutup, dan diukur paparan radiasinya pada jarak 1 m dari focal spot [1]. Kemampuan penyinaran sinar-x biasa dilihat dari kemampuan menghitamkan film, hal ini memerlukan waktu, untuk menghemat waktu maka dibutuhkan suatu alat yang dapat langsung menunjukkan kemampuan penyinaran pesawat sinar-x, alat ukur daya penyinaran merupakan alat yang dapat mengukur daya keluaran sinar-x, tetapi alat ini belum dimiliki. Pengukuran kemampuan penyinaran pesawat sinar-x dapat diketahui dari kemampuan menghasilkan citra real time yang dihasilkan dengan melihat nilai luminisitasnya. Data tentang nilai luminisitas suatu citra yang dihasilkan dari pengoperasian pesawat sinar-x belum banyak dipublikasikan, data ini penting karena dapat digunakan untuk mengukur kemampuan penyinaran pesawat sinar-x. Penelitian ini akan menentukan nilai luminisitas dari citra real time yang hasilkan Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 400 Zainal Abidin dkk
dari penyinaran pesawat sinar-x pada tegangan 110 kv sampai dengan 250 kv dengan rentang 10 kv, nilai luminisitas ini dibandingkan dengan tegangan operasinya, kemudian dicari persamaan hubungannya. Hasil penelitian dapat dikembangkan untuk menentukan kemampuan daya penyinaran pesawat sinar-x, kalibrasi penunjuk tegangan pada pesawat sinar-x. 2. TEORI Sinar-X Proses terjadinya sinar-x dapat dibedakan berdasarkan kejadiannya, yaitu: 1. Radiasi sinar-x yang dihasilkan akibat perlambatan berkas elektron cepat mengenai anoda yang disebut pengereman laju elektron atau efek bremsstrahlung 2. Radiasi sinar-x yang dihasilkan akibat perpindahan elektron dari kulit luar ke kulit lebih dalam yang disebut dengan sinar-x karakteristik. Pada dasarnya pesawat sinar-x terdiri dari sumber elektron, tabung sinar-x, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektroda dalam tabung sinar-x, dan unit pengatur. Pesawat sinar-x akan menjadi sumber radiasi apabila dioperasikan [2][3]. Layar Pendar (Detektor Sintilator BC 704). Detektor sintilator BC-704 adalah layar fosfor yang terbuat dari ZnS(Ag) dan 6 Li. Detektor BC-704 biasanya berbentuk persegi dan datar. Layar BC-704 tebal standarnya kira-kira 1 mm tebal pelat aluminum, tetapi dapat disesuaikan dengan pesanan ataupun permintaan [4]. Detektor ini berfungsi mengubah foton menjadi kelipan cahaya. Prosedur Penelitian 1. Pemasangan alat 2. Setting pencahayaan 3. Aging pesawat sinar X 4. Pengambilan data pada kv dan jarak tertentu 5. Menyimpan citra video yang dihasilkan 6. Mengolah citra yang dihasilkan penuh, mampu menangkap banyangan sekecilpun yang terdiri generator penunda, unit gerbang tegangan tinggi dan unit kamera. Kamera ICCD (Intensif Charge Coupled Device) Kamera ICCD adalah kamera yang dilengkapi dengan sensor CCD yang terintegrasi CCD (charge-coupled device) berfungsi mengubah cahaya menjadi elektron, cara kerja sensor ini seperti prinsip kerja sel surya. Sensor seperti memiliki ribuan bahkan jutaan sel surya yang kecil dalam bentuk matrik dua dimensi. Masing-masing sel akan mengubah cahaya dari sebagian kecil gambar yang ditangkap menjadi elektron. Langkah berikut adalah membaca nilai dari setiap sel di dalam gambar. Dalam kamera CCD, nilai tersebut dikirimkan ke dalam sebuah chip dan sebuah konverter analog ke digital mengubah setiap nilai piksel menjadi nilai digital [5]. 3. METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Alat dan bahan yang adalah pesawat sinar-x rigaku radioflek 250EG S3, kamera ICCD, kontrol kamera iccd, detektor sintilator bc 704, laptop, kotak hitam, lensa kamera, cermin yang dilapisi kaca Pb dan tv tuner internal [6] Gambar 1. Skema alat penelitian 4. HASIL PEMBAHASAN Citra Sintilasi Dengan Variasi Dalam penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan tegangan pesawat sinar-x dari 110 kv s.d 250 kv. Untuk citra real time radiografi yang dihasilkan dengan memvariasikan tegangan, data yang terjadi berupa data visual berbentuk video. Data visual berupa video diolah menjadi data digital dengan cara merubahnya menjadi gambar. Dengan bantuan program computer data digitalnya dapat diketahui. Data digitalnya adalah berupa nilai luminositas (nilai yang menunjukkan tingkat keputihan gambar). Tabel 1 adalah data digital yang diolah Zainal Abidin dkk 401 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
Tabel 1. Histogram luminositas pada jarak 50 cm, gain 300 (kv) Citra1 Citra2 Citra3 Citra4 Citra5 rerata 110 161,17 161,32 168,12 173,81 162,18 165,32 120 172,2 176,58 180,84 178,78 163,78 174,436 130 219.34 210,38 217,95 216.72 207,36 214,35 140 240,33 243,73 236,64 236,81 232,21 237,944 150 243,68 242,87 242,85 243,91 240,27 242,716 160 245,21 246,68 246,79 246,62 245,74 246,208 170 249,26 247,81 249,7 247,74 248,81 248,664 180 248,6 248,22 249,92 249,41 248,67 248,964 190 249,82 250,37 249,73 249,94 249,51 249,874 200 250,72 250,81 250,79 250,87 250,25 250,688 210 250,65 250,63 251,18 250,78 250,57 250,762 220 251,13 250,71 251,39 250,74 251,44 251,082 230 253,57 253,94 253,93 253,27 253,02 253,546 240 254,21 254,26 254,22 254,28 251,33 25366 250 254,54 254,46 254,45 251,63 254,37 253,89 Contoh citra radiografi real time ini dapat dilihat pada Gambar 2. Nilai luminositas Gambar 2 dapat dilihat pada kolom Citra 1 tegangan 130 kv. Citra Sintilasi Dengan Variasi Jarak Variasi tegangan diberikan dengan interval 5 cm, mulai dari jarak 50 cm sampai dengan 70 cm. Untuk data pada jarak 50 cm dan selanjutnya sampai jarak 70 cm gain menjadi tetap, yaitu 300. Tabel 2 merupakan data citra luminositas pada jarak 50 cm sampai dengan jarak 70 cm dengan gain 300 yang sudah diolah menjadi data digital. Gambar 2. Citra pada tegangan 130 kv dengan jarak 50 cm (kv) Tabel 2 Histogram luminositas jarak 50 cm s.d 70 cm, gain 300 Nilai luminositas jarak 50 cm jarak 55 cm jarak 60 cm jarak 65 cm jarak 70 cm 110 165,320 111,818 68,964 41,332 22,638 120 174,436 132,436 89,392 56,656 30,580 130 214,350 144,112 104,034 67,628 39,984 140 237,944 157,266 116,368 77,234 50,408 150 242,716 186,446 142,368 95,442 63,748 160 246,208 224,814 162,876 116,238 78,966 170 248,664 239,470 188,256 131,860 98,004 180 248,964 242,988 210,574 148,020 112,226 190 249,874 245,858 230,096 168,738 127,996 200 250,688 248,292 239,212 191,818 141,204 210 250,762 249,346 240,124 203,178 157,308 220 251,082 250,082 244,778 228,936 174,086 230 253,546 250,512 246,282 229,528 195,016 240 253,660 250,626 247,472 239,658 211,252 250 253,890 250,666 249,172 240,438 226,740 Dari Tabel 2 dibuat sebuah kurva hubungan tegangan pesawat sinar-x dengan citra luminositas pada jarak 50 sampai dengan jarak 70 cm dengan nilai luminositas di sumbu Y dan tegangan di sumbu X, tiap garisnya dibuat persamaan liniernya. Pada Gambar 3 terlihat bahwa garis yang paling linier berasal dari garis jarak 70 cm dengan persamaan y = 1,506x-155,8 dan nilai R 2 = 0,993 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 402 Zainal Abidin dkk
Gambar 3. Hubungan luminositas terhadap tegangan sinar-x Dari data di atas dapat ditentukan bahwa semakin jauh jarak layar pendar maka puncak nilai luminositas akan menurun. Hal ini memang dikaitkan dengan nilai intensitas sinar-x yang diterima oleh layar pendar untuk berubah menjadi cahaya tampak, semakin jauh jarak layar pendar maka nilai intensitas sinar-x akan menurun. Dengan menurunnya nilai intensitas sinar-x maka cahaya tampak yang dihasilkan oleh layar pendar menjadi sedikit. Citra yang diperoleh dalam pengujian ini tidak berhubungan dengan kuadrat jarak. Hal ini dapat kita lihat dengan pendekatan nilai luminositas pada jarak 50 cm sebagai nilai intensitas yang pertama, nilai luminositas pada jarak 55 cm sebagai nilai intensitas yang kedua, nilai luminositas pada jarak 60 cm sebagai nilai intensitas yang ketiga, nilai luminositas pada jarak 65 cm sebagai nilai intensitas yang keempat, dan nilai luminositas pada jarak 70 cm sebagai nilai intensitas yang kelima. Diketahui bahwa interval jarak 5 cm, setelah dihitung dengan rumusan I o /I = r o 2 / r 2 dan kita perbandingkan dengan data pada Tabel 2, ternyata hubungan kenaikan nilai luminositas dengan kuadrat jarak tidak ada hubungannya. Data untuk nilai luminositas yang seharusnya muncul dengan perhitungan I o /I = r o 2 / r 2 dengan asumsi nilai awal pada jarak 50 cm dapat terlihat pada Tabel 3. Zainal Abidin dkk 403 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
Tabel 3. Nilai luminositas yang memakai perbandingan kuadrat jarak Nilai luminositas (kv) jarak 50 cm jarak 55 cm jarak 60 cm jarak 65 cm jarak 70 cm 110 165,32 137,22 115,26 97,97 84,26 120 174,36 144,72 121,56 103,33 88,86 130 214,35 177,91 149,44 127,03 109,24 140 237,94 197,49 165,89 141,01 121,27 150 242,72 201,45 169,22 143,84 123,70 160 246,21 204,35 171,66 145,91 125,48 170 248,66 206,39 173,37 147,36 126,73 180 248,96 206,64 173,58 147,54 126,89 190 249,87 207,40 174,21 148,08 127,35 200 250,69 208,07 174,78 148,56 127,76 210 250,76 208,13 174,83 148,61 127,80 220 251,08 208,40 175,05 148,80 127,96 230 253,55 210,44 176,77 150,26 129,22 240 253,66 210,54 176,85 150,32 129,28 250 253,89 210,73 177,01 150,46 129,40 Dari Tabel 3 nilai luminositas tidak sesuai dengan kuadrat jarak. 5. KESIMPULAN Citra dapat diperoleh dari sintilator BC 704 yang disinari pesawat sinar X, dan diperoleh hubungan antara tegangan (kv) pesawat sinar-x dengan nilai luminitas citra yang dihasilkan. Semakin tinggi tegangan (kv) pesawat sinar-x, maka nilai luminitas citranya semakin besar. Jarak antara sintilator dengan pesawat sinar-x semakin jauh maka nilai luminitas citranya semakin berkurang. Hubungan antara nilai luminitas (y) dan tegangan pesawat sinar-x (x) yang paling optimum (linear) secara empiris dinyatakan dengan persamaan y = 1,506x-155,8 dengan nilai R 2 = 0,993 terletak pada jarak 70 cm. 5. James R. Janesick, 2001, Scientific chargecoupled devices, SPIE Press. Copyright. 6. Isa. M., 2011, Hubungan dengan Citra Radiografi Real Time Pesawat Sinar X Rigaku Radioflex 250EGS3, STTN-BATAN, Yogyakarta 6. DAFTAR PUSTAKA 1. Abidin, Z., 2010, Nuklir dan Aplikasinya, STTN BATAN, Yogyakarta 2. Wardhana, WA., 2006, Teknologi Nuklir Proteksi Radiasi dan Aplikasiny, Penerbit ANDI, Yogyakarta 3. Panitia PPR STTN, 2010, Modul Pelatihan Petugas Proteksi Radiasi, STTN-BATAN, Yogjakarta 4. Anonim (2010). http://id.wikipedia.org/wiki/citra diakses pada tanggal 4 Agustus 2011. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 404 Zainal Abidin dkk