INSINAS 2013 Seminar Insentif Riset SINas, Kementerian Riset dan Teknologi “Membangun Sinergi Riset Nasional untuk Kemandirian Teknologi” Jakarta, 7 – 8 November 2013 RANCANG BANGUN ALAT RADIOGRAFI DIGITAL BERBASIS INTENSIFYING SCREEN SEBAGAI PENGGANTI ALAT RADIOGRAFI KONVENSIONAL (RONTGEN) No Identitas: RT-2013-291 Dr. I Ketut Swakarma, MT Universitas Dian Nuswantoro Semarang Dr. Susilo, MS Universitas Negeri Semarang M Ary Heryanto, M.Eng Universitas Dian Nuswantoro Semarang 1 1

LATAR BELAKANG - Penelitian ini didasarkan atas keterbatasan radiografi konvensional yang cenderung bersifat analog dan menggunakan film rontgen. - Teknik RD potensial menjadi teknik yang handal karena beberapa keunggulan relatif terhadap teknik radiografi film konvensional, yaitu: (1) tanpa film dan bahan kimia, (2) format multi‑citra digital yang dapat dikemas secara kompak, (3) penghematan biaya operasi dan perawatan sistem, dan (4) output kuantitas hasil inspeksi yang besar. - Sistem RD menggunakan komponen‑komponen generik yang tersedia di pasar domestik. Ini sejalan dengan maksud pemerintah untuk mengurangi ketergantungan produk medik impor dan mendorong perkembangan industri peralatan medik dalam negeri, sehingga dikeluarkan UU No 18 Tahun 2002 tentang Sistem Nasional Iptek yang mewajibkan sinergi antara lembaga litbang pemerintah, universitas, swasta, dan pengguna. - Penelitian yang akan dilakukan ini diharapkan menghasilkan suatu luaran berupa prototype radiografi digital, tanpa film, yang hasilnya dapat dilihat langsung melalui layar monitor komputer.

TUJUAN Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu model sistem radiografi digital untuk pencitraan medis melalui indikasi citra stepwedge aluminium, skull phantom, dan chest phantom, hewan uji dan volunteer, sehingga mampu meyakinkan Rumah Sakit untuk penggunaan nya lebih lanjut. Apabila ada indikasi kelainan anatomi pada foto rontgen, hasil analisis atas foto tersebut dapat dijadikan landasan bagi upaya untuk menegakkan diagnose, sehingga kualitas pemeriksaan medis dapat ditingkatkan dan dampaknya dapat meningkatkan layanan rumah sakit. 3 3

2. PERMASALAHAN DAN PENDEKATAN PEMECAHAN NYA Penelitian ini didasarkan atas keterbatasan radiografi konvensional yang cenderung bersifat analog dan menggunakan film rontgen. Film rontgen harus melalui proses pencucian di kamar gelap sebelum dapat didianosa oleh doter radiolog. Untuk melihat Film rontgen hasil radiografi konvensional menggunakan lightbox. Hasil diagnostik berbasis visual ini sangat tergantung pada subyektivitas dokter dan kelemahan teknis ketika proses pencetakan film rontgen. 4 4

PENDEKATAN PEMECAHANNYA Mengembangkan radiografi konvensional ke radiografi Digital (RD). Teknik RD memiliki beberapa keunggulan relatif terhadap teknik radiografi konvensional yaitu 1. tanpa film dan bahan kimia untuk proses pengembangan dan fiksasi citra radiograf, 2. format multi‑citra digital yang dapat dikemas secara kompak, 3. penghematan biaya operasi dan perawatan sistem, 4. output kuantitas hasil inspeksi yang besar

3. METODE Citra radiograf digital diperoleh dengan memodifikasi sistem radiografi konvensional (film Rontgen) pada bagian penangkap citra. Radiografi konvensional (RK) menggunakan film rontgen untuk menangkap citra sedangkan pada radiografi digital, fungsi film rontgen diganti oleh kamera Digital Single Lens Reflector (DSLR). Penggantian film rontgen oleh kamera DSLR membutuhkan ilmu pengetahuan tentang pemrograman komputer, basis data, akuisisi data, kendali dengan mikrokontroler, pengolahan citra, dan pemahaman fotografi. 6 6

DIAGRAM BLOK RADIOGRAF DIGITAL

TATA LETAK PASIEN PADA RD POSISI OBJECT

CARA KERJA RD Mula-mula setting mili Ampere (mA), kilo Volt (kV) dan timer (s) pada pembangkit sinar x sesuai kebutuhan pasien, selanjutnya pasien diposisikan diantara pembangkit sinar x dan intensifying screen (tidur di atas meja pasien), kemudian jalankan (running) perangkat lunak akuisisi data, yang berfungsi untuk menghidupkan pembangkit sinar x (expose x-ray) dan juga untuk pembidikan kamera DSLR (expose camera), hasil bidikan (expose) kamera DSLR ditampilkan di layar monitor LCD. Hasil bidikan kamera DSLR berupa foto radiograf digital dalam format JPEG berukuran 12,2 Mega pixel sesuai dengan kemampuan kamera DSLR yang digunakan. Citra yang ditangkap oleh kamera DSLR adalah citra bayangan obyek pada permukaan intensifying screen saat terkena paparan sinar x. Permukaan intensifying screen berpendar menghasilkan bayangan sesuai dengan intensitas sinar x yang menembus obyek.

KOTAK DAN KAMERA

SKEMATIK RANGKAIAN KONTROL KAMERA

REALISASI RANGKAIAN KONTROL

Percobaan pertama menggunakan obyek obeng. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Uji coba RD menggunakan beberapa obyek seperti obeng, stepwedge aluminium, jemari tangan kiri volunteer, dan jemari tangan kanan volunteer. Seluruh percobaan menggunakan sinar x yang dibangkitkan dengan pengaturan tegangan tinggi sebesar 50 kV, arus filamen sebesar 32 mA, durasi paparan selama 0,5 detik, serta jarak antara pembangkit sinar x dan intensifying screen sejauh 70 cm. Percobaan pertama menggunakan obyek obeng. 13 13

FOTO OBENG

FOTO RADIOGRAF DIGITAL OBENG

FOTO STEPWEDGE

FOTO RADIOGRAF DIGITAL STEPWEDGE

FOTO TANGAN KIRI VOLUNTEER

FOTO RADIOGRAF DIGITAL TANGAN KIRI

TANGAN KANAN VOLUNTEER

FOTO RADIOGRAF DIGITAL TANGAN KANAN

PEMBAHASAN Hasil uji coba RD pertama memperlihatkan mata obeng yang terbuat dari besi tampak lurus sampai ke gagang obeng. Hal ini menandakan bahwa sinar x dapat menembus gagang obeng yang terbuat dari bahan plastik. Demikian juga halnya dengan uji coba obyek jemari tangan kiri volunteer dan jemari tangan kanan volunteer memperlihatkan perbedaan jaringan lunak dengan tulang. Hal ini menandakan bahwa paparan sinar x lebih terhalang oleh obyek tulang yang mengakibat bayangan tulang lebih gelap dari bayangan jaringan lunak (seperti: daging, kulit, pembuluh darah dan lainnya). Hasil foto citra radiograf digital berupa file digital dengan format JPEG ukuran 4.272 x 2.848 pixel. File foto citra radiograf digital dapat dikirim ke dokter radiolog menggunakan jaringan Local Area Network (LAN) atau dapat juga menggunakan jejaring sosial. Hal ini sangat membantu rumah sakit yang belum memiliki radiolog.

Dari hasil uji coba alat dapat disimpulkan sebagai berikut. 5. KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil uji coba alat dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Telah dibangun prototipe sistem RD berbasis intensifying screen. 2. RD sudah dapat digunakan untuk foto obyek seperti obeng, stepwedge aluminium, jemari tangan kiri volunteer maupun jemari tangan kanan volunteer. 3. Dimensi obyek maksimum sama dengan luas intensifying screen 35cm x 35cm. 23 23

SARAN Saran yang harus dilakukan ke depan : 1. Uji coba menggunakan obyek langsung pasien. 2. Pengujian dosis penyinaran untuk variasi ketebalan obyek.

6. LAMPIRAN (PHOTO dan LUARAN) Luaran penelitian adalah berupa prototipe radiografi digital sudah terealisasi. Publikasi jurnal nasional masih dalam bentuk deraf 25 25

RANGKAIAN DRIVER KAMERA

SOFTWARE RADIOGRAFI DIGITAL

REMOTE SHUTTER KAMERA

SETTING KIT ARDUINO DENGAN LAPTOP

SETTING KAMERA DAN PROGRAM RD

KOTAK KAYU

MIRROR ANGLE SCOPE

LAYOUT PCB KONTROL

UJI RANGKAIAN KONTROL MELALUI PC

BOX INTENSIFYING SCREEN

INTENSIFYING SCREEN

RUANG KONTROL

CONTROL TABLE X-RAY

PEMBANGKIT SINAR X