Ultrasonography (usg) Pendahuluan.
Ultrasonografi (USG) merupakan salah satu imaging diagnostik ( pencitraan diagnostik) untuk pemeriksaan alat alat dalam tubuh manusia, diman kita dapat mempelajari bentuk, ukuran anatomis, gerakan serta hubungan dengan jaringan sekitarnya. Pemeriksaan ini bersifat non-inasif, tidak menimbulkan rasa sakit pada penderita, dapat dilakukan dengan cepat, aman dan data yang diperoleh mempunyai nilai diagnostik yang tinggi. !ak ada kontra indikasinya, karena pemeriksaan ini sama sekali tidak akan memperburuk penyakit penderita. "alam #$ tahun terakhir ini, diagnostik ultrasonik berkembang dengan pesatnya, sehingga saat ini USG mempunyai peranan penting untuk meentukan kelainan berbagai organ tubuh. Sejarah USG
Pertama kali ultrasonik ini digunakan dalam bidang teknik untuk radar, yaitu teknik teknik S%&' S%&' ( Sound, Sound, &aiga &aigati tion on and angin anging) g) oleh oleh angei angein n (*+*) (*+*),, seoran seorang g Perancis, pada aktu perang dunia ke , untuk mengetahui adanya kapal selam musuh. /emudian /emudian digunakan digunakan dalam pelayaran untukmenentukan untukmenentukan kedalaman kedalaman laut. 0enjelang perang dunia ke (*+12), teknik ini digunakan pertama kali untuk u ntuk pemeriksaan jaringan tubuh, tetapi hasilnya belum memuaskan. 3erkat kemampuan kemampuan dan kemajuan kemajuan teknologi yang pesat, setelah perang dunia ke, USG berhasil digunakan untuk pemeriksaan alat-alat tubuh. 4oery dan 3liss pada tahun *+5#, telah melakukan pemeriksaan USG pada beberapa organ, misalnya pada hepar dan ginjal. Sekarang Usg merupakan alat praktis dengan pemeriksaan klinis yang luas.
Prinsip USG
Ultras Ultrasoni onik k adalah adalah gelomb gelombang ang suara suara dengan dengan freken frekensi si lebih lebih tinggi tinggi daripa daripada da kemampuan kemampuan pendengaran pendengaran telinga manusia, sehingga kita tidak bisa mendengarnya mendengarnya sama sekali. Suara yang dapat didengar manusia mempunyai frekensi antara #$ 6 #$.$$$ 7pd
(7icles per detik- 4ert8).. Sedangkan dalam pemeriksaan USG ini menggunakan frekensi *- *$ 048 ( *- *$ juta 48). Gelombang suara frekensi tingi tersebut dihasilkan dari kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transducer. Perubahan bentuk akibat gaya mekanis pada kristal, akan menimbulkan tegangan listrik. 9enomena ini disebut efek Pie8o-electric, yang merupakan dasar perkembangan USG selanjutnya. 3entuk kristal juga akan berubah bila dipengaruhi oleh medan listrik. Sesuai dengan polaritas medan listrik yang melaluinya, kristal akan mengembang dan mengkerut, maka akan dihasilkan gelombang suara frekensi tingi. Sumber 7ahaya !eknologi radiasi yang diyakini paling kecil bahayanya atau bahkan tidak ada sama sekali adalah 0. Pasalnya, diagnostic imaging berteknologi tinggi ini menggunakan medan magnet, frekuensi radio, dan seperangkat komputer untuk menghasilkan gambar berupa potongan-potongan penampang tubuh manusia. Gambar ini diperoleh dari hasil interaksi antara molekul sel tubuh dan sinyal yang dipancarkan oleh frekuensi radio. "ata yang didapat kemudian diolah komputer gambar yang kemudian dicetak dalam bentuk foto. 7itra yang dihasilkan dari USG adalah memanfaatkan hasil pantulan (echo) dari gelombang ultrasonik apabila ditrasmisikan pada tissue atau organ tertentu. :cho dari gelombang tersebut kemudian dideteksi dengan transduser, yang mengubah gelombang akusitik ke sinyal elektronik untuk dioleh
dan direkonstruksi menjadi suatu citra.
Perkembangan tranduser ultrasonik dengan kemampuan resolusi yang baik, diikuti dengan
makin
majunya
teknologi
komputer
digital
serta
perangkat
lunak
pendukungnya, membuat pengolahan citra secara digital dimungkinkan dalam USG, bahkan untuk membuat rekonstruksi bentuk janin bayi dalam 1 dimensi dan ; dimensi sudah mulai dikenal. Peralatan
gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar. #.0onitor yang digunakan dalam USG 1. 0esin USG 0esin USG merupakan bagian dari USG dimana fungsinya untuk mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang. 0esin USG adalah 7PUnya USG sehingga di dalamnya terdapat komponen-komponen yang sama seperti pada 7PU pada P7 7'' USG 0:U3'4 G:%03'&G 0:&='" G'03'
!ampak dalam sonogram seorang bayi dalam kandungan ibunya.
Sonograf ini menunjukkan citra kepala sebuah janin dalam kandungan. Proses Pengambilan Gambar Prinsip kerjanya menggunakan Gelombang Ultrasonik yang dibangkitkan oleh kristal yang diberikan gelombang listrik.Gelombang ultrasonik adalah gelombang suara yang melampaui batas pendengaran manusia yaitu diatas #$ k48 atau #$.$$$ 48 atau
#$.$$$ getaran perdetik./ristal nya bisa terbuat dari berbagai macam, salah satunya adalah >uart8. Sifat kristal semacam ini, akan memberikan getaran jika diberikan gelombang listrik.'lat ultrasonik sendiri ada berbagai tipe. 'da !ipe Scan ', 3 dan 7.
diteruskan
keprosesor.=adi
USG
menampilkan
citra
dari
suara
yang
ditangkap.=adi mungkin untuk saat ini hasil dari USG belum termasuk dalam karya fotografi. 3erbeda dengan Scanner dan kamera lubang jarum yang masih ?melukis dengan cahaya@. Cara Kerja alat Ultrasonografi
!ransducer bekerja sebagai pemancar dan sekaligus penerima gelombang suara. Pulsa listrik yang dihasilkan oleh generator diubah menjadi energi akustik oleh transducer, yang dipancarkan dengan arah tertentu pada bagian tubuh yang akan dipelajari. Sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan merambat terus menembus jaringan yang akan menimbulkan bermacam-macam echo sesuai dengan jaringan yang dulaluinya. Pantulan echo yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope. "engan demikian bila transducer digerakkan seolah$olah kita melakukan irisan-irisan pada bagian tubuh yang dinginkan, dan gambaran irisan-irisan tersebut akan dapat dilihat pada layar monitor. 0asing-masing jaringan tubuh mempunyai impedance accoustic tertentu. "alam jaringan yang heterogen akan ditimbulkan bermacam-macam echo, jaringan tersebut dikatakan echogenic. Sedang jaringan yang homogen hanya sedikit atau sama sekali tidak ada echo, disebut anecho atau echofree . Suatu rongga berisi cairan bersifat anechoic, misalnya A kista, asites, pembuluh darah besar, pericardial dan pleural efusion. Display Mode’s
:cho dalam jaringan dapat diperlihatkan dalam bentuk A 1. ! "ode # $ "alam sistem ini, gambar yang berupa defleksi ertikal pada osiloskop.
3esar amplitudo setiap defleksi sesuai dengan energy eko yang diterima transducer. %. &! "ode
$ Pada layar monitor (screen) eko nampak sebagai suatu titik dan garis
terang dan gelapnya bergantung pada intensitas eko yang dipantulkan dengan sistem ini maka diperoleh gambaran dalam dua dimensi berupa penampang irisan tubuh, cara ini disebut 3 Scan. '. M! "ode
$ 'lat ini biasanya digunakan untuk memeriksa jantung. !randucer tidak
digerakkan. "isini jarak antara transducer dengan organ yang memantulkan eko selalu berubah, misalnya jantung dan katubnya. Penyulit
Suatu penyulit yang umum pada pemeriksaan USG disebabkan karena USG tidak mampu menembus bagian tertentu badan. !ujuh puluh persen gelombang suara yang mengenai tulang akan dipantulkan, sedang pada perbatasan rongga-rongga yang
mengandung gas ++B dipantulkan. "engan demikian pemeriksaan USG paru dan tulang pelis belum dapat dilakukan. "an diperkirakan #5B pemeriksaan di abdomen diperoleh hasil yang kurang memuaskan karena gas dalam usus. Penderita gemuk agak sulit, karena lemak yang banyak akan memantulkan gelombang suara yang sangat kuat.
Persiapan pasien
Sebenarnya tidak diperlukan persiapan khusus. Calaupun demikian pada penderita obstiasi, sebaiknya semalam sebelumnya diberikan laksansia. Untuk pemeriksaan alat-alat rongga di perut bagian atas, sebaiknya dilakukan dalam keadaan puasa dan pagi hari dilarang makan dan minum yang dapat menimbulkan gas dalam perut karena akan mengaburkan gambar organ yang diperiksa. Untuk pemeriksaan kandung empedu dianjurkan puasa sekurang-kurangnya D jam sebelum pemeriksaan, agar diperoleh dilatasi pasif yang maksimal. Untuk pemeriksaan kebidanan dan daerah pelis, buli-buli harus penuh.
Pe"aaian Klinis
USG digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis dalam berbagai kelainan organ tubuh. USG digunakan antara lain A *. 0enemukan dan menentukan letak massa dalam rongga perut dan pelis. #. membedakan kista dengan massa yang solid. 1.
mempelajari pergerakan organ ( jantung, aorta, ena kafa), maupun pergerakan janin dan jantungnya.
;.
Pengukuran dan penetuan olum. Pengukuran aneurisma arterial, fetalsefalometri, menentukan kedalaman dan letak suatu massa untuk bioksi. 0enentukan olum massa ataupun organ tubuh tertentu (misalnya buli-buli, ginjal, kandung empedu, oarium, uterus, dan lain-lain).
5.
3ioksi jarum terpimpin. 'rah dan gerakan jarum menuju sasaran dapat dimonitor pada layar USG.
D.
0enentukan perencanaan dalam suatu radioterapi. 3erdasarkan besar tumor dan posisinya, dosis radioterapi dapat dihitung dengan cepat. Selain itu setelah radioterapi, besar dan posisi tumor dapat pula diikuti.
JENIS PEMERIKSAAN USG *. USG # "imensi 0enampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). /ualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan. #. USG 1 "imensi "engan alat USG ini maka ada tambahan * bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. 3egitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. ni dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar). 1. USG ; "imensi Sebetulnya USG ; "imensi ini hanya istilah untuk USG 1 dimensi yang dapat bergerak (live 1"). /alau gambar yang diambil dari USG 1 "imensi statis, sementara pada USG ; "imensi, gambar janinnya dapat ?bergerak@. =adi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim. ;. USG "oppler Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. 'lat ini digunakan untuk menilai keadaanEkesejahteraan janin. Penilaian kesejahteraan janin ini meliputiA - Gerak napas janin (minimal #FE*$ menit). - !onus (gerak janin). - ndeks cairan ketuban (normalnya *$-#$ cm). - "oppler arteri umbilikalis. - eaktiitas denyut jantung janin. Pengolahan dan 'nalisis Gambar
9oto-foto tersebut menunjukkan, bayi yang belum lahir pun ternyata mampu mengejapkan matanya, menguap, mengernyitkan dahi dan menangis. Sampai saat ini, dokter dan orangtua percaya, janin dalam rahim ibu, tak dapat tersenyum sampai beberapa minggu setelah lahir. !etapi ahli kandungan terkenal asal nggris, Prof Stuart 7ampbell yang mempelopori teknik rekaman gambar ini, mengatakan, pendapat tersebut tidaklah benar sepenuhnya. Para ahli berpendapat, bayi tidak tersenyum sampai usia D minggu setelah lahir. Padahal, sebelum lahir pun bayi-bayi itu sering sekali tersenyum. Gambar-gambar ini, dibuat menggunakan ultrasound ;", yang mencatat gemaEgaung yang berasal dari rahim ibu, dan mencatatnya secara digital. Pengamatan yang dilakukan selama berjam-jam, akan menghasilkan gambar yang membuat orangtua seperti menonton ideo kehidupan bayinya.
9oto-foto tadi, juga akan membantu dokter mendapatkan peringatan dini bila bayi-bayi dalam kandungan itu abnormal, sepertiA langit-langit mulutnya terbelah, sindrom don dan kelainan lain yang berkaitan dengan tungkai, lengan, serta anggota tubuh lainnya. Prof 7ampbell, mengatakan, "engan munculnya gambar-gambar tadi, sejumlah pertanyaan mengenai janin dalam kandungan, bisa diselidiki. 0isalnya, apakah janin dengan problem genetik memiliki pola gerak yang sama seperti janin normal 'pakah janin-janin itu tersenyum karena dia merasa bahagia 'tau menangis karena ada suasana atau kejadian yang menganggunya.. 0engapa janin mengedip-ngedipkan matanya Padahal selama ini, kita berasumsi rahim ibu itu gelap gulita. 9oto-foto janin ini, bahkan bisa diambil ketika usia kandungan si ibu baru *#-#$ minggu. 3iaya pengambilan gambar janin ini, kira-kira, #25 poundsterling (kurang lebih ; juta rupiah). <one &timoah (#+) yang mengambil gambar bayi perempuannya ?baru berusia 1* minggu? mengatakan, ni sangat fantastik. !angannya tadinya menutupi ajahnya, tetapi tiba-tiba tangannya terbuka, dan kami bisa melihat dia tersenyum. /ate 3lackell (#+),
yang hamil #2 minggu, menambahkan, Suamiku, Paul, dan aku dapat menyaksikan setiap gerak-gerik bayi kami. 0eski begitu, ahli kandungan lain, 0aggie 3lott, memiliki pendapat berbeda. a masih tidak percaya bayi dapat tersenyum dalam rahim ibunya. 0emang, bayi-bayi itu seperti tersenyum.@
le*tro"edi*al ngineering
Saat ini sudah menjadi suatu prosedur standar untuk memanfaatkan
teknologi
ultrasonography (USG), sebagai salah satu cara untuk memonitor perkembangan janin dalam kandungan ibu. Ultrasonography adalah salah satu dari produk teknologi medical imaging yang dikenal sampai saat ini. 'pa itu medical imaging 0edical imaging (0) adalah suatu teknik yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam organ atau suatu jaringan sel (tissue) pada tubuh, tanpa membuat sayatan atau luka (non-inasie). nteraksi antara fenomena fisik tissue dan diikuti dengan teknik pendetektian hasil interaksi itu sendiri untuk diproses dan
direkonstruksi menjadi suatu citra (image),
menjadi dasar bekerjanya peralatan 0. !eknologi 0 dimulai dari penemuan sinar-H oleh ontgen pada aal *+$$-an, dimana produk pertama citra dari H-ray adalah tangan istri ontgen. "asar yang digunakan untuk membuat citra dengan sinar-H adalah adanya atenuansi intensitas sinar-H saat melaati tissue, organ atau tulang, yang kemudian atenuansi
intensitas
tersebut
dideteksi oleh suatu negatie film. !eknik ini populer dengan sebutan foto ontgen. /emudian dengan kemajuan sistem elektronik dan komputer digital, teknik yang digunakan pada foto ontgen mulai
dikembangkan, sehingga memungkinkan
pengantian media film dalam citra digital. ebih dari itu olume (1-dimensi) imaging juga dimungkinkan dengan modifikasi prinsip dari foto ontgen, sehingga menjelma menjadi 7omputed !omography scanner (7!- scan). "engan 7!-Scan, citra dari setiap potongan penampang (slices) tengkorak dari bagian atas sampai leher dapat dihasilkan dalam beberapa menit, kemudian dari ItumpukanI citra tiap slices dapat dilakukan rekonstruksi kembali bentuk tulang tengkorak dalam 1 dimensi, sehingga memudahkan isualisasi dan tentunya diagnosis lebih lanjut apabila diperlukan. /emudian diilhami dari prinsip sonar yang digunakan untuk mendeteksi kehadiran kapal selam pada perang kedua, gelombang
akustik dengan freJuency diatas
kemampuan manusia dapat mendengar, yang dikenal dengan ultrasonik, pada tahun *+D$ mulai dikembangkan untuk keperluan 0, yang sekarang dikenal ultrasonography (USG). 7itra yang dihasilkan dari USG adalah memanfaatkan hasil pantulan (echo) dari gelombang ultrasonik apabila ditrasmisikan pada tissue atau organ tertentu. :cho dari gelombang tersebut kemudian dideteksi dengan transduser, yang mengubah gelombang akusitik ke sinyal elektronik untuk dioleh
dan direkonstruksi menjadi suatu citra.
Perkembangan tranduser ultrasonik dengan kemampuan resolusi yang baik, diikuti dengan
makin
majunya
teknologi
komputer
digital
serta
perangkat
lunak
pendukungnya, membuat pengolahan citra secara digital dimungkinkan dalam USG, bahkan untuk membuat rekonstruksi bentuk janin bayi dalam 1 dimensi sudah mulai dikenal. /emudian dimulai dari pemahaman akan adanya satu interaksi inti atom dengan medan magnet di sekitar tahun *+;$-an, kemudian
berkembang pemanfaatannya
untuk
keperluan 0, karena pada dasarnya tubuh manusia , 25B adalah molekul air, dimana atom hidrogen adalah salah satu komponen penyusun molekul air.
/arena tiap atom
hidrogen secara alami berputar (spinning), sehingga menghasilkan momen magnet yang dapat dibayangkan seperti batang magnet yang kecil. !etapi karena orientasi yang acak, sehingga total dari momen magnet tersebut tidak menghasilkan informasi yang dapat dimanfaatkan. "alam medan magnet yang relatie kuat, kira- kira lebih dari #$ ribu kali dari kuat medan magnet bumi, momen magnet tiap atom hidrogen dapat dibuat sejajar dengan arah medan magnet yang digunakan. Untuk membuat suatu citra jaringan sel yang diinginkan, pulsa dalam radio freJuency (9) ditrasmisikan dari antena khusus, untuk memaksa orientasi momen magnet yang telah sejajar berubah dari posisi aal. /emudian setelah pengaruh pulsa (9) hilang, orientasi momen magnet dari atom hidrogen
berbondong- bondong kembali ke posisi aal (sejajar dengan medan
magnet),
sambil meng-emisi-kan sinyal radio yang lemah pada freJuency tertentu.
/emudian dengan coil, sinyal radio itu dideteksi dan dianalisa serta diolah dengan komputer digital untuk menghasilkan suatu citra. !eknik ini adalah prinsip yang digunakan pada 0agnetic esonance maging (0). Sekitar tahun *+$-an prototipe pertama 0 yang dicoba untuk manusia mulai dilaporkan.
"alam *$$ tahun lebih perkembangan teknologi 0, boleh dikatakan setiap produk teknologi terbaru selalu berusaha di adaptasi dalam perangkat 0, dengan tujuan membantu proses diaganosis yang makin akurat dan juga mengurangi efek samping bagi pasien serta ketidaknyamanan pasien selama proses imaging dilakukan. "engan hadirnya sistem digital, baik dari penyimpanan citra maupun pengolahannya serta jaringan komputer berkecepatan tinggi, proses diagnosis berdasarkan gabungan citra yang dihasilkan dari berbagai perangkat 0 (multi modality imaging), menjadi satu teknik baru untuk meningkatkan keakuratan diagnosis. "i akhir abad #$, perangkat 0 mulai digunakan untuk menuntun proses therapi dan juga pada pembedahan dengan meminimalkan luka (minimum inasie surgery). 7ontoh kasus dalam therapi tumor pada lier, dengan 7!-scan atau 0, lokasi dari sel tumor dalam diidentifikasi dengan akurasi yang tinggi. "engan satu teknik pengolahan citra, isualisasi dari tumor lier secara 1-dimensi dimungkingkan, sehingga membantu ahli medis untuk merencanakan therapi dengan lebih baik. Salah satu teknik yang kini dikembangkan untuk mematikan pertumbuhan sel tumor adalah memanaskan sel tumor tersebut diatas ;1 derajat celcius dalam beberapa menit. Sinar laser adalah salah satu sumber panas yang dapat digunakan, dimana serat optik digunakan untuk mengalirkan energi langsung ke sel tumor. Untuk
meletakkan serat
optik dengan perangkat pendukungnya tepat pada sel tumor dengan meminimalkan luka pada organ yang sehat, saat ini citra dari perangkat 0 memungkinkan digunakan. Untuk menjamin hanya sel tumor yang dimatikan dengan meminimalkan efek samping pada sel yang sehat, distribusi temperatur secara 1 dimensi perlu untuk dilakukan. Untuk keperluan tersebut, 0 juga dimungkinkan digunakan dengan beberapa modifikasi pada pemrosesan citra. Untuk ealuasi hasil therapi, sekali lagi citra dari 0 dapat digunakan untuk memprediksi olume dari sel tumor yang berhasil dimatikan. Sebagai penutup, perkembangan perangkat 0 dan pemanfaatan untuk mendukung proses diagnosis, penuntun therapi dan minimaly inasie surgery akan terus berlanjut. "ari pengalaman penulis sebagai peneliti dalam riset medical engineering di !U-"elft 3elanda, dengan perangkat 0 yang tersedia dimungkinkan
pengembangan prosedur
terapi atau metode diagnosis sehingga yang lebih baik dapat ditemukan.
"i sini ide dan problem yang dihadapi oleh ahli medik harus dapat ditangkap dan diformulasikan menjadi problem engineering oleh insinyur untuk dicari solusinya. Untuk keperluan tersebut, diperlukan satu bidang keahlihan khusus yang menjebatani problem klinik dan problem engineering yang terkait. Satu tantangan tersendiri bagi pendidikan tinggi di ndonesia untuk menyiapkan pakar yang mampu menjaab masalah alih teknologi di bidang 0 khususnya dan medical engineering pada umumnya, dengan tujuan akhir meningkatkan pelayanan kesehatan masyarakat dengan memaksimalkan manfaat dan meminimalkan inestasi yang diperlukan.
