KUALITAS SINAR X

A.    PENGERTIAN KUALITAS SINAR X

Sebagai energi yang efektif dari sinar x-ay yang meningkat, penetrasi ini juga meningkat. penetrasi mengacu pada rentang paparan sinar-x pada bahan, energi paparan sinar-x yang lebih tinggi mampu menembus materi lebih jauh daripada paparan energi rendah. Penetrasi atau daya tembus sinar-x disebut kualitas sinar-x. Sinar-x dengan penetrasi tinggi disebut kualitas tinggi atau keras. Paparan dengan penetrasu yang rendah adalah kualitas rendah disebut paparan halus.

Kualitas sinar-x diidentifikasika secara numerik dengan HVL. HVL dipengaruhi oleh pengoperasian kVp dan jumlah filtrasu pada paparan yang berguna. Kualitas sinar-x demikian dipengaruhi oleh kVp dan filtrasi. Faktor ini yang mempengaruhi kualitas paparan juga mempengaruhi kontras film radiografi. Jarak dan mAs tidak mempengaruhi kualitas radiasi seperti yang mereka lakukakan pada kuantitas radiasi.

HALF VALUE LAYER

Meskipun sinar x yang diatenuasi secara eksponensial , sinar-x energi tinggi yang jauh lebih tajam daripada sinar-x energi rendah. Sedangkan sinar x 100 keV dilemahkan sekitar 3% percentimeter dari jaringan lunak, 10 keV sinar x berkurang sekitar 15% percentimeter dari jaringan lunak. Sinar x dari setiap energi yang diberikan lebih penetrasi pada bahan nomor atom rendah dibandingkan bahan nomor atom tinggi.

Dalam radiologi kualitas sinar x ditandai dengan Half Value Layer ( HVL ). HVL dari sinar x adalah ketebalan dari penyerapan pada bahan yang diperlukan untuk mengurangi intensitas sinar x untuk setengah dari nilai aslinya. Oleh karena itu HVL merupakan karakteristik dari sinar x. Sebuah sinar x diagnostik biasanya memiliki HVL dalam kisaran 3 sampai 5 mmAl atau 4 sampai 8 cm dari jaringan lunak.

Half Value Layer ditentukan secara eksperimental. Ada tiga bagian utama untuk pengaturan ini: tabung sinar x, detektor radiasi, dan ketebalan dinilai filter biasanya alumunium. Pertama pengukuran intensitas radiasi yang dibuat seperti cemara menghasilkan filter lebih tebal. Ketebalan filtrasi yang mengurangi intensitas sinar x untuk setengah dari nilai aslinya adalah HVL .

Contoh: Data berikut diperoleh dengan tabung radiografi dioperasikan pada 70 kVp sementara detektor diposisikan 100 cm dari target dengan 0,5 mmAl filter dimasukkan pada pertengahan antara target dan detektor. Perkirakan HVL dari pengamatan sederhana dari data tersebut, kemudian dilakukan plot data untuk melihat seberapa dekat anda.

Added mmAl	mR
None	94
0.5	79
1.0	67
1.5	57
2.0	49
2.5	42
3.0	38
3.5	33

Jawaban : satu setengah dari 94 adalah 47 dan oleh karena itu HVL harus antara 2 dan 2,5 mm Al. Plot data menunjukkan HVL menjadi 2,12 mm Al.

Salah satu cara praktis yang paling berguna untuk menyatakan kualitas seberkas sinar x terkandung dalam pemberian half-value-layer, yaitu ketebalan beberapa zat tertentu misalnya tembaga, diperlukan untuk mengurangi intensitas sinar sebesar 50 persen. Tentunya semakin besar dan tebal obyek, maka daya tembus sinar yang diperlukan semakin besar. Metode ini akan diperhatikan berkaitan dengan penyerapan sinar-X oleh materi, pertanyaan yang sangat penting, dimana pada tahap ini kita akan membahas hanya dalam aspek sederhana.

Misalkan sebuah elektroskop E, (atau lainnya perangkat untuk mengukur ionisasi dipertimbangkan kemudian), diletakkan di jalur seberkas sinar x, dan bahwa pembacaan ionisasi diambil ketika ketebalan meningkat berturut-turut dari bahan seperti tembaga ditempatkan pada L di jalan sinar. 
Ini mungkin akan menimbulkan pertanyaan: Kemudian, apa gunanya menggambarkan kualitas dengan HVL jika, ketika Anda bekerja dengan seberkas dalam cara kita baru saja dipertimbangkan, Anda tidak selalu mendapatkan hasil yang sama? Jawabannya adalah bahwa h.v.l. tersebut tidak bernilai banyak dibandingkan penggunaan pada umumnya kecuali seberkas sinar x telah disaring sebelum pengukuran penyerapan yang dibuat, sehingga komponen lembut telah hampir sepenuhnya dihapus. HVL kemudian digunakan patokan untuk untuk penetrasi rata-rata sisa paparan, kemudian nilai eksaknya tergantung pada jumlah penyaringan aslinya. Intinya adalah digambarkan oleh tabel XII, yang memberikan beberapa pengamatan yang sebenarnya dibuat oleh Bouwers dan Van der Tuuk pada sinar menembus meninggalkan tabung dioperasikan pada empat tegangan tinggi yang berbeda.

Catatan dua hal. (1) Dengan filtrasi yang sama tetapi meningkatkan tegangan, sinar yang lebih tajam, seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan yang stabil dalam HVL yang baik dalam kolom ketiga kedua atau, (2) Setelah peningkatan filtrasi, dalam hal ini 15mm tembaga terhadap 6mm paparan, untuk setiap tegangan tertentu, yang lebih tajam. Pada kolom ketiga, besaran h.v.l. semua konsisten sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan yang kedua, untuk tegangan yang sama.

HVL adalah metode terbaik untuk menentukan kualitas sinar x, terutama karena variasi dalam penetrasi dengan perubahan kVp dan filtrasi adalah hubungan yang tidak sederhana. Kombinasi yang berbeda ditambahkan filtrasi dan kVp dapat menghasilkan HVL paparan sinar x yang sama. Sebagai contoh, pengukuran dapat menunjukkan bahwa mesin single memiliki HVL sama ketika dioperasikan pada 70 kVp dengan 5 mmAl total filtrasi. Dalam hal ini penetrasi paparan tetap konstan, seperti halnya HVL. Ini akan menjadi salah untuk menentukan kualitas paparan dengan kVp atau fltrasi.

Sejumlah metode dapat digunakan untuk menentukan HVL dari sinar x. Mungkin yang paling mudah adalah dengan grafik hasil pengukuran intensitas x - ray yang dibuat dengan setup eksperimental. Nilai numerik sampel ditunjukkan seperti:

1.      Tentukan intensitas x - ray tanpa bahan yang menyerap.

2.      Tentukan intensitas x - ray sama dengan setengah intensitas asli dan menemukan nilai ini pada y , atau vertikal , sumbu grafik (A).

3.      Menarik garis paralel horisontal dengan sumbu x dari titik yang diidentifikasi pada langkah 2 sampai berpotongan dengan kurva (B)

4.      Dari titik perpotongan tarik garis vertical terhadap sumbu x

5.       Pada sumbu x baca ketebalan absorber yang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas sinar x untuk setengah nilai aslinya(C). Ini adalah Half Value Layer.

B.     FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUALITAS SINAR X

Kilovoltage. Sesuai dengan peningkatan kVp, begitu juga kualitas paparan dan HVL. Peningkatan kVp mengakibatkan pergeseran dari spektrum emisi sinar x ke sisi energi tinggi, menyebabkan peningkatan energi paparan yang efektif, sehingga membuatnya lebih ditembus.

Filtrasi. Tujuan utama dari penambahan filtrasi ke berkas sinarx adalah untuk menghapus dengan slektif energi sinar x rendah yang tidak memiliki kesempatan untuk sampai pada film tersebut. Filter paparan ideal menunjukkan bahwa itu dibutuhkan untuk benar-benar menghapus semua foton dengan energi di bawah tingkat yang ditentukan oleh jenis pemeriksaan sinar x. Sayangnya, penghapusan total tidak mungkin. Sesuai dengan peningkatan filtrasi, begitu juga kualitas paparan.

Hampir semua bahan dapat berfungsi sebagai filter sinar x. Alumunium dipilih karena efisien dalam menghilangkan  sinar x berenergi rendah melalui efek fotolistrik dan karena tersedia, murah, dan mudah dibentuk menjadi filter.

JENIS FILTRASI

Filtrasi paparan sinar x diagnostik  memiliki dua komponen: filtrasi inherent dan filtrasi tambahan.
Filtrasi inherent. Filtrasi paparan sinar x yang biasanya kita pikirkan adalah bahwa yang dihasilkan oleh lembaran tipis alumunium terpasang di antara pelindung tube housing dan kolimator, jenis filtrasi ini adalah filtrasi tambahan. Amplop kaca dari tabung sinar x juga filter sinar x yang tampak, tipe filtrasi ini disebut filtrasi inherent. Pemeriksaan tabung sinar x akan mengungkapkan bahwa bagian dari amplop kaca melalui mana dimana sinar x yang dipancarkan dari window adalah tipis. Hal ini untuk memberikan filtrasi inherent rendah.
Filtrasi inherent dari tujuan umum tabung sinar x biasanya sekitar 0,5 mmAl setara. Dengan usia, filtrasi inherent cenderung meningkat karena beberapa dari logam tungsten kedua target dan filamen menguap dan disimpan di dalam amplop kaca. Tabung tujuan khusus, seperti pada mamografi, memiliki jendela tabung sangat tipis, kadang-kadang terbuat dari berilium daripada kaca, dan memiliki filtrasi inherent sekitar 0,1 mmAl.
Filtrasi tambahan. Penambahan filter untuk sinar x, disebut filtrasi tambahan, melemahkan sinar x dari semua energi yang dipancarkan oleh tabung, tetapi melemahkan persentase yang lebih tinggi dari energi sinar x rendah daripada sinar-x energi tinggi. Ini menggeser sisi spektrum emisi sinar x energi tinggi. Pergeseran dalam spektrum emisi dihasilkan dalam paparan, dengan energi yang efektif lebih tinggi dan penetrasi karena itu lebih besar dan kualitas yang lebih tinggi. Filtrasi tambahan dihasilkan  dalam peningkatan Half Value Layer. Tingkat kenaikan  Half Value Layer tidak dapat diprediksi bahkan ketika ketebalan filtrasi tambahan diketahui.
Karena filtrasi tambahan melemahkan sinar x, itu mempengaruhi kuantitas sinar x. Nilai ini dapat diprediksi jika ada yang tahu HVL paparan. Filtrasi tambahan sama dengan HVL paparan mengurangi jumlah HVL prefiltered dan dihasilkan dalam paparan sinar x yang lebih sulit.
Contoh: tujuan umum tabung sinar x memiliki HVL 2,2 mmAl. Eksposur dari mesin ini adalah 2 mR/mAs (0,5 μC/kg-mAs) pada 100 cm SID. Jika 2,2 mmAl ditambahkan, kira-kira berapa intensitas sinar x nya?
Jawaban: ini merupakan tambahan dari satu HVL, oleh karena intensitas sinar menjadi 1 mR/mAs (0,25 μC/kg-mAs)
Filtrasi tambahan biasanya memiliki dua sumber dan total 2 sampai 3 mm dari alumunium setara. Pertama, 1 atau 2 mm lembar alumunium akan secara permanen terpasang pada port dari tube housing sinar x, antara housing dan kolimator. Jika kolimator adalah variabel light localizing konvensional aperture kolimator, kolimator akan memberikan kontribusi tambahan 1 mmAl, alumunium setara dengan filtrasi tambahan. Hasil filtrasi ini dihasilkan dari permukaan perak dari cermin di kolimator.
Filter kompensasi. Salah satu tugas yang paling sulit dihadapi teknologi radiologis menghasilkan gambar dengan kepadatan rata-rata seragam ketika memeriksa bagian tubuh yang sangat bervariasi dalam ketebalan atau komposisi jaringan. Selama PA radiografi dada, misalnya, jika dada kiri relatif radiopak karena cairan, konsolidasi, atau massa, gambar akan tampil dengan densitas optik yang sangat rendah di sisi kiri dada dan kepadatan optik sangat tinggi di sisi kanan dada. Satu bisa mengkompensasi variasi kepadatan dengan memasukkan filter wedge sehingga bagian tipis wedge diposisikan di sisi kiri dada. Bila filter digunakan dalam mode ini, hal itu disebut filter kompensasi karena mengkompensasi perbedaan dalam radiopacity subjek. Kompensasi filter dapat dibuat untuk berbagai prosedur dan karena itu tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk. Hampir selalu terbuat dari aluminium, namun bahan plastik juga dapat digunakan filter kompensasi.
Wedges filter terutama digunakan ketika radiographing bagian tubuh, seperti kaki, yang bervariasi dalam ketebalan. Selama proyeksi AP kaki, wedges akan diposisikan dengan porsi tebal membayangi jari kaki dan bagian tipis ke arah tumit.
Sebuah filter wedge bilateral, atau filter melalui kadang-kadang digunakan dalam radiografi dada. Wilayah tengah tipis irisan diposisikan di atas mediastinum, sedangkan bagian tebal lateralis bayangan bidang paru-paru. Hasilnya adalah radiograf dengan densitas optik lebih seragam. Khususnya kompensasi wedges jenis ini umumnya digunakan dengan alat khusus seperti mesin sinar x yang digunakan khusus untuk radiografi dada.
Filter khusus berbentuk "dasi kupu-kupu" digunakan  CT scanner untuk mengkompensasi bentuk kepala atau tubuh. Filter berbentuk kerucut, baik cekung atau cembung, menemukan aplikasi dalam fluoroskopi digital di mana reseptor gambar, gambar intensifier tube bulat.
Sebuah filter step wedge,merupakan adaptasi dari wedge filter. Hal ini digunakan dalam beberapa prosedur khusus, biasanya di mana panjang bagian anatomi yang diradiografi dan gambar dengan dua atau tiga film terpisah. Sebuah aplikasi umum dari teknik ini mempekerjakan wedge tiga langkah aluminium dan tiga film14 x 17 in ( 30 x 36 cm ) dalam changer cepat untuk translumbar dan arteriografi femoralis dan venography. Prosedur ini mengingatkan untuk hati-hati memilih layar, grid, dan teknik radiografi.

C.    PENGARUH PAPARAN SINAR X TERHADAP KUALITAS SINAR X

Overlapping pulsa dihasilkan dalam bentuk gelombang tegangan yang tidak pernah jatuh ke nol tetapi riak tidak jauh di bawah tingkat puncak tegangan. Efek riak ini meningkatkan energi rata-rata dari sinar x meskipun tegangan puncak tetap sama. Dengan tegangan rata-rata yang lebih tinggi, sinar x akan lebih tajam. Intensitas sinar sisa demikian meningkat karena persentase yang lebih tinggi dari penetrasi sinar melalui pasien. Efek dari tiga fase saat ini pada papaparn kuantitas sinar x.

  
Sumber :

Bushong, Stewart C. 2001. Radiologic Science for Technologists. St. Louis:

Mosby

Carrol, Quinn B. 1985. Radiographic Exposure, Processing and Quality Control.

Third Edition. Midland, Texas : Charles C. Thomas.

Robertson, John Kellock. 1961. Radiology Physics An Introductory Course For

Radiologists, Radiographers and Medical Students. London : St Martin’s Press