image reconstruction system

IMAGE RECONSTRUCTION SYTEM pada SIEMENS CT-SCAN SENSATION SYSTEM

Detektor
Ada beberapa tipe komponen yang dapat digunakan untuk mendeteksi sinar-X yaitu:

1. PMT (Photo Multiplier tube)

Detektor jenis ini tidak digunakan lagi dalam mesin CT-Scan modern. Detektor jenis ini hanya merupakan tabung vakum yang besar yang tidak mampu secara langsung mengubah sinar –X yang diredam menjasi sinyal elektrik yang berguna. Alat ini didesain untuk merespon terhadap cahaya tampak. Sehingga, PMT harus benar-benar dibuat sehingga terlindung dari semua sumber cahaya dari luar. Selain itu, alat ini harus disambungkan secara mekanik dengan kristal scintillasi. Kristal ini mampu menghasilkan cahaya tampak pada proporsi intensitas sinar-X yang mengenainya, dan efisiensi dari keseluruhan alat ini hanya berkisar sekitar 50%. Jika terjadi kebocoran cahaya, atau sambungan dengan kristal tidak benar, maka efisiensi akan menurun, dan jika ini terjadi, alat ini harus diganti.

2. Detektor Solid State (Scintillation Crystal)

Prinsip kerjanya tak jauh beda dengan PMT. Detektor solid state tersusun atas barisan-barisan atau array-array yang masing-masing terdiri atas kristal scintilasi (berkilau) yang disambungkan tepat pada permukaan dioda cahaya yang sangat sensitif. Tiap elemen detektor disebut channel.
Prinsip kerjanya:
- jika suatu kuanta sinar-X diserap oleh kristal dan menghasilkan photon-photon cahaya tampak.
- Jumlah photon-photon cahaya tampak ini tergantung oleh energi yang diserap oleh kristal
- Kuanta cahaya tampak sampai pada dioda cahaya secara langsung atau setelah memantul pada dinding kristal yang dapat menahan kuanta cahaya agar tidak keluar, dan menghasilkan arus listrik pada kisaran 0 – 2 µA
- Arus inilah yang kemudian diukur dan diproses pada sistem elektronika akuisisi data.
Sambungan antara kristal dan dioda cahaya biasanya merupakan sambungan khusus agar tidak ada cahaya yang keluar, dan tidak berubah menjadi arus listrik. Dioda cahaya ini sendiri disolder di atas PCB yang langsung menuju sistem akuisisi data. Keseluruhan array detektor ini diletakkan dalam ruang yang tahan cahaya. Alat ini mampu mempertahankan efisiensi sampai 90%, dan tipe ini yang sampai sekarang masih digunakan di alat CT-scan modern, termasuk alat yang saya bahas ini.

Dioda cahaya

Ada dua kategori umum material penyusun kristal, yaitu crystalline yang terdapat di alam, dan juga keramik buatan. Keduanya sangat sensitif terhadap keadaan temperatur dan tekanan udara. Siemens sendiri telah memproduksi kristal sendiri dan telah dipatenkan yaitu UFC (Ultra Fast Ceramic).

3. Detektor (gas) Xenon
Detektor ini bekerja berdasarkan prinsip Ionisation chamber. Disini plat katoda-anoda disusun menjadi housing Alumunium. Tiap-tiap anoda-katoda yang berpasangan membentuk satu Ionisation chamber. Jumlah ionisation chamber tergantung dari tipe scanner. Kebanyakan CT-scan model awal yang menggunakan teknologi gas ini, sedangkan untuk CT-scan modern sudah menggunakan teknologi solid-state.
Teknologi detektor ini datang pada saat yang hampir bersamaan dengan detektor solid state. Cara kerjanya juga sangat berbeda dengan kedua detektor sebelumnya. Detektor ini terdiri atas ruangan-ruangan kecil yang saling terpisah dan jaraknya masing-masing sangat sempit. Masing-masing memiliki bukaan kecil tempat masuknya gas Xenon, dengan tekanan yang relatif sama untuk tiap ruangan. Hasilnya merupakan chamber-chamber yang masing-masing identik satu sama lain. Dengan memberikan tekanan pada gas Xenon, molekul gasnya menjadi berdekatan.

Hal ini sangat penting karena detektor ini bekerja berdasarkan prinsip ionisasi.
Ketika quanta mengenai molekul Xenon, elektron-elektron akan terlepas dari kulit terluar Xenon, dan menghasilkan sebuah elektron dan sebuah ion Xenon+. Dinding-dinding tiap chamber disupply dengan tegangan positif sekitar +250 V, dan di tengahnya diberikan kutub negatif. Kutub negatif ini akan menarik ion positif Xenon dan berubah menjadi arus listrik sebanding dengan ionisasi yang terjadi. Hal inilah yang me-representasikan jumlah kuanta X-ray yang diterima, dan kemudian diteruskan oleh sistem processing.
Detektor ini dapat meningkatkan efisiensi pembacaan sinar-X sampai dengan 85 persen, tetapi untuk mencapai hasil ini, pasien harus diberikan sinar-X dengan dosis yang lebih tinggi, jika dibandingkan dengan detektor solid state. Di lain pihak, kelebihan detektor ini relatif lebih konstan untuk interval suhu yang besar, dan pembuatannya lebih sederhana dan lebih akurat jika dibandingkan dengan detektor solid state.

Detektor Monitor
Energi yang dihasilkan oleh CT-scan dapat bervariasi sekitar 1-2 %. Walaupun angka ini cukup stabil, tetapi tidak terlalu presisi. Detektor ini merupakan alat yang digunakan untuk mengukur sinyal yang belum teredam oleh objek scan, dan digunakan untuk sebagai referensi untuk semua sinyal detektor pada tahap ‘preprocessing’.
gambar

Sistem Akuisisi data
CT-Scan keluarga Sensation ini merupakan CT-Scan generasi ketiga, yang memiliki sorotan sinar-X yang berbentuk kipas (fan beam) dan array detektor yang keduanya dapat berputar satu putaran penuh.
Sistem akuisisi data dimulai dari sistem pengumpulan data, penguatan sinyal, dan konversi sinyal-sinyal analog ke digital.


Sistem Akuisisi Data pada CT-Scan

Sistem akuisisi data merupakan bagian yang sangat krusial dalam CT-scan. Fungsinya secara umum untuk mengumpulkan, mengintegrasikan, menguatkan, mengubahnya dari bentuk analog ke digital. Array detektor merupakan tempat masuknya data-data tersebut. Selain itu, sistem akuisisi data juga harus menserial-kan data dan mengirimkannya ke Image Processor untuk merekonstruksi image tersebut. Semua tugas ini harus dilakukan dalam waktu yang sangat singkat. Sistem ini juga harus dapat membedakan sinyal dengan nilai yang sangat kecil, seperseribu Volt, sampai puluhan Volt dengan akurat. Contohnya dapat kita ambil mesin Somatom Plus yang dapat melakukan semua operasi di atas