PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT
ARUS SINAR X MENGGUNAKAN STEPWEDGE
SKRIPSI
Evi Yusita
Nim. 080921004
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
EVI YUSITA NIM: 080921004
DEPARTEMEN FISIKA
PERSETUJUAN
Judul : PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT ARUS SINAR-X MENGGUNAKAN STEPWEDGE
Kategori : SKRIPSI
Nama : EVI YUSITA Nim : 090821004
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, 11 juli 2011
Komisi Pembimbing :
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dr.Marhaposan Situmorang Zuhrina Kustanti,ST.,M.Kes NIP. 195510301980031003 NIP.1972022141995032001
Diketahui / Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU,
Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
PENGUJIAN LINIERITAS KELUARAN PEMBANGKIT ARUS SINAR-X MENGGUNAKAN STEPWEDGE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, 4 Juli 2011
EVI YUSITA 090821004
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya serta solawat dan dan salam kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW,Penulis ucapkan sehingga tugas akhir yang berjudul ‘’Pengujian Linieritas keluaran pembangkit Arus Sinar-X dengan menggunakan stepwedge’’dapat diselesaikan.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan menempuh ujian akhir pada jurusan Fisika Medik, Fakualitas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara,Medan. Dalam menyelesaikan Tugas akhir ini penulis banyak mendapat bimbingan,petunjuk dan masukan dari berbagai pihak sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas hari ini. Pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembimbing dan ketua Departemen Fisika yang telah memberikan bimbingan, petunjuk, panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan Tugas akhir ini. 2. Ibu Zuhrina Kustanti,ST.M.Kes., selaku dosen pembimbing II.
3. Ibu Dra. Justinon, Msi., selaku sekretaris jurusan Fisika, FMIPA USU Medan. 4. Bapak Eddy Marlianto, M.Sc., selaku dekan FMIPA USU Medan.
5. Bapak Prof. Dr. Abdul Rasyid, Sp.Rad.,Ph.D., selaku Ka. Instalasi Radiologi Rumah Sakit Umum Pusat Haji Adam Malik Medan.
6. Bapak Dr. Azwan Asmuni Lubis,Sp.Ak., selaku direktur Utama Rumah Sakit Umum Pusat Haji Adam Malik Medan.
7. Orangtua, Suamiku A. Pelawi S.Si, dan Anak-anakku Aji Pelawi dan Fahri Pelawi, yang telah memberikan dukungan moril dan materil sehingga memudahkan penyelesaian skripsi ini.
8. Teman-teman seperjuangan mahasiswa Fisika Medik yang telah banyak memberi bantuan dan saran,semoga kita kompak dan semangat terus.
9. Semua yang belum tersebutkan, ya ng memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya
Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermamfaat bagi kita semua, dan mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca untuk perbaikan dimasa datang.
Penulis
Evi Yusita 090821004
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang Pengujian Linearitas Keluaran Pembangkit Arus Sinar X dengan menggunakan stepwedge, pada pesawat Rontgen digital (pemakaian selama 4 tahun) dan pada pesawat rontgen konvensional (pemakaian selama 19 tahun).Dengan menvariasi kuat arus 50 mA, 100 mA, 200, mA dan 400 mA, 10 mAs, jarak fokus ke film (FFD) 100 cm, tegangan tabung pada pesawat Rontgen digital adalah 60 kV pada pesawat rontgen konvensional yakni 50 kV. Linearitas keluaran pembangkit arus sinar X diperoleh melalui pengukuran densitas radiograf setelah sinar X menembus stepwedge, dengan menggunakan alat densitas optic yaitu densitometer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, persentase linearitas keluaran arus pembangkit pada pesawat rontgen digital dengan single ekspos adala h 4.05%, dan dengan double ekspos yakni 24.18% , sedangkan pada pesawat Rontgen konvensional dengan single ekspos adalah 15.13%, dan dengan double ekspos adalah 16.73%. Sesuai dengan Biro Kesehatan Radiologi, standard Amerika (menjadi acuan internasional), disyaratkan bahwa semua pesawat Rontgen baru harus dapat dijaga linearitas keluaran arus pembangkit sinar X rata-rata 10% dari planel mA ke planel mA lainnya. Dari hasil penelitian ini disimpulkan bahwa pada pesawat Rontgen digital untuk eksposi tunggal masih linier namun pada eksposi ganda keluaran arus sinar-X tidak linier. Pemakaian dapat dilakukan sebaiknya setelah adanya perbaikan. Pada pesawat Rontgen konvensional batas toleransi linieritas keluaran arus sinar-X adalah 20% sampai 25%, sehingga pada penelitian ini dapat disimpulkan pesawat Rontgen konvensional layak pakai.
vi
ABSTRACT
Research on X-Ray Generator Linearity has been done by using stepwedge to digital X-ray generator (has been using for 4 years) and conventional x-rays generator (has been using for 19 years). It do with various current at 50 mA, 100 mA, 200 mA and 400 mA, 10 mAs, focus to film distance (FFD) is 100 cm, tube voltage for digital X-ray generator is 60 kV an conventional X-Ray generator is 50 kV. X-Ray generator is obtained through radiograph density measurements after X-rays penetrate the stepwedge using densitometer. The results show that the percentage linearity of digital X-ray generator with a single exposure is 4.05%, and with a double exposure is 24.18%, while on the conventional X-ray for single exposure is 15,13% and double exposure is 16.73%. Accordding to the Bureau of Radiological Health, the American standard (being the international protocol) recommended that all new X-Ray generator must have average linearity about 10% from station mA to another station mA.It is concluded that digital X-ray generator for a single exsposure is still linear, but at double exposure is not linear. It is recommended to repair before using. In conventional X-ray generator is 20% to 25%, so that a conventional X-rays can be said that is still good to use .
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ……… I HALAMAN PENGESAHAN ………... ii PERNYATAAN……… iii KATA PENGANTAR iv ABSTRAK………. V ABSTRACT ………... vi DAFTAR ISI ……….. vii DAFTAR GAMBAR……….. DAFTAR TABEL………..
ix xi DAFTAR LAMPIRAN ……… xii DAFTAR-DAFTAR ISTILAH………. xiii
BAB I PENDAHULUAN ………. 1.1 Latar belakang ………. 1.2 Perumusan Masalah………. 1.3 Batasan Masalah ………... 1.4 Tujuan Penelitian ……… 1.5 Manfaat Penelitian ……….. 1.6 Sistematika Penulisan ………. 1 1 2 2 2 2 3
BAB II DASAR TEORI ………
2.1 Mekanisme Penyina ran Sinar-X ………. 2.2 Pembentukan Sinar-X ……… 2.3 Radiografi Sinar-X ……… 2.4 Pengaruh Faktor Eksposi Terhadap Hasil Radiografi ………... 2.4.1 Pengaruh tegangan tabung (kV) terhadap hasil Radiograf…... 2.4.2 Pengaruh Arus Tabung(mA) Dan Waktu Eksposi (s)
terhadap Hasil Radiografi………. 2.4.3 Pengaruh Jarak Antar Tabung dan Image Reseptor (FFD)
terhadap hasil radiografi……… 4 4 4 6 10 10 10 12
viii
2.7.2 Arus tabung ……….. 2.7.3 Jarak Fokus ke Film ……….. 2.7.4 Waktu Eksposi ……….. 2.8 Paparan ……….. 2.9 Densitas ………. 2.10 Linearitas dan Kemampuulangan (Rpeatabilitas) ………..
19 19 20 20 20 21
BAB III METODE PENELITIAN ………
3.1 Teknik Pelaksanaan Penelitian ………... 3.2 Perlengkapan Penelitian ………. 3.3 Variabel Penelitian ………. 3.4 Prosedur Penelitian ……… 3.5 Analisa Data ………... 3.5.1 Analisis untuk objek stepwedge ……… 3.5.2 Jaminan Kualiatas Linearitas Keluaran (JKLK) Arus Sinar-X………... 23 23 23 29 30 33 33 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………
4.1 Pengaruh Ketebalan Stepwedge terhadap densitas……… 4.2 Hasil Penelitian ………..
4.2.1 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Digital Pemakaian Selama 4 tahun dengan Tahun Produksi 2007 ……….. 4.2.2 Hasil Penelitian Pesawat Rontgen Konvensional
Pemakaian Selama 19 tahun dengan tahun Produksi 2007 Merk Hitachi ……… 4.3 Pembahasan ………... 35 35 36 36 41 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……….
5.1 Kesimpulan ………. 5.2 Saran ………... 50 50 50 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2-1 Skema Tabung Sinar –X ……… 5
Gambar 2-2 Distribusi Radiasi Sinar-X ……… 8
Gambar 2-3 Kurva Karakteristik Film ………. 9
Gambar 2-4 Efek Foto Listrik …………....……….. 13
Gambar 2-5 Efek Compton .. ……… 14
Gambar 2-6 Proses Pembentukan pasangan……….. 15
Gambar 2-7 Spektrum Radiasi Elektromagnetik ………. 16
Gambar 2.8 Spektrum Radiasi Sinar-X Pada Tegangan Tabung yang Berbeda ………... 18
Gambar 3-1 Pesawat Sinar-X Konvensional ……….. 24
Gambar 3-2 Meja Kontrol Pesawat Sinar-X Konvensional ……….. 24
Gambar 3.3 Pesawat Sinar-X Digital ………..………. 25
Gambar 3.4 Meja Kontrol Pesawat Sinar-X Digital ……….……… 25
Gambar 3.5 Stepwedge ……….………... 26
Gambar 3.6 Automatic Processing ………. 27
Gambar 3.7 Digital Densitometer, model X-Rite ……….. 28
Gambar 3.8 Kodak Omatik Identification Camera Model 4 ... 29
Gambar 3.9 Gambar Diagram Blok Penelitian ... 31
x
Gambar 4.2 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge (mm) pada eksposi ganda pada pesawat Rontgen digital pemakaian tahun 2007 ... 40 Gambar 4.3 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge (mm)
pada eksposi tunggal pada pesawat Rongent konvensional ( pemakaian selama 19 tahun) ... 42 Gambar 4.4 Grafik hubungan densitas dengan ketebalan stepwedge pada
eksposi ganda pada pesawat Rontgen konvensional lama pemakaian 19 tahun ... 45
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Pengukuran skala densitas optik eksposi tunggal pada pesawat sinar-X digital...
36
Tabel 4.2 Pengukuran skala densitas optik Rata-rata eksposi tunggal pada pesawat sinar-X digital...
37
Tabel 4.3 Pengukuran skala densitas optik eksposi ganda pada pesawat sinar-X digital...
39
Tabel 4.4 Pengukuran skala densitas optik rata-rata eksposi ganda pada pesawat sinar-X digital...
40
Tabel 4.5 Pengukuran skala densitas optik eksposi tunggal pada pesawat sinar-X konvensional...
41
Tabel 4.6 Pengukuran skala densitas optik rata-rata eksposi tunggal pada pesawat sinar-X konvensional ... 42 Tabel 4.7 Pengukuran skala densitas optik eksposi ganda pada pesawat sinar-X konvensional... 43 Tabel 4.8 Pengukuran Skla Densitas Optik Rata-rata eksposi Ganda Pada Pesawat Sinar-X Konvensional ... 44 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Jaminan Kualitas Linieritas Keluaran (JKLK) Arus Sinar-X pada Pesawat Rontge n Konvensional dan Digital.. 46
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran - A Faktor Eksposi Yang Digunakan pada Pesawat Sinar-X Digital dan Pesawat Sinar-X Konvensional
Lampiran - B Hasil Radiograf Stepwedge untuk berbagai Variasi Kuat Arus Pada Pesawat Rontgen Digital dan Konvensional
DAFTAR-DAFTAR ISTILAH
Arus tabung : Jumlah electron persatuan waktu yang bergerak dari katoda ke Anoda
Tegangan tabung : Beda potensial antara anoda dengan katoda
Atenuasi : adalah pengurangan intensitas karena perlewatan energi
Densitas optik : adalah tingkat kehitaman dan kerapatan zat
Absorbsi : adalah banyaknya enerji rradiasi setelah maelalui mater
Densitometer : adalah alat untuk mengukur kerapatan fotografi sebuah gambar pada flm atau cetakan pada fotografi
Faktor esposi : adalah parameter dosis radiasi yang diatur pada pesawat rontgen sinar-X yang meliputi tegangan (kVp) dan intensitas(mAs).
Linieritas : adalah kemampuan pembangkit untuk memproduksi densitas yang sama pada mAs yang sama dengan kuat arus ( mA) yang berbeda .
Paparan : adalah parameter dosis radiasi yang diatur pada pesawat rontgen.
Pemaparan : penyinaran radiasi.
Repeatabilitas : adalah kemampuan pembangkit untuk memproduksi eksposi yang sama untuk teknik yang sama.
Stepwedge Al : Adalah lempengan aluminium yang mempunyai
ketebalan tertentutu dan bertingkat
