Thursday, May 26, 2011

PESAWAT RONTGEN KONVENSIONAL

Radiologi Dasar

Teori Dasar :
  • Pesawat radiologi adalah alat / pesawat medik yang bekerja mengunakan radiasi pengion baik itu sinar nuklir, gamma, sinar-X dan lain-lain.
  • Pesawat roentgen  adalah alat / pesawat medik yang bekerjanya mengunakan radiasi sinar X, baik untuk keperluan fluoroskopi maupun radiografi.

 Sejarah Singkat Ditemukannya Sinar-X :
Sinar-X pertama kali ditemukannya oleh Willhem Conrad Rontgen pada tahun 1895, beliau mengunakan tabung Geslier yaitu tabung yang terbuat dari Glass Envelope yang didalamnya terdapat gas Argon atau Xenon yang jika ada perbedaan potensial diantara anoda dan katoda maka gas–gas ini akan terionisasi  dan elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya. Elektron yang terdekat dengan anoda akan langsung ditarik keanoda sehingga terjadi hole. Hole ini akan diisi oleh elektron berikutnya, tempat yang ditinggalkan elektron ini akan menjadi hole lagi dan terjadi pengisian lagi oleh elektron berikutnya, begitu seterusnya sehingga akan terjadi estafet elektron dan terjadilah rangkaian tertutup dan terjadilah arus elektron yang berkebalikan dengan arus listrik yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan apabila menabraknya dielektron dikulit K, disebut   K Karakteristik. Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan seatu gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,01–1 Amstrong inilah yang kemudian disebut sinar-X atau sinar Rontgen. Tabung X-ray jenis pertama ini disebut Cold Chatoda Tube.
Namun pada perkembangan selanjutnya, pada tahun 1913, Collige menyempurnakan penemuan Rontgen dengan memodifikasi tabung yang digunakan. Tabung yang digunakan adalah tabung vakum yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda. Tabung jenis ini kemudian disebut Hot Chatoda Tube dan merupakan tabung yang dipergunakan untuk pesawat Rontgen konvensional yang sekarang.  

Cara Kerja Hot Katoda Tube :
Tabung yang digunakan adalah tabung vakum yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda. Katoda / filamen tabung rontgen dihubungkan ke   transformator filamen. Transformator filamen ini akan memberi supply sehingga mengakibatkan terjadinya pemanasan pada filamen tabung rontgen, sehingga terjadi Thermionic Emission, dimana elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya, sehingga akan banyak terjadi elektron bebas dan terbentuklah awan elektron.
Anoda dan katoda di hubungkan dengan transformator tegangan tinggi 10 KV – 150 KV. Primer HTT diberi tegangan AC (bolak-balik) maka akan terjadi garis-garis  gaya magnet (GGM) yang akan berubah–ubah bergantung dari besarnya arus yang mengalir. Akibat dari perubahan garis-garis gaya magnet ini akan menyebabkan timbulnya gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder, yang besarnya tergantung dari setiap perubahan fluks pada setiap perubahan waktu (E = - d Φ / dt). Dari proses ini didapatkanlah tegangan tinggi yang akan disuplay ke elektroda tabung rontgen.
Pada saat anoda mendapatkan polaritas (+) dan katoda mendapat polaritas (-)  maka elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda akan ditarik menuju anoda, akibatnya terjadilah suatu loop (rangkaian tertutup) maka akan terjadi arus elektron yang berlawanan dengan arus listrik yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan apabila menabraknya dielektron dikulit K, disebut   K Karakteristik. Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan seatu gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,01-1 Ǻ inilah yang kemudian disebut sinar-X atau sinar Rontgen.

Syarat-Syarat Terjadinya Sinar-X :
  •  Adanya sumber elektron yang diperoleh dari transformator filament sehingga terjadi termionic emission. Kemudian terjadi elektron-elektron bebas & menyebabkan terjadinya awan electron dikatoda.
  • Adanya tegangan tinggi (kV) yang diperoleh dari HTT, sehingga diperoleh beda  potensial antara anoda & katoda.
  • Adanya alat yang berfungsi menyetop jalannya electron dari anoda ke katoda yang berupa target.
  • Adanya tabung vacuum yang berfungsi memberikan keleluasaan electron dari anoda ke katoda sehingga tidak ada hambatan.


Blok Diagram Pesawat Rontgen Konvensional


  A.  Rangkaian Power Supply
       Ragkaian ini berfungsi untuk mendistribusikan tegangan pada seluruh rangkaian pesawat sesuai yang Dibutuhkan oleh masing-masing rangkaian. Rangkaian ini terdiri dari :

1.  Salar
Berfungsi untuk menghubungkan supply listik PLN dengan pesawat roentgen.

2.  Fuse
Berfungsi sebagai pengaman jika terjadi beban berlebihan.

3.   Voltage Compensator
Alat yang berfungsi untuk mengkompensasi nilai tegangan yang diperlukan pesawat jika terjadi penurunan atu kenaikan pada supply PLN Jika tegangan naik kita harus menambah jumlah lilitan primer dengan memutar selector voltage compensator dan jika tegangan turun kita harus mengurangi jumlah lilitan primer dengan memutar selector voltage compensator sehingga diperoleh perbandingan transformasi antara tegangan dan jumlah lilitan primer dengan tegangan dan jumlah lilitan sekunder adalah tetap dengan demikian diperoleh nilai tegangan pada setiap lilitan akan tetap.

              Perbandingan transformasi dapat dirumuskan :

4.  Line Resistance (R Match)
Setiap pesawat mempunyai hambatan atau R yang diberikan oleh pabrik, contohnya pada pesawat shimadzu R=0,04-0,08Ω, resistance ini disebut R internal ( R pesawat ). Sehinnga R line adalah tahanan atur yang berfungsi untuk mencocokkan tahanan pengkabelan dengan tahanan yang dibutuhkan pesawat.

5.  Voltage Indicator
Berfungsi untuk mengetahui apa tegangan PLN jika mengalami kenaikan atau penurunan.

6.   Voltage Regulator
Berfungsi untuk memilih tegangan PLN 110/220v AC tergantung dengan pesawat yang digunakan dan dinegara mana pesawat dioperasikan.
  
7.  Auto Transformator (autotrafo)
Alat untuk memindahkan daya listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang kumparan primer dan kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core.

8.   KVP Selektor Mayor
Berfungsi untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminal 10 KV.

9.  KVP Selektor Minor
Berfungsi untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminalnya 1 KV.


B.  Rangkaian Pemanas Filamen


Fungsinya untuk memberikan catu daya dan mengatur besar arus pemanas filament agar terjadinya termionic emission bisa di kendalikan sehingga jumlah elektron-elektron bebas yang dihasilkan pada filament tabung rontgen bisa dicontrol.

1.  Rangkaian Stabilisator Tegangan
Fungsinya untuk menstabilkan tegangan untuk rangkaian pemanas filament sehingga pengaruh fluktuasi tegangan PLN tidak mengakibatkan kerusakan yang signifikan pada filament tabung rontgen. 

2.  Space Charge Compensator (SSC)
Alat ini berfungsi untuk mengkompensasikan nilai arus tabung agar sesuai dengan yang dipilih meskipun terjadi perubahan tegangan tinggi pada tabung roentgen. Rangkaian ini berupa variable resistor (VR) yang terdiri dari tap-tap, yang tiap tap-tapnya mempunyai nilai R yang berbeda-beda.

3.   mA Control
Berfungsi untuk mengatur arus pemanas filament yang kemudian akan digunakan sebagai penentu besarnya arus tabung yang digunakan. Alat ini disambung seri dengan trafo filament. Untuk memilih arus tabung kita sebenarnya memilih nilai R nya untuk menentukan voltage drop pada VR. Semakin  besar pilihan mA maka pilihan tap tersebut berada pada posisi nilai R yang paling kecil,sehingga voltage dropnya kecil. Dan semakin kecil mA maka pilihan tap tersebut berada pada posisi nilai R paling besar. Arus tabung ditentukan oleh besarnya tegangan pada trasformator filamen. Tegangan transformator ini (EF) akan menentukan besarnya arus transformator filamen ini (IF), semakin besar tegangan trafo filamen semakin besar pula arus yang mengalir pada trafo filament,besarnya arus trafo filamen ini akan menentukan banyaknya elektron bebas  yang dihasilkan. EF besar --> IF besar --> elektron bebas banyak --> awan electron banyak. Jika R lebih tinggi, tegangan trafo filamen kecil karena dengan tahanan lebih besar maka tegangan pada tegangan trafo lebih kecil karena R tadi menyebabkan voltage drop yang lebih besar.

4.  Stand By Resisitor (SBR)
Alat yang berfungsi untuk memberikan pemanasan awal pada filamen tabung rontgen agar terjadi pre-heating sebelum expose berlangsung sehingga filament tabung roentgen lebih awet. Alat ini terdiri dari R yang dilengkapi yang dilengkapi dengan kontaktor yang digerakkan oleh delay relay.

Cara kerjanya adalah sebagai berikut, pada saat main swith ON, filamen tabung rontgen langsung mendapatkan tegangan dari transformator filamen tapi melewati stand by resistant sehingga tegangan yang mengalir bukan tegangan normal. Pada saat expose, timer bekerja dan relay energice bekerja sehingga kontaktor exposure swith terhubung dan kontaktor relay di stand by resistant terhubung (di by pass), sehingga tegangan akan melewati kontaktor (bukan R lagi) sehingga tidak ada voltage drop sehingga pemanasan filamen pada tegangan normal.

5.  Filamen Limiter (mA limiter)
Alat yang berfungsi untuk membatasi mengalirnya arus filamen, maksudnya agar tegangan pemanas filamen di atas sesuai dengan kemampuan kapasitas filamen tabung rontgen sehingga pemberian tegangan tersebut memberi pemanasan yang normal. Pengunaan filament limiter ini akan lebih terasa terutama pada tabung rontgen yang mengunakan double fokus, yaitu fokus besar dan focus kecil yang masing-masing dilengkapi filament limiter sendiri. Untuk yang large focus nilai tahanan limiternya kecil, sedangkan untuk yang small fokus nilai tahanan limiternya besar yang diatur sekali pada waktu perakitan.

6.  Trafo Filamen
Berfungsi untuk step down filament, biasanya tegangan yang digunakan adalah tegangan 110 volt menjadi 12 v/18 v tergantung spesifikasi tabung.

7.  Filamen Tabung Rontgen
Berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda.


C.  Rangkaian Tegangan Tinggi
    Pada rangkaian ini terdapat trafo tegangan tinggi yang berfungsi untuk memberikan beda potensial antara anoda & katoda. Dimana anoda harus selalu mendapat polaritas (+) & katoda harus selalu mendapat polaritas (-), agar elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda dapat ditarik ke anoda. Agar anoda selalu mendapat polaritas (+), maka dipasang penyearah tabung rontgen.

D.  Rangkain Tabung Rontgen
1.      Tabung Rontgen

Merupakan sebuah tabung diode yaitu  tabung vakum yang terdiri dari dua elektrode, yaitu anode dan katode.  X ray tube adalah tempat berlangsungnya proses terbentuknya sinar x.
  • Pesawat dengan 1 unit x-ray tube over table untuk pemotretan tunggal disebut “Pesawat Rontgen 1 examination”.
  • Pesawat rontgen yang memiliki x-ray tube over table dan under table disebut 2  Examination.


2.    Penyearah Arus
      Jenis-jenis Penyearah :
  • Self rectifier X-Ray unit
  • Penyearah inversuppessor
  • Penyearah sistem bridge
  • Penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda
  • Penyearah 1/2 gelombang dengan 2 dioda
  • Penyearah gelombang dengan 1 dioda



E.   Rangkaian Timer
          Timer berfungsi untuk menentukan lamanya proses penyinaran.

No comments:

Post a Comment