KUALITAS GAMBAR RADIOGRAFI

Kualitas gambar dapat didefinisikan sebagai rasio antara signal dan noise

Kualitas Gambar = Signal : Noise

a.       Signal adalah informasi yang diperlukan dari sistem pencitraan, misalnya radiograf

b.      Signal dapat didefinisikan sebagai siza minimum objek yang harus terlihat

c.       Noise adalah sesuatu yang dapat mengurangi signal pada gambaran

d.     Noise, dalam film / screen sistem konvensional, dapat didefinisikan sebagai graininess gambar

Eksposi dan proses pada film akan menghasilkan derajat dan pola penghitaman film yang tergantung dari berbagai factor. Beberapa kualitas gambar yang dapat dilihat pada hasil gambaran radiografi adalah

a.       Densitas Radiografi

Menurut Stuart dan Michael, densitas radiografi adalah keseluruhan derajat penghitaman pada film radiografi yang telah dieksposi dan mengalami proses pencucian.

b.      Kontras Radiografi

Menurut Stuart dan Michael, kontras radiografi biasanya melukiskan jarak atau perbandingan hitam dan putih pada gambaran radiografi.

c.       Detail Radiografi

Detail radiografi adalah hasil gambaran radiografi yang mampu memperlihatkan struktur yang kecil dari organ yang difoto.

d.      Ketajaman

Ketajaman adalah hasil gambaran radiografi yang mampu memperlihatkan batas yang tegas bagian-bagian objek yang difoto sehingga struktur organ terlihat dengan baik.

Adapun pembahasan tentang:

a.       Densitas Radiografi

Menurut The Collaboration for NDT Education. 2010. Radiography Densitas film adalah ukuran tingkat kegelapan dari suatu film. Secara teknik, hal ini disebut transmitted density yang terjadi pada film berbahan dasar transparan yangdiukur sejak saat cahaya ditransmisikan melewati film. Densitas merupakanfungsi logaritma yang menjelaskan suatu perbandingan dari dua pengukuran,secara spesifik merupakan perbandingan antara intensitas cahaya yang masuk kefilm (I₀) terhadap intensitas cahaya yang keluar melewati film (I_t).

D=logI₀I_t

Densitas film diukur dengan alat yang disebut densitometer. Secara sederhana, densitometer memiliki sensor fotoelektrik (photoelectric sensor) yang dapat menghitung banyaknya cahaya yang ditransmisikan melewati selembar film. Film diletakkan di antara sumber cahaya dengan sensor dan pembacaan densitas dilakukan oleh instrumen.

b.      Kontras Radiografi

Menurut The Collaboration for NDT Education. 2010.Radiography Kontras radiografi merupakan derajat densitas perbedaan antara dua area pada gambar radiografi. Kontras memudahkan identifikasi ciri-ciri yang berbeda pada area inspeksi seperti goresan, patahan dan sebagainya. Gambar di bawah menunjukkan perbedaan dua film hasil radiografi dengan obyek yang sama yaitu stepwedge. Gambar radiografi yang atas memiliki kontras yang lebih tinggi, sedangkan gambar yang bawah memiliki kontras yang lebih rendah. Saat keduanya disinari pada material dengan ketebalan yang sama, gambar dengan kontras yang tinggi memberikan perubahan densitas radiografi yang mencolok. Pada kedua gambar terdapat lingkaran kecil dengan densitas yang sama. Lingkaran ini lebih mudah diamati pada gambar radiografi dengan kontras yang tinggi.

Gambar 1. Radiografi dengan kontras tinggi dan kontras rendah.

Ada dua hal yang mempengaruhi kontras radiografi , yaitu subyek kontras dan detektor kontras atau film radiografi itu sendiri.

1)      Subjek kontras

Subyek kontras merupakan perbandingan intensitas radiasi yang ditransmisikan melewati area berbeda dari maerial yang diinspeksi. Hal ini tergantung pada kemampuan serapan material yang berbeda-beda, panjang gelombang radiasi dan intensitas radiasi serta hamburan balik radiasi (back scattering).

Perbedaan material dalam menyerap radiasi, berakibat pada tingkat kontras film radiografi. Perbedaan ketebalan atau massa jenis material yang lebih besar, akan memberikan perbedaan densitas radiografi atau kontras yang semakin besar. Akan tetapi, dari satu obyek material bisa dihasilkan dua gambar radiografi dengan kontras yang berbeda. Sinar-X yang ditembakkan dengan kV yang lebih kecil akan menghasilkan gambar radiografi dengan kontras yang lebih tinggi. Hal ini terjadi karena energi radiasi yang rendah lebih mudah diserap oleh bahan, sehingga perbandingan foton yang ditransmisikan melewati material yang tebaldan tipis akan lebih besar dengan energi radiasi rendah.

Gambar 2. Visualisasi penyinaran radiasi stepwedge dengan kV berbeda

Secara umum jika senstivitas tinggi, maka latitude akan rendah. Radiographic latitude merupakan jangkauan ketebalan material yang bias tergambar pada film. Hal ini berarti banyaknya area dari ketebalan yang berbeda akan tampak pada gambar. Gambar radiografi yang baik memiliki kontras dan latitude yang seimbang, artinya cukup kontras untuk mengidentifikasi ciri-ciri area inspeksi, tapi juga menyakinkannya dengan latitude yang baik, sehingga seluruh area dapat diinspeksi dalam satu gambar radiografi.

1)      Film kontras

Kontras film merupakan perbedaan densitas yang dihasilkan oleh setiap tipe film radiografi yang telah melalu proses radiografi (Chris Gunn, 2002:175). Penyinaran radiasi pada film untuk mendapatkan film dengan densitas yang lebih tinggi secara umum akan meningkatkan kontras pada gambar radiografi. Kurva karakteristik film secara umum ditunjukkan padagambar di bawah. Kurva ini memberi gambaran tentang respon film terhadap jumlah penyinaran radiasi. Dari bentuk kurva dapat dilihat bahwa saat film tidak mengalami interaksi dengan foton, kurva memiliki tingkat kemiringan yangrendah. Pada daerah kurva ini, perubahan penyinaran radiasi yang besar hanya akan memberi sedikit perubahan densitas film, sehingga sensitivitas film relatif rendah.

Menurut Plaast 1969, kurva karakteristik merupakan sebuah kurva yang memberikan hubungan antara nilai densitas dengan factor eksposi yang dihasilkan oleh serangkaian eksposi (Dalam Win Priantoro, 2009:7) , adapun fungsi dari kurva karakteristik yaitu:

a)      Untuk mengetahui besar kecilnya fog level

b)      Untuk menilai kontras

c)      Untuk menilai besar kecilnya nilai latitude

d)     Untuk menilai densitas maksimum

e)      Untuk menilai daerah solarisasi

f)       Untuk membandingkan kecepatan film

Kurva ini pertama kali ditemukan oleh Hurteen dan Drifield pada tahun 1890, maka dari itulah kurva ini biasanya disebut juga dengan kurva H dan D.

Gambar 3. Kurva Karakteristik

Dapat disimpulkan bahwa kontras radiografi memiliki unsur yang berbeda :

·         Kontras Objektif, perbedaan kehitaman ada seluruh bagian citra yang dapat dilihat & dinyatakan dengan angka. Adapun penyebabnya :

o   Faktor radiasi

ü  Kualitas sinar primer

ü  Sinar hambur / scatter

o   Faktor film

o   Faktor processing

ü  Jenis & susunan bahan pembangkit

ü  Waktu & suhu pembangkitkan

ü  Lemahnya cairan pembangkit

ü  Agitasi film

ü  Reducer

·         Kontras Subjektif, yaitu perbedaan terang di antara bagian film, jadi tidak dapat diukur, tergantung dari pemirsa/pengamat

a.       Ketajaman

Citra-radiografi merupakan bentuk bayangan; citra yang diperoleh sebagai akibat dari sinar x melalui tubuh, mirip dengan bayangan pada tembok bila melewatkan sinar matahari pada tubuh. Bayangan yang membentuk  citra radiografi haruslah dengan bentuk yang jelas dan tajam, dimana tingkat pengaburannya berkurang. Pada praktek bentuk bayangan sering diikuti oleh pengaburan, dimana tingkat pengaburan itu disebabkan oleh beberapa hal, seperti:

1)      Faktor Geometrik; yang berhubungan dengan pembentukan citra (misal : ukuran, jarak)

2)      Faktor Goyang; yang berhubungan dengan penderita (pasien) dan alat

3)      Faktor Fotografi atau intrinsik; yang berhubungan dengan bahan perekam citra.

4)      Layar Pendar terdiri dari kristal fosfor yang bila terkena sinar-x akan memendarkan cahaya, ini menimbulkan ketidaktajaman bentuk.

5)      Efek Parallax pengamatan dari jarak tertentu dengan sudut yang berbeda.

6)      Emulsi film ”iradiation”, yakni menyebar/melebarnya cahaya yang tiba pada film, menyebabkan ketidaktajaman bentuk citra

Ketajaman Radiografi dimaksudkan untuk membedakan detail dari struktur yang dapat terlihat  pada citra radiografi. Karena itu, semu faktor mengatur kontras (perbedaan densitas) juga mempengaruhi ketajaman. Faktor ini bersifat obyektif  karena dapat diukur. Ketajaman dapatr juga dipengaruhi oleh faktor yang tidak obyektif yang disebut faktor subyektif, sangat bervariasi  tidak dapat diukur, termasuk hal yang berada di luar. Citra seperti kondisi dari “viewer” boleh dikatakan bahwa ketajaman yang dimaksud adalah kualitas visual yang lebih bersifat subyektif.

Adapun faktor yang dapat mempengaruhi ketajaman, yaitu:

1)      Faktor Citra Radiografi, meliputi:

a)      Ketajaman dan kontras objektif

b)      Tingkat eksposi

Bila citra radiografi berbatas/berbentuk jelas, benda densitas masih dapat diamati, walau tingkat densitasnya sedikit (ketajaman baik walau dengan kontras yang sangat rendah). Jika citra radiografi dengan perbedaan densitas tinggi, struktur masih dapat terlihat jelas walau dengan batas yang tidak begitu tegas (ketajaman masih dapat dilihat, walaupun detail struktur tidak optimal).

Pada praktek radiografi, hal itu dapat kita temukan pada x-foto abdomen untuk melihat struktur dari janin, terlihat adanya perbedaan densitas yang kecil, namun bentuk janin terlihat jelas. Juga pada x-foto abdomen anak kecil tertelan uang logam terlihat adanya perbedaan densitas yang tinggi, ketajaman uang logam masih terlihat walau bentuknya tidak tegas (uang logam bergerak). Dengan demikian, batas yang tegas dari citra radiografi tidak hanya tergantung oleh ketajaman/kontras tetapi dari keduanya. Tingkat eksposi signifikan merubah kontras yang terlihat pada citra radiografi. Bila terjadi overexposure maka densitas pada seluruh bidang film juga meningkat, tetapi “kontras obyektif” (overexposure tidak berlebihan) tidak berubah, karena perbedaan melewatkan cahaya dari seluruh bidang x-foto tetap ada dan dapat diukur. Karena densitas yang demikian besar, mata sudah tidak dapat lagi melihat, karena tidak ada lagi cahaya dari viewer yang dapat melaluinya. Oleh karena itu pemirsa mengatakan bahwa kontras visual berkurang karena overexposure, jadi kontras visual ini bersifat subyektif tidak dapat diukur. Pada underex posure dimana densitasnya sangat minim menyebabkan kontras obyektif dan subyektif menjadi kurang.

2)      Faktor Viewer/Illuiminator (alat baca x-foto)

Hubungannya terhadap detail (devinition) adalah dengan contras subyektif faktor viewer dapat dilihat dari segi:

a)      Penerangan

Penerangan lampu viewer dapat dengan berbagai warna, intensitas, dan homogenitas; diluminator yang moderen denfgan dilengkapi dengan beberapa lampu TL yang memancarkan cahaya biru cerah dan homogen, dapat meningkatkan nilai kontras “kontras-fisual”. X-foto yang overexposure dengan menaikan intensitas penerangan illuminator akan meningkatkan kontras subyektif, sedangkan  yang underexposure intensitas cahaya diturunkan hingga kontras visual dapat tercapai. Pada umumnya viewer dilengkapi dengan alat pengatur terangnya cahaya, sesuai dengan keadaan citra radiografi yang sedang ditayangkan. Ruang baca x-foto sebaiknya ruangan redup (watt rendah) sehingga cahaya yang keluar dari viewer dapat diamati dengan baik.

b)      Penglihatan Pemirsa

Kontras citra radiografi oleh mata kelihatnaya dipengaruhi oleh tingkat penerangan yang diadaptasi, dan oleh silaunya cahaya viewer. Mata yang beradaptasi dengan cahaya terang tidak dapat mengamati perbedaan densitas pada tingkat gelap, dan detail. Juga bila viewer dengan x-foto densitas sedikit, melewatkan cahaya yang menyilaukan, menyebabkan kegagalan untuk melihat detail struktur. Untuk mencegah cahaya yang menyilaukan, viewer dilengkapi dengan semacam diagfragma yang dapat membatasi luas penerangan. Spot light yang berada di luar viewer gunanya untuk mengamati bagian tertentu dari film yang densitasnya gelap.

b.      Distorsi

Merupakan perbandingan yang salah dari struktur yang direkam, bentuk serta hubungan dengan struktur lainnya kurang betul. Hasil yang benar diperoleh bila garis tengah struktur yang akan di x-foto berada sejajar dengan film yang tegak lurus dengan pusat sinar-x. Hal ini sering terlihat pada x-ray foto gigi, bila hal ini terjadi, maka x-ray foto gigi akan terlihat bertumpuk satu sama lain, dapat lebih panjang atau lebih pendek.

c.       Ukuran Citra Radiografi

Karena sinar-x yang memencar dari focus  sifatnya divergen mengaklibatkan ukuran citra radiografi boleh disebut menjadi lebih besar dari ukuran sebenarnya. Adapun pembesaran yang terjadi disebabkan oleh jarak focus ke film (FFD), jarak film ke objek (FOD), garis tengah struktur sejajar film dan tegak lurus dengan pusat sinar x.

Menghitung besarnya pembesaran :

ukuran sebenarnya = (ukuran citra x FOD) : FFD

d.      Detil dan Ukuran Objek

Obyek di dalam tubuh terdiri dari berbagai macam ukuran. Semakin kecil ukuran obyek maka semakin detil gambar anatomi yang harus didapatkan.

Sebagai contoh, bila ukuran obyek besar maka detil yang dihasilkan dapat diamati (tidak mengalami kekaburan), begitu pula bila ukuran obyek diperkecil, maka detil yang dihasilkan juga dapat diamati (tidak mengalami kekaburan). Jadi ketika tidak terjadi kekaburan maka baik obyek yang besar maupun yang kecil dapat kita amati. Sekarang bagaimana kalau obyek tersebut kita kaburkan?

Kekaburan mempunyai batas untuk mampu dilihat pada bayangan yang kecil. Sehingga kekaburan itu mengakibatkan keterbatasan penglihatan detil gambar.

Ada tiga pengaruh dari kekaburan, yaitu:

1)      Kekaburan mengakibatkan penurunan kemampuan untuk memperlihatkan detil anatomi obyek. Padahal hal tersebut sangat penting dalam penggambaran citra medik.

2)      Kekaburan menurunkan nilai ketajaman (sharpness) struktur dan obyek citra medik. Sehingga ketidaktajaman (unsharpness) sering digunakan sebagai pengganti istilah kekaburan (blurring).

3) Kekaburan menurunkan karakteristik citra medik yang disebut resolusi bagian (spatial resolution). Resolusi adalah pengaruh dari kekaburan yang dapat diukur dengan mudah dan digunakan untuk mengevaluasi dan menentukan karakteristik kekaburan dari system dan komponen citra medik. Resolusi digambarkan sebagai banyaknya jumlah pasang garis (LP) yang tampak dalam setiap satuan mm. Menaikkan nilai LP/mm biasanya berhubungan dengan menaikkan detil citra medik. Oleh sebab itu resolusi bagian yang tinggi (baik) menandakan kenampakan (visibility) detil anatomi yang akurat.