CT Scan (Computed Tomography Scanner)

CT Scan (Computed Tomography Scanner) merupakan alat penunjang diagnosa yang mempunyai aplikasi yang universal untuk pemeriksaan seluruh organ tubuh, seperti susunan saraf pusat, otot dan tulang, tenggorokan dan rongga perut. CT Scan menggunakan radiasi nuklir seperti neutron, sinar gamma dan sinar-X.

CT Scan pertama kali digunakan  untuk diagnosa kedokteran pada awal tahun 1970-an. Teknik diagnosa ini dilakukan dengan melewatkan seberkas sinar-X terkolimasi (lebar ±2 mm) pada tubuh pasien dan berkas radiasi yang diteruskan ditangkap oleh suatu sistem detektor. Sumber sinar-X berikut detektor bergerak di suatu bidang mengitari tubuh pasien.Berdasarkan perbedaan respon detektor pada berbagai posisi penyinaran kemudian dibuat suatu rekonstruksi ulang untuk mendapatkan gambar bidang tomografi dari objek (pasien) yang disinari.

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk memperjelas adanya dugaan yang kuat suatu kelainan, seperti :

Ø  Gambaran lesi dari tumor, hematoma dan abses.

Ø  Perubahan vaskuler : malformasi, naik turunnya vaskularisasi dan infark.

Ø  Brain contusion.

Ø  Brain atrofi.

Ø  Hydrocephalus.

Ø  Inflamasi.

a.      Peralatan CT Scan

Peralatan CT Scan terdiri dari :

Ø  Meja tempat pasien

Ø  Gantry scanning yang berisi sumber sinar-X terkolimasi dan susunan detektor

Ø  Perangkat elektronik untuk akuisisi data
Generator sinar-X

Ø  Komputer, TV-monitor berikut panel kontrol

Meja pasien dan gantry scanning harus dapat menempatkan posisi pasien pada posisi yang tepat, akurat dan nyaman, sehingga dari proses rekonstruksi akan didapatkan hasil tomografi yang benar. Tegangan sinar-X yang digunakan bervariasi dari 50-150 kV dengan kuat arus antara 0-600 mA.Gambar bidang tomografi yang ditampilkan pada layar monitor komputer selanjutnya dapat dibuatkan film fotografi (seperti pada diagnostik konvensional), dicetak pada printer ataupun disimpan dalam CD atau disket (floppy disk).

b.      Penggunaan CT Scan

CT-scan ini paling banyak digunakan untuk melihat potongan penampang lintang dari susunan syaraf pusat (otak) manusia. Pasien yang akan diperiksa harus tidur di meja pasien. Setelah didapatkan posisi yang dikehendaki, kemudian dilakukan pengambilan data yang diatur dari panel kontrol.Panel kontrol ini harus terletak di ruang pemeriksaan.Pengambilan data ini bisa memakan waktu beberapa menit, tergantung dari jenis pemeriksaan dan tipe pesawat CT-scan yang digunakan.

Setelah data terkumpul, kemudian dilakukan proses rekonstruksi untuk mendapatkan gambar. Proses rekonstruksi ini merupakan suatu pekerjaan yang sangat komplek dan hanya dilakukan dengan komputer, sehingga teknik diagnosa ini dikenal computerized tomography atau computed tomography. Seperti halnya pada diagnostik sinar-X konvensional, CT-scan ini juga kurang baik, untuk pemeriksaan bagian/organ tubuh yang bergerak.Sehingga sampai saat ini CT-scan lebih banyak digunakan untuk pemeriksaan bagian kepala.

c.       Aspek Proteksi Radiasi

Untuk setiap pemeriksaan, seorang bisa menerima dosis radiasi sampai dengan 10 mSv (1 rem) pada bagian tubuh yang sangat sempit.Karena dapat memberikan dosis cukup tinggi, maka pesawat CT-scan harus ditempatkan pada ruang khusus yang berpenahan radiasi cukup.Selama pengambilan data, operator/radiografer tidak diperkenankan berada di dalam ruang pemeriksaan.Ruangan perlu diberikan tanda-tanda/lampu ketika pemeriksaan sedang berlangsung. Disain dinding penahan radiasi adalah seperti halnya pada pesawat sinar-X konvensional

d.      Sistem CT Scan

Ø  Sistem Pemroses Citra

Sistem pemroses citra merupakan bagian yang secara langsung berhadapan dengan obyek yang diamati (pasien).Bagian ini terdiri atas sumber sinar-x, sistem kontrol, detektor dan akusisi data. Untuk mengetahui seberapa banyak sinar-x dipancarkan ke tubuh pasien, maka dalam peralatan ini juga dilengkapi sistem kontrol yang mendapat input dari komputer.

Ø  Sistem Komputer dan Sistem Kontrol

Bagian komputer bertanggung jawab atas keseluruhan sistem CT Scanner, yaitu mengontrol sumber sinar-x, menyimpan data, dan mengkonstruksi gambar tomografi. Komputer terdiri atas processor, array processor, harddisk dan sistem input-output.

Ø  Rekonstruksi

Banyak metode yang dapat digunakan untuk merekonstruksi gambar tomografi, mulai dari back projection sampai konvolusi. Metode back projection menggunakan pembagian pixel-pixel yang kecil dari suatu irisan melintang. Pixel didasarkan pada nilai absorbsi linier yang kemudian disusun menjadi sebuah profil dan terbentuklah sebuah matrik.Rekonstruksi dilakukan dengan jalan saling menambah antar elemen matrik.Untuk mendapatkan gambar rekonstruksi yang lebih baik, maka digunakan metode konvolusi. Proses rekonstruksi dari konvolusi dapat dinyatakan dalam bentuk matematik yaitu transformasi Fourier. Dengan menggunakan konvolusi dan transformasi Fourier, maka bayangan radiologi dapat dimanipulasi dan dikoreksi sehingga dihasilkan gambar yang lebih baik.

e.       Manfaat CT Scanner

CT Scan memiliki kemampuan yang unik untuk memperhatikan suatu kombinasi dari jaringan, pembuluh darah dan tulang secara bersamaan. CT Scan dapat digunakan untuk mendiagnose permasalahan berbeda seperti :

Ø  Adanya gumpalan darah di dalam paru-paru (pulmonary emboli)

Ø  Pendarahan di dalam otak ( cerebral vascular accident)

Ø  Batu ginjal

Ø  Inflamed appendix

Ø  Tulang yang retak

Ø  Kanker otak, hati, pankreas, tulang, dan lain-lain

f.       Prinsip Kerja CT Scan

Dengan menggunakan tabung sinar-X sebagai sumber radiasi yang berkas sinarnya dibatasi oleh kollimator, sinar-X tersebut menembus tubuh dan diarahkan ke detektor. Intensitas sinar-x yang diterima oleh detektor akan berubah sesuai dengan kepadatan tubuh sebagai objek, dan detektor akan merubah berkas sinar-X yang diterima menjadi arus listrik, dan kemudian diubah oleh integrator menjadi tegangan listrik analog. Tabung sinar-x tersebut diputar dan sinarnya di proyeksikan dalam berbagai posisi, besar tegangan listrik yang diterima diubah menjadi besaran digital oleh analog to digital Converter (A/D C) yang kemudian dicatat oleh komputer. Selanjutnya diolah dengan menggunakan Image Processor dan akhirnya dibentuk gambar yang ditampilkan ke layar monitor TV. Gambar yang dihasilkan dapat dibuat ke dalam film dengan Multi Imager atau Laser Imager.

g.      Pemprosesan data

Sinar sempit (narrow beam) yang dihasilkan oleh X-ray didapatkan dari perubahan posisi dari tabung X-ray, hal ini juga dipengaruhi oleh collimator dan detektor. Secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut :
Collimator dan Detektor

Sinar X-ray yang telah dideteksi oleh detektor kemudian dikonversi menjadi arus listrik yang kemudian ditransmisikan ke komputer dalam bentuk sinyal melaui proses berikut :

Proses pembentukan citra

Setelah diperoleh arus listrik dan sinyal aslinya, maka sinyal tadi dikonversi ke bentuk digital menggunakan A/D Convertor agar sinyal digital ini dapat diolah oleh komputer sehingga membentuk citra yang sebenarnya.

Hasilnya dapat dilihat langsung pada monitor komputer ataupun dicetak ke film. Berikut contoh citra yang diperoleh dalam proses scanning menggunakan CT Scanner :

Hasil Scanogran Thorax

 

h.      Parameter CT Scan

Gambar pada CT Scan dapat terjadi sebagai hasil dari berkas sinar-X yang mengalami perlemahan setelah menembus obyek, ditangkap detektor dan dilakukan pengolahan dalam komputer. Penampilan gambar yang baik tergantung kualitas gambar yang dihasilkan sehingga aspek klinis dari gambar tersebut dapat dimanfaatkan untuk menegakkan diagnosa.

Pada CT Scan dikenal beberapa parameter untuk pengontrolan eksposi dan output gambar yang optimal (Bushberg,2003).

Adapun parameter tersebut adalah :

Ø  Slice thickness

Slice thickness adalah tebalnya irisan atau potongan dari obyek yang diperiksa. Nilainya dapat dipilih antara 1 mm – 10 mm sesuai dengan keperluan klinis. Slice thickness yang tebal akan menghasilkan gambaran dengan detail yang rendah sebaliknya dengan slice thickness yang tipis akan menghasilkan gambaran dengan detail yang tinggi. Slice thickness yang tebal akan menimbulkan gambaran yang mengganggu seperti garis-garis dan apabila slice thickness terlalu tipis akan menghasilkan noise yang tinggi.

Ø  Scan Range

Scan range adalah perpaduan atau kombinasi dari beberapa slice thickness, yang bermanfaat untuk mendapatkan ketebalan potongan yang berbeda pada satu lapangan pemeriksaan.

Ø  Faktor Eksposi

Faktor eksposi adalah faktor-faktor yang berpengaruh terhadap eksposi, meliputi tegangan tabung (kV), arus tabung (mA) dan waktu (s).Besarnya tegangan tabung dapat dipilih secara otomatis pada setiap pemeriksaan (Jaengsri, 2004).

Tegangan tabung (KV) yaitu beda potensial antara tabung katoda dan anoda. Semakin tinggi awan elektron yang dihasilkan maka akan semakin kuat menembus anoda sehingga daya tembus yang dihasilkan akan semakin besar.

Arus tabung (mA) yaitu kuat lemahnya arus yang dihasilkan sinar-X, apabila arus tabung besar maka elektron yang dihasilkan akan semakin besar.

Waktu (s) yaitu lamanya waktu eksposi, sangat berpengaruh terhadap jumlah elektron.mAs berpengaruh terhadap jumlah elektron dan kuantitas sinar-X.

Ø  Field of View (FOV)

Field of View (FOV) adalah diameter maksimal dari gambar yang akan direkonstruksi. Besarnya bervariasi dan biasanya berada pada rentang 12 cm sampai dengan 50 cm. Field of View (FOV) kecil akan meningkatkan detail gambar (resolusi) karena field of view (FOV) yang kecil mampu mereduksi ukuran pixel, sehingga dalam rekonstruksi matriks hasilnya lebih teliti.

Field of View (FOV) kecil, antara 100 mm sampai dengan 200 mm akan meningkatkan resolusi sehingga detail gambar dan batas objek akan tampak jelas. Field of View (FOV) kecil akan menyebabkan noise meningkat (Nesseth, 2000).

Field of View (FOV) sedang, yaitu 200 mm diharapkan gambar yang dihasilkan memiliki spasial resolusi yang baik, noise serta artefak sedikit (Genant, 1982).

Field of View (FOV) besar, antara 350 mm sampai dengan 400 mm akan menghasilkan spasial resolusi yang rendah karena pixel menjadi besar akibat dilakukannya magnifikasi. Field of View (FOV) besar akan menyebabkan noise berkurang dan kontras resolusi meningkat serta dapat dihindari munculnya streak artifact (Genant, 1982).

Ø  Gantry Tilt

Gantry tilt adalah sudut yang dibentuk antara bidang vertikal dengan gantry (tabung sinar-X dengan detektor). Rentang gantry tilt antara -300 sampai +300. Gantry tilt bertujuan untuk keperluan diagnosa dari masing-masing kasus yang dihadapi, dan menentukan sudut irisan dari objek yang akan diperiksa. Satuan ukur penyudutan gantry adalah derajat (°).

Ø  Pitch

Pitch adalah jangka waktu yang berhubungan dengan suatu kecepatan dan jarak. Pada CT Scan helical, pitch didefinisikan sebagai jarak (mm) pergerakan meja CT Scan selama satu putaran tabung sinar-X. Pitch digunakan untuk menghitung pitch ratio, yang mana merupakan suatu rasio pada pitch untuk slice thickness/beam collimation.

Saat jarak pergerakan meja selama satu putaran penuh, tabung sinar-X sama dengan slice thickness/ beam collimation, pitch ratio (pitch) yaitu 1:1 atau sederhananya 1. Suatu pitch dengan nilai 1 menghasilkan kualitas gambar terbaik dalam CT Scan helical. Pitch ditingkatkan untuk meningkatkan volume coverage dan kecepatan proses scanning. Nilai pitch berada dalam range 0 sampai dengan 10, sedangkan pitch faktor antara 1 dan 2.

Ø  Rekonstruksi Matriks

Rekonstruksi matriks adalah deretan baris dan kolom dari picture element (pixel) dalam proses perekonstruksian gambar. Rekonstruksi matriks ini merupakan salah satu struktur elemen dalam memori komputer yang berfungsi untuk merekonstruksi gambar.

Pada umumnya matriks yang digunakan berukuran 512x512 yaitu 512 baris dan 512 kolom. Pada pemeriksaan CT Scan ukuran matriks disesuaikan dengan alat yang tersedia. Rekonstruksi matriks berpengaruh terhadap resolusi gambar.

Semakin tinggi matriks yang dipakai maka semakin tinggi detail gambar yang dihasilkan. (Bushberg, 2003)

Ø  Rekonstruksi Algorithma

Rekonstruksi algorithma adalah prosedur matematis yang digunakan dalam merekonstruksi gambar. Penampakan dan karakteristik dari gambar CT Scan tergantung dari kuatnya algorithma yang dipilih. Semakin tinggi rekonstruksi algorithma yang dipilih maka semakin tinggi resolusi gambar yang dihasilkan.Dengan adanya metode ini maka gambaran seperti tulang, soft tissue, dan jaringan-jaringan lain dapat dibedakan dengan jelas pada layar monitor.

Ø  Window Width

Window Width adalah nilai computed tomography yang dikonversi menjadi gray scale untuk ditampilkan ke TV monitor. Setelah komputer menyelesaikan pengolahan gambar melalui rekonstruksi matriks dan algorithma maka hasilnya akan dikonversi menjadi skala numerik yang dikenal dengan nama nilai computed tomography. Nilai ini mempunyai satuan HU (Hounsfield Unit).

Dasar pemberian nilai ini adalah air dengan nilai 0 HU, jaringan lunak 140 HU sampai dengan 400 HU, untuk tulang mempunyai nilai +1000 HU kadang sampai +3000 HU. Sedangkan untuk kondisi udara nilai yang dimiliki -1000 HU. Jaringan atau substansi lain dengan nilai yang berbeda tergantung dari nilai perlemahannya. Jadi penampakan tulang pada monitor menjadi putih dan udara menjadi hitam. Jaringan dan substansi lain akan dikonversi menjadi warna abu-abu bertingkat yang disebut gray scale. Khusus untuk darah yang semula dalam penampakannya berwarna abu-abu dapat menjadi putih apabila diberi media kontras (Rasad, 1992).

Ø  Window Level

Window Level adalah nilai tengah dari window yang digunakan untuk penampilan gambar. Nilainya dapat dipilih dan tergantung pada karakteristik perlemahan dari struktur obyek yang diperiksa. Window Level menentukan densitas (derajat kehitaman) gambar yang dihasilkan. Untuk jaringan lunak 30 HU sampai dengan 40 HU, sedangkan untuk tulang 200 HU sampai dengan 400 HU.

Tipe Jaringan	Nilai CT (HU)	Penampakan
Tulang	+1000	Putih
Otot	+50	Abu-Abu
Materi putih	+45	Abu-Abu Merah
Materi Abu-Abu	+40	Abu-Abu
Darah	+20	Abu-Abu
CSF	+15	Abu-Abu
Air	0	Abu-Abu
Lemak	-100	Abu-Abu
Paru-Paru	-200	Abu-Abu
Udara	-1000	Hitam

Tabel 1. Nilai CT pada jaringan yang berbeda dan penampakannya dalam layar monitor (Bontrager, 2001)

i.        Modalitas CT-Scan

Beberapa aplikasi software yang secara umum digunakan pada modalitas CT Scan adalah sebagai berikut (GE Healthcare,2008, Lars Herrnsdorf RTI, 2008, Seeram,2001)  :

1.      Rekonstruksi tiga dimensi

            Pada penggunaannya aplikasi software rekonstruksi tiga dimensi dapat digabungkan dengan :

Ø  Multi Planar Reformating (MPR)

Aplikasi software Multi Planar Reformating (MPR)  merupakan tampilan  gambar dalam berbagai bidang baik sagital, aksial maupun coronal.

Ø  Maksimum Intensity Projection (MIP)

Maksimum Intensity Projection merupakan rekonstruksi tiga dimensi yang digunakan untuk melihat jaringan tubuh sampai intensitas yang paling maksimum.

Sebagai contoh untuk melihat perdarahan pada jaringan otak.

Ø  Volume Rendering

Software volume rendering merupakan hasil rekonstruksi tiga dimensi yang dibuat dari jaringan terdalam sampai dengan jaringan terluar. Aplikasi software ini digunakan untuk melihat volume ketika gambar anatomi dibuat dalam sisi potongan yang berbeda

Ø  Shaded Surface Display (SSD)

Software shaded surface display merupakan hasil rekonstruksi tiga dimensi dari bagian luarnya saja. Sebagai contoh pada penggunaan rekonstruksi tulang, gambaran tulang tampak dalam tiga dimensi sementara jaringan otak tidak ditampakkan.

Ø  Multi Planar Volume Rendering (MPVR)

Software Multi Planar Volume Reformating merupakan tampilan gambar dari multi planar reformat dalam bentuk volume dilihat dari sisi coronal oblik maupun sagital oblik.Aplikasi software ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar penyudutan sebagai contoh pada kasus impaksi gigi.

2.      Nerve marking

Aplikasi software nerve marking digunakan pada pemeriksaan dental scan untuk melihat identitas nervus sepanjang nervus canalis.Setelah nervus diidentifikasi kemudian ditunjukkan pada gambaran panoramik dan irisan melintang. Pengukuran dengan alat ini dapat mengukur panjang, lebar, kedalaman dan volume dari yang akan membantu dalam rencana tindakan bedah.

3.      Autobone

Aplikasi software auto bone merupakan software analisis gambar untuk memfasilitasi kalsifikasi struktur tulang pada pemeriksaan CT Angiografi.

4.      CT Perfusi

Aplikasi software CT perfusi sangat berarti untuk menentukan gangguan pada perfusi.Aplikasi ini meliputi pemetaan aliran dan volume darah pada pasien, viewer dan aplikasi tiga dimensi.

5.      Smartcore

Aplikasi software smart core digunakan untuk menghitung volume atau densitas dari area kalsifikasi arteri koronaria.Penggunaan aplikasismart core ini sangat penting pada pemeriksaan CT Cardiac.

6.      Bone Mineral Densitometry

Software bone mineral densitometry didesain sebagai fasilitas untuk mengukur densitas mineral dalam body vertebra. Aplikasi klinisnya untuk mengukur kehilangan mineral tulang pada pasien dengan resiko osteoporosis dan  dapat juga untuk memonitor respon tindakan terapi.

7.      Koreksi noise dan artefak

Aplikasi software koreksi noise digunakan untuk mengurangi noise yang timbul pada gambar CT Scan. Soft are koreksi artefak meliputimotion  artifact correction ( MAC) yaitu soft ware untuk mengurangi artefak yang terjadi pada gerakan  misalnya menelan pada saluran pencernaan dan  metal artifact reduction (MAR) yaitu software untuk mengurangi artefak yang disebabkan  logam yang muncul pada gambar CT Scan.

8.      Denta scan (Panoramik dan Cephalometri)

Aplikasi software denta scan digunakan untuk membuat kreasi secara keseluruhan dengan membandingkan perubahan penampang aksial, panoramik dan oblik dari tulang mandibula dan atau tulang maksila. Selain itu juga dapat digunakan untuk melihat gambaran dua dimensi dari panoramik dan cephalometri.

9.      CT Dose Profil

Aplikasi software pada metode pengukuran profil dosis tidak menggunakan cara tradisional seperti pengukuran CTDI dengan menggunakan pencil ionisation chamber namun merupakan metode  pengukuran secara otomatis  profil dosis pada scanning spiral maupun aksial. Beberapa parameter yang dapat dievaluasi dengan menggunakan CT Dose Profil secara simultan antara lain CTDI scan,Multi Scan Average Dose (MSAD), CT Beam fluoro dan variasi arus tabung.

 

Hasil Pemeriksaan CT Scan