Ringkasan Tugas Akhir / Skripsi
Nama, NPM : Yudwitiawati, 1006806803
Pembimbing : 1. Supriyanto Ardjo Pawiro, Ph.D. 2. Heru Prasetio, M.Si
Judul (Indonesia) : Evaluasi Teknik Uji Fungsi Kualitas Citra pada Pesawat Cone Beam Computed Tomography
Judul (Inggris) : Image Quality Test Evaluation of Cone Beam Computed Tomography
ABSTRAK
Uji fungsi CBCT perlu dilakukan untuk memastikan performa terbaik pada CBCT. Uji fungsi yang dilakukan pada penelitian in adalah akurasi isocenter,kualitas citra 3D dan 2D dengan menggunakan fantom Ball bearing, Catphan, dan LEEDS. Uji fungsi dilakukan dengan 2 mode yang berbeda yaitu mode service dan clinical yang memiliki resolusi 540 540 dan 270 270. Pengukuran dengan menggunakan ball bearing dapat melihat pergeseran isocenter pada sumbu x, y, z. Pergeseran terbesar terjadi pada rotasi 0º sebesar 0.23 cm sumbu x 0.02 cm sumbu z. Hasil perbandingan evaluasi citra 3D pada mode
service dan clinical menunjukan bahwa CT number keduanya tidak terlalu banyak
perbedaan. Resolusi tinggi pada mode service mencapai 8lp/cm sedangkan pada mode clinical resolusi tidak mampu membedakan sama sekali. Uji citra 2D menggunakan tiga jenis fantom LEEDS. Kontras rendah dapat dilihat dan dievaluasi pada LEEDS TOR 18 FG,TOR CDR,dan TO10. Kontras tinggi hanya dapat dilihat pada LEEDS TOR 18 FG dan TOR CDR. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan dari hasil evaluasi kontras rendah dan perbedaan signifikan terjadi pada kontras tinggi.dan uji resolusi antara kedua mode. Fantom NORMI 4 juga digunakan pada penelitian ini, dan tidak ada perbedaan hasil dari uji kontras tinggi dan kontras rendah antara NORMI 4 dan LEEDS. Hasil kontras tinggi dari fantom NORMI 4 adalah 4 lp/mm. Oleh karena itu fantom NORMI 4 dapat dijadikan alternatif lain untuk menilai resolusi dan kontras pada citra 2D. Perhitungan CBDIw dengan fantom CTDI berdiameter 16 cm adalah 8.3 mGy. Uji fungsi sebaiknya menggunakan resolusi tertinggi.
Kata Kunci : CBCT, Ball bearing, Kualitas Citra, High Contrast, Low Contrast
ABSTRACT
Performence test of Cone Beam Computed Tomography (CBCT) must be done to ensure CBCT is on its best performance. The performance test done in this study are isocenter accuracy, 3D and 2D image quality using ball bearing phantom, CATPHAN, LEEDS test object, and Normi. The test was done using 2 different mode wich are service and clinical mode that has resolution of resolution 540 540 and 270 270. Ball bearing
measurements showed that this technique can detect isocenter shift on the axis of x, y, and z. The largest isocenter displcement occurred at 0 º rotation at 0.23 cm x-axis 0.02 cm z-axis. 3D image comparison using service and clinical mode, show that CT Number value are not much different. High contras resolution at service mode is 8 lp/cm but on clinical mode is not able to distinguish at all. 2D image comparison were done using three types LEEDS test object, low contrast can be observed and evaluated on LEEDS TOR 18 FG, TOR CDR, and TO10, high contrast can be bserved on LEEDS 18 FG and TOR CDR. From LEEDS test object there were no significant difference were shown on low contrast comparison and significant difference were shown on high contrast and resolution test. Normi 4 phantom also used on this study, and there were no difference in trend result on high and low contrast between NORMI 4 phantom and LEEDS test object. Result of NORMI 4 measurement high contrast resolution is 4 lp/mm. Therefore Normi 4 can be used as an alternative to asses the image resolution and contrast in 2D images on CBCT. CBDIw calculations with 16 cm diameter CTDI phantom was 8.3 mGy. Performance tests should use the highest resolution.
Key Word : CBCT, Ball bearing, Image Quality, High Contrast, Low Contrast
1. PENDAHULUAN
Pencitraan merupakan komponen penting dalam proses perencanaan dan proses verifikasi lapangan penyinaran radioterapi. Hal ini sangat penting untuk memastikan keakuratan dosis yang akan diberikan ke target penyinaran dan melindungi organ normal di sekitarnya.1Verifikasi lapangan penyinaran radioterapi merupakan suatu keharusan dalam penjaminan kualitas dari ketidakpastian geometri lapangan penyinaran pasien radioterapi. Dalam perkembangan teknologi radioterapi teknik pencitraan pun semakin berkembang salah satunya integrasi sistem Cone Beam CT (CBCT) pada perangkat linear akselerator (linac). CBCT merekonstruksi data secara volumetrik 3D pada satu kali putaran gantri dengan pasien dalam posisi treatment. Dibandingkan dengan metode MV radiograph portal imaging, CBCT memiliki kelebihan yaitu dosis yang digunakan lebih rendah dan kontras yang dihasilkan lebih baik sehingga dapat mengidentifikasi target jaringan lunak. Dalam sistem CBCT memiliki dua mode protokol yang berbeda yaitu mode service dan clinical.
Untuk mendapatkan informasi yang lengkap dari sistem tersebut maka perlu dilakukan pengujian fungsi untuk memastikan performa yang dihasilkan sangat baik. Uji fungsi pada CBCT telah dilakukan dalam berbagai jurnal dengan metode yang
berbeda-beda. Berdasarkan metode yang telah ada dilakukan penelitian teknik uji fungsi pada kedua mode pada sistem CBCT.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cone Beam Computed Tomography (CBCT)
Banyak metode yang telah digunakan untuk verifikasi posisi pasien radioterapi di ruang terapi. Salah satunya adalah menggunakan verifikasi berdasar pada radiografi orthogonal MV dengan menggunakan Digitally Reconstructed Radiographs (DRR) dari planning CT. Namun verifikasi dengan orthogonal MV hanya bisa menampilkan gambar 2D dengan dosis yang tinggi. Seiring perkembangan teknologi digunakan cone beam CT (CBCT) untuk verifikasi. Pada CBCT digunakan gantri kV x-ray unit dan flat panel detektor untuk membuat gambaran secara volumetrik.7
CBCT dapat digunakan untuk memperoleh dan merekonstruksi data secara volumetrik 3D pada satu kali putaran gantri dengan pasien dalam posisi treatment. Verifikasi dapat lebih effisien dan akurat menggunakan gambaran CT.
Gambar 2.1. Geometri CT dan CBCT13
Kelebihan dari kV CBCT dibandingkan dengan MV radiographs adalah dosis yang lebih rendah dan mampu mengidentifikasi target jaringan lunak karena kontras yang dihasilkan lebih baik dibandingkan MV.
2.2 Jaminan Kualitas CBCT
Penggunaan dari modalitas pencitraan untuk verifikasi posisi pasien dan target sebelum dilakukannya terapi radiasi telah menyebar luas dalam beberapa tahun terakhir.
Peletakan target yang tepat sangat penting sehingga pencitraan sangat dibutuhkan dalam proses ini. Oleh karena itu, jaminan kualitas dari sistem pencitraan pemadu ( image- guided ) adalah sangat penting dilakukan.
Kilovoltage (kV) Cone Beam CT (CBCT) adalah modalitas pertama untuk petunjuk gambar yang menghasilkan gambaran tiga dimensi (3D) dari bagian penting pasien dalam waktu yang relatif singkat (1-3 menit) dalam kualitas tercapai untuk tujuan posisi pasien. Sistem yang terkenal misalnya Varian OBI (Varian Medical Systems, Inc., Palo Alto, CA, USA) dan Elekta XVI system (Elekta AB, Stockholm, Sweden).
Kualitas citra perlu dievaluasi secara berkala untuk memastikan kualitas dan stabilitas dari sistem pencitraan. Alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah fantom ball bearing, fantom Leeds, Normi, dan fantom Catphan® 500.
Gambar 2.8 Fantom Ball Bearing 2.2.1 Fantom Ball Bearing
Garis isocenter dari sistem terapi kV imaging dan MV sangat penting dalam keakuratan memposisikan pasien. Oleh karena itu, pengecekan diperlukan secara berkala. Peralatan yang diperlukan untuk pengecekan isocenter tersebut digunakan fantom ball bearing.
Fantom ball bearing terdiri dari alumunium berbentuk bola dengan diameter 8 mm yang berada di ujung plastik berbentuk tabung seperti terlihat pada Gambar 2.8.
2.2.2 Fantom Leeds3
CBCT. Ada beberapa jenis fantom leeds yang memiliki kegunaan pada masing- masing jenis untuk menilai citra. Berikut jenis fantom leeds yang sering digunakan yaitu:
a). TOR 18FG
Fantom leeds TOR 18 FG sering digunakan untuk fluoroskopi untuk menilai monitor brightness dan contras level. Namun untuk kV CBCT dapat digunakan juga untuk melihat tingkat kecerahan dan kontras dengan pengambilan gambar secara planar. TOR 18 FG memiliki resolution limit 0,5 – 5,0 LP/mm. Mampu mendeteksi kontras 0,009 – 0,167 pada 70 kVp 1 mm Cu, 18 detail, dan diameter disc 8 mm
b). TOR CDR
Leeds TOR CDR digunakan untuk menilai performa citra, yang memiliki perhitungan sensitometri 10 titik test detail yang berdiameter 5,6 mm. Limit resolusi 0,5 – 14,3 LP/mm. Deteksi kontras rendah dan detail terdiri dari 17 detail, diameter 11 mm, kontras 0,002 – 0,075 @ 70 kVp 1mm Cu. Dapat mendeteksi high resolution dan small detail hingga 17 detail, diameter 0,5, kontras 0,039-0,954 @ 70 kVp 1 mm Cu.
(a) (b)
Gambar 2.9 Fantom Leeds; (a) TOR 18 FG (b) TOR CDR
c). TO 10
Terdiri dari 108 detail (12 size 9 kontras), ukuran dari 11 mm sampai dengan 0,25 mm. Kontras range 0,012 – 0,930 per 1 mmCu filtrasi.Ukuran detail dan kontras dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1. Ukuran Detail dan Kontras Fantom Leeds TO 10
2.2.3 Fantom Normi4
Selain fantom di atas, fantom Normi dapat digunakan untuk menilai kualitas citra seperti kontras dan resolusi. Fantom Normi memiliki ukuran 300 mm mm mm, terbuat dari plexiglass dengan ketebalan 10 mm dan copper plate dengan ketebalan 1 mm. Pada plexiglass terdapat tempat untuk meletakan pen dosimeter. Copper step wedge terdiri dari 9 step yaitu 0.4, 0.6, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.4, 1.6 mmCu. Terdapat radioopaque edgemarks. Homogenitas dengan ukuran 40 mm
40 mm ditengahnya untuk tes optical density.
Gambar 2.11 Citra Fantom Normi 3; A)Letak Pen dosimetri B)Daerah Homogenitas C)Step Wedges D)Lingkaran Radioopaque E)Lead Foil Raster F) Contrast giving
mesh4
2.2.4 Fantom Catphan5
Fantom Catphan terbuat dari material solid cast dan material eliminating. Fantom Catphan® didesain agar semua bagian pengujian dapat ditempatkan pada meja dengan pengindeksan dengan tepat dari bagian pusat 1 (CTP401 atau CTP404) untuk pusat dari masing-masing modul pengujian.
Spesifikasi dari masing-masing modul pada fantom Catphan® 500. Modul CTP 401 digunakan untuk pengujian potongan geometri dan sensitometri, spesifikasinya diameter 150 mm, ketebalan 25 mm, 4 kawat pada sudut 23º, 5 arcylic sphere, 4 titik sensitometri. Modul CTP 528 digunakan untuk pengujian line pair resolution, spesifikasinya diameter 150 mm, ketebalan 40 mm.
2.2.5 Modul Linearitas CT Number
Pada modul ini terdapat tujuh kontras tinggi sensitometri target yaitu udara, teflon, acrylic, polyethylene, LDPE, delerin, dan PMP (lihat Gambar 2.13). Target berkisar antara +1000 HU sampai -1000 HU. Pemantauan target nilai sensitometri dari waktu kewaktu dan dapat memberikan informasi penting, yaitu menunjukkan perubahan kinerja dari scanner (Goodenough, 2005).
Gambar 2.13 Modul CTP 401 dengan tebal slice, sensitometri dan ukuran pixel Note: untuk CTP 500 letak modul diputar 180º.5
Tabel 2.3. Nilai material formulation dan specific gravity5
Material Formula Specific Gravity Electron Density (1023e/g)
CT#est
Air 75%N, 23,2%O, 1,3%A 0.00 3.007 -1000
PMP [C6H12 (CH2)] 0.83 3.435 -200 LDPE [C2H4] 0.92 3.429 -100 Water [H2O] 1.00 3.343 0 Polystryrene [C8H8] 1.05 3.238 -35 Acrylic [C5H8O2] 1.18 3.248 120 Delrin Propriertary 1.42 3.209 340 Teflon [CF2) 2.16 2.889 990
2.2.7 Modul Resolusi Tinggi (High Resolution)
Pada modul ini terdiri dari 5 - 20 pasangan baris persentimeter, digunakan untuk mengevaluasi resolusi tinggi yang dinilai secara visual.
[Sumber : Catphan Manual : 2005]
Gambar 2.15. Potongan modul fantom Catphan® untuk resolusi spasial
2.2.8 Modul Kontras Rendah (Low Contras)
Pada modul kontras rendah terdapat beberapa target kontras yaitu Supra-Slice dengan nilai tingkatan target kontras 1% , 0.5%, dan 0.3% , sedangkan pada Sub-Slice nilai tingkatan target kontras 1% untuk panjang 7 mm, 5 mm, dan 3 mm dapat dilihat 5 mm (lihat Gambar 2.16).
2.2.9 Modul Uniformitas
Modul uniformitas dibuat dari bahan yang seragam, bahan-bahan CT number dibuat dengan 2% (20 HU) terhadap densitas air, yang merupakan standar scanning CT. CT number biasanya tercatat dari rentang 5 HU-18 HU. Ketepatan dari sistem evaluasi CT oleh pengukuran dari nilai rata-rata dan respon deviasi standar dalam CT number dengan Region of Interest (ROI). Pengukuran ini diambil dari lokasi yang berbeda-beda dalam bidang scan.
[Sumber : Catphan Manual : 2006] Gambar 2.18. Region of Interest
2.3 Penghitungan Dosis CBCT
Standar pengukuran untuk penghitugan dosis pada CBCT hingga saat ini masih dalam pengembangan. Namun berdasarkan jurnal-jurnal yang telah ada penghitungan dosis untuk CBCT dengan menggunakan CTDI.
2.3.1 Cone Beam Dose Index (CBDI) 7
Berdasarkan European Gudeline on quality, kriteria untuk CT Imaging konvensial telah diterbitkan oleh European Commission. Berdasarkan acuan tersebut level dosis referensi disebut sebagai weighted computerized tomography dose index (CTDIw) .
Untuk membedakan dosis dari CTDI dengan cone beam CT maka akan disebutkan cone beam dose index (CBDI).
Untuk CBDI, T pada persamaan 2.2 merupakan panjang chamber yaitu 10 cm. Sama dengan CTDIw, CBDIw, merupakan variasi dosis deposit pada kedalaman dengan perbedaan dari dosis peripheral (p) dan central (c) ditentukan dengan standar phantom CTDI.
CBDIw di normalisasi ke 100 mAs dengan dibagi CBDIw dengan exposure E (mAs) untuk mengukur CBDI.
nCBDIw = [mGy 100mAs-1] (2.8)
Pengukuran dan penghitungan dosis dari pencitraan berkembang seiring perkembangan sistem cone beam. Berbagai macam penelitian dan metodologi tentang penghitungan dosis yang digunakan untuk CBCT telah dilakukan oleh Islam et al dan Gayou et al.
3. METODE PENELITIAN 3.1. Peralatan Pengukuran
Dalam uji kesesuaian dan kualitas citra pesawat digunakan alat berupa Catphan® 500, phantom Leeds, dan phantom Normi. Pada fantom Catphan® pengambilan gambar dilakukan dengan menggunakan pesawat CBCT dengan meletakkan phantom Catphan® pada meja pemeriksaan, mengatur pusat laser pada pertengahan modul, menggunakan protokol kepala, 120 kV, kV kollimator small, 3.8 mAs. Pada penelitian ini phantom leeds yang digunakan adalah TOR 18 FG, TOR CDR, dan TO 10. Masing - masing fantom leeds tersebut disinar secara planar dengan kondisi 120 kV dan 3.8 mAs. fantom Normi disinar secara planar dengan kondisi yang sama dengan phantom leeds yaitu 120 kV dan 3.8 mAs. Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran pada setiap fantom pada dua mode yang berbeda yaitu mode service dan mode clinical.
Dalam penelitian ini digunakan detektor milik BATAN yaitu tipe kamar ionisasi berbentuk pensil, model REF 90015 dan MAX 4000 Elektrometer. Fantom ball
bearing digunakan untuk menguji posisi isocenter. Pada penelitian ini phantom ball bearing diletakkan di tengah meja pasien kemudian di radiasi secara planar pada sudut
0º,90º,180º,dan 270º. Pengukuran CTDI dilakukan menggunakan phantom PMMA yang berdiameter 16 cm dengan menggunakan kondisi penyinaran 120 kV , 650 mAs, kolimator S20. Evaluasi menggunakan Software Image J untuk menghilangkan perbedaan pengamatan secara visual.
4.HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengukuran Isocenter
Hasil pengukuran degan menggunakan fantom ball bearing dilakukan untuk mencari pergeseran yang terjadi pada isocenter. Dengan menggunakan software Image J, dilakukan pengukuran diameter bola fantom ball bearing. Kemudian dicari titik tengah citra yang diperoleh pada posisi pixel (x,y) yaitu 512 512 sehingga dapat diketahui pergeseran dari titik tengah tersebut pada setiap penyinaran 0º, 90º, 180º dan 270º. Hasil evaluasi citra XVI pada uji isocenter dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Pengukuran Isocenter, Gambar pergeseran pada arah 90º
Pada hasil gambaran untuk perhitungan magnifikasi telah ditentukan 1:1. Estimasi pergeseran isocenter pada arah 90º dapat dilihat pada Gambar 4.1 diketahui pergeseran isocenter sebesar (-5,5). Dengan resolusi 270 mm / 1024 pixel adalah 0.26 mm/pixel maka pergeseran isocenter dapat dilihat pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Pergeseran Isocenter Rotasi Arah Pergeseran (Pixel) Arah Pergeseran (cm)
X y z x y z
0º 9 1 0.23 0.02
90º -5 5 0.13 -0.13
180º 3 3 0.07 0.07
4.2.1 CT Number Linearity
Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan citra phantom Catphan® pada pesawat CBCT dengan menggunakan mode service dan clinical. Hasil analisa densitas dari setiap material dapat dilihat pada Tabel 4.2
Tabel 4.2 Densitas Material Pada Phantom Catphan 500 dengan Mode Clinical dan Service Material CT Number Service CT Number Clinical Nilai Deviasi Service Nilai Deviasi Clinical Densitas (gr/cm) CT Number Ref Udara -341.946 -330.619 9.174 4.822 0 -1000 LDPE 245.286 270.19 8.782 7.284 0.92 -100 Air 342.958 325.36 11.792 6.774 1 0 Acrilic 385.851 447.139 11.685 8.083 1.18 120 Derlin 548.946 578.952 7.304 6.659 1.41 340 Teflon 931.625 957.571 11.14 7.724 2.16 990
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Densitas dan CT Number
Dari grafik hubungan densitas dan CT Number pada phantom Catphan® dapat dilihat perbedaan antara nilai densitas pada mode clinical dan service tidak begitu signifikan. Adanya perbedaan antara ke dua mode pada modalitas CBCT ini
dikarenakan pixel antara kedua mode tersebut berbeda, untuk mode service 540 pixel x 540 pixel, resolusi 2 pixel mewakili 1 mm sedangkan untuk mode clinical 270 pixel x 270 pixel dengan resolusi 1 pixel mewakili 1 mm, yang dapat dikatakan terdapat efek averaging pixel pada mode clinical, setiap 1 pixel pada mode service mewakili 4 pixel pada mode clinical. Perbedaan yang cukup signifikan terlihat pada hasil CT number mode service dan clinical dibandingkan dengan CT number referensi. Hal ini disebabkan CT number pada perhitungan ini bukan CT number sesungguhnya namun merupakan Grey value, dalam klinis Grey value dianggap sebagai CT number. Grey value merupakan hasil konversi pixel value ke grey value. Adapun persamaan garis sebagai calibration function yaitu :
y = a+bx (4.1) dimana y adalah CT Number referensi, x adalah Pixel value, a adalah konstanta dengan nilai -510, b adalah gradient dengan nilai 1.
Adapun densitas material hasil pada phantom Catphan® dengan modeclinical dan service dapat dilihat pada Tabel 4.2
4.2.2 Resolusi Tinggi 3D (High Resolution)
Pencitraan modul resolusi tinggi pada mode service dan clinical seperti terlihat pada Gambar 4.5 dapat dianalisa dengan cara menggunakan software Image J. Hasilnya menunjukan bahwa pada mode service objek terlihat maksimal sampai 8 pasang baris per sentimeter (8 lp/cm), sedangkan pada mode clinical tidak dapat terlihat.
Resolusi tinggi pada line pair baris pertama mewakili 5 lp/cm yang menunjukan 1 line pair mewakili 0.2 cm atau 2 mm. Untuk mode service sendiri setiap 2 pixel mewakili 1 mm yang berarti 1 pixel mewakili 0.5 mm, sedangkan untuk mode clinical 1 pixel mewakili 1 mm. Hal ini yang menyebabkan pada mode clinical resolusi tidak dapat terlihat. Pada mode service, objek maksimal dapat terlihat hingga 8 lp/cm ini menunjukan jarak antar line pair sebesar 0.125 cm atau 1.25 mm. Oleh karena itu, untuk resolusi tinggi mode service lebih bagus dibandingkan dengan mode clinical. Hal ini dapat terlihat pada Gambar 4.5.
(a)
(b)
Gambar 4.5. Resolusi tinggi pada modul fantom Catphan® 500; (a) Mode Service; (b) Mode Clinical
5lp/cm
4.2.3 Uji Uniformitas
Hasil citra modul uniformitas pada Pesawat CBCT dengan mode service hasil analisa setiap titik pengukuran densitas arah jarum jam 3, 6, 9, 12 dan pusat .
Tabel 4.3 Densitas Uniformitas Mode Service dan Clinical
Densitas Posisi Service Clinical Pusat 344.263 326.987 Jam 3 338.061 375.393 Jam 12 341.527 379.5 Jam 9 335.423 394.24 Jam 6 341.328 363.74 Rata-rata tepi 339.0848 378.2183 Selisih Pusat-Tepi 5.1 -51
Dapat disimpulkan antara nilai rata-rata titik tepi dan pusat pada mode service terdapat perbedaan sebesar 5.1 HU lebih dari 5 HU sedangkan pada mode clinical nilai rata-rata titik tepi dan pusat terdapat perbedaan sampai -51 HU. Berdasarkan American College of Radiology (ACR) perbedaan antara rata-rata CT Number tepi dan tengah kurang dari 5 HU. sedangkan perbedaan setiap nilai titik tepi ±2 HU berdasarkan standar kosnil Radiologi Australia Barat, sehingga dapat disimpulkan untuk uniformitas pada mode service masih memenuhi standar, sedangkan untuk clinical tidak memenuhi standar karena melewati nilai batas toleransi yang direkomendasikan. Dari hasil perhitungan integral non uniformitas didapatkan pada mode service adalah 0.05 dan pada mode clinical 0.04.
Hasil Citra modul uniformitas dengan menggunakan Image J dinilai pada modul air, 2 cm dari luar lingkaran dapat dilihat pada Gambar 4.6 dan 4.7. Hasil uniformitas mode service nilai maksimum 357.2 dan minimum 322.7, selisih 34.5. Uniformitas pada mode clinical memiliki nilai maksimum 351.8 dan nilai minimum 322.4, selisih 29.4.
Gambar 4.6 Grafik Uniformity Mode Service
Gambar 4.7 Grafik Uniformity Mode Clinical
4.3 Phantom leeds 4.3.1 TOR 18 FG
Pada TOR 18 FG secara visual kontras rendah pada mode service maupun clinical dapat terlihat hingga lingkaran ke 18. Untuk resolusi spatial pada mode service menunjukan hingga grup ke 12 dengan spatial frekuensi sebesar 1.80 sedangkan pada mode Clinical hanya terlihat sampai dengan grup ke 6 dengan frekuensi spatial 0.90. Hal ini juga disebabkan karena resolusi yang berbeda antara ke dua mode, yang mempengaruhi jumlah pixel/mm.
(a) (b)
Gambar 4.9 Grafik Kontras Rendah TOR 18 FG; (a) Mode Service (b) Mode Clinical Pada gambar 4.9 terlihat grafik mode service dan clinical terdapat perbedaan kontras antara disc 1 dan 18. Pada disc 1 masih terlihat gambar karena antara background dan disc terdapat perbedaan kontras sedangkan pada disc 18 antara background dan disc sudah tidak terdapat perbedan kontras. Hal ini dapat dihitung selisih dari nilai maksimum kontras dan background , pada mode service disc 1 adalah 554.97 sedangkan pada disc 18 adalah 53.73. Persebaran kontras antara background dan disc 1-18 dapat dilihat pada gambar 4.11 yang menggambarkan pola kontras. Adapun resolusi spasial pada TOR 18 FG dapat dilihat dari Gambar grafik 4.12 dan Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Gambar Resolusi Spatial Clinical 4.3.2 TOR CDR
Pada phantom Leeds TOR CDR dapat dilihat hasil pada mode service dan clinical kontras rendah sampai dengan lingkaran ke 13 yang menunjukan untuk kontras rendah berkisar 0.009, dapat terlihat pada Gambar 4.15 dimana pada grafik terlihat tidak terdapat perbedaan kontras. Untuk Gray scale ke 10 lingkaran dapat terlihat dengan jelas baik menggunakan mode service dan mode clinical menunjukan gray scale dalam keadaan baik pada ke dua mode. Sedangkan kontras tinggi pada mode service secara visual dapat terlihat sampai dengan 12 lingkaran menunjukan pada TOR CDR kontras tinggi berkisar 0.117, sedangkan pada mode clinical hanya terlihat pada lingkaran ke 9 yang mennjukan kontras tinggi berkisar 0.203. Resolusi citra yang didapat pada TOR CDR mode service yaitu sampai dengan group number 12 yang menunjukan frekuensi spasial sebesar 1.80. Pada mode service sampai dengan group number 6 menunjukan frekuensi spatial 0.90.
Gambar 4.15 Grafik Kontras Rendah Mode Service dan Clinical
Gambar 4.16 Gambar Kontras Tinggi Mode Service dan Clinical
Gambar 4.20 Resolusi Spatial Mode Clinical TOR CDR
4.3.3 TO 10
Hasil uji citra pada TO 10, terdapat perbedaan antara mode service dan clinical pada baris J,K,L, dan M. dapat di lihat pada Tabel 4.4 Perbedaan uji citra ini disebabkan karena adanya perbedaan resolusi antara mode service dan clinical, resolusi pixel pada mode clinical sangat kecil sehingga detail yang terlihat pada mode clinical lebih rendah dibandingkan dengan mode service. Grafik perbedaan kontras dapat dilihat pada Gambar 4.23
Tabel 4.4 Hasil Uji Citra Phantom Leeds TO 10 pada Mode service dan Clinical
Baris Mode Service Detail Number Mode Clinical Detail Number Diameter (mm) A 9 0.012 9 0.012 11.1 B 9 0.012 9 0.012 7.9 C 9 0.012 9 0.012 5.6 D 9 0.016 9 0.016 4.0 E 9 0.016 9 0.016 2.8 F 9 0.016 9 0.016 2.0 G 9 0.032 9 0.032 1.4 H 9 0.032 9 0.032 1.0 J 9 0.032 7 0.066 0.7 K 7 0.123 7 0.123 0.5 L 7 0.123 4 0.35 0.35 M 6 0.16 4 0.23 0.25 4.4 Fantom Normi
Pada fantom normi dapat dianalisa untuk uji kontras dan resolusi citra. Hasil yang diperoleh untuk resolusi spaial pada fantom normi dengan mode service dan clinical dapat terlihat sampai dengan 4 lp/mm. Sedangkan untuk Perhitungan Kontras antara mode service dan clinical tidak terlalu berbeda, dapat dilihat pada Tabel 4.5
Gambar 4.25 Grafik Resolusi Spatial Normi Service
Gambar 4.25 Grafik Resolusi Spatial Normi Clinical
Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Kontras pada Fantom Normi
Step Wedge (mmCU) Kontras Service Standar Deviasi Service Kontras Clinical Standar Deviasi Clinical 0.4 52891.66 74.825 44567.14 66.184 0.6 53774.49 75.001 45986.68 64.013 0.9 54369.11 116.787 47099.97 61.032 1.0 54860.26 70.246 48185.06 64.096 1.1 55489.47 67.855 49157.37 51.688 1.2 56037.29 65.636 49806.26 67.003
4.4 Perhitungan Cone Beam Dose Index (CBDI)
Perhitungan dosis CBCT dengan menggunakan phantom CTDI berdiameter 16 cm dengan menggunakan kondisi penyinaran 120 kV , 650 mAs, kolimator S20. Sebelum pengukuran untuk CTDI, dilakukan pengukuran luas lapangan untuk mengetahui lebar lapangan penyinaran sehingga diketahui seberapa lebar berkas sinar yang dipakai pada saat pengukuran CBDI. Dengan menggunakan film yang diatur dengan jarak 100 cm dari
x-tube CBCT. Hasil yang di dapat berkas sinar hasil radiasi terhadap film adalah 3,5 cm.
Hasil perhitngan CTDI pada fantom berdiameter 16 cm pada posisi jarum jam 6, 9, 12, 3 adalah 8.15, 9.04, 8.80, 8.09 mGy sehingga didapat CBDIw 8.3 mGy. Jika dibandingkan jurnal Amer et.al, Imaging Doses From the Elekta Synergy X-ray Cone Beam CT System dengan kondisi penyinaran 120 kV, 152 mAs hasil CBDIw sebesar 6 mGy.
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
1. Pengukuran isocenter dengan menggunakan ball bearing menunjukan terdapat pergeseran pada rotasi 0º,90º,180º,270º, sebesar 0.23 cm, -0.13 cm, 0.07 cm, 0.15 cm arah
x, 0.02 cm, 0.13 cm , 0.07 cm, 0.02 cm arah y.
2. Hasil evaluasi citra 3D dengan menggunakan fantom Catphan pada mode service dan
clinical, nilai CT Number keduanya tidak terlalu memiliki perbedaan.
3. Hasil resolusi kontras tinggi 3D pada mode service mencapai 8 lp/cm sedangkan pada mode clinical resolusi tidak mampu membedakan sama sekali hal ini disebabkan perbedaan ukuran pixel dan resolusi pixel.
4. Uji citra 2D menggunakan tiga jenis phantom leeds kualitas citra yang dapat dilihat yaitu kontras dapat dilihat dan dievaluasi pada leeds TOR 18 FG,TOR CDR,dan TO10 sedangkan untuk resolusi kontras tinggi hanya dapat dilihat pada leeds TOR 18 FG dan TOR CDR.
5. Hasil evaluasi citra kontras pada Normi antara mode service dan mode clinical tidak jauh berbeda, resolusi spatial yang dihasilkan pada kedua mode tidak memiliki perbedaan yaitu 4 lp/mm, fantom Normi dapat dijadikan alternatif lain untuk menilai Resolusi dan
6. Evaluasi citra pada CBCT dapat dilakukan dengan menggunakan fantom Catphan untuk citra 3D sedangkan untuk citra 2D menggunakan fantom Leeds dan Normi dan disarankan menggunakan mode service.
7. Hasil pengukuran CBDIw dengan menggunakan fantom CTDI berdiameter 16 cm adalah 8.3 mGy.
5.2 Saran
1. Pada setiap instansi terapi yang memiliki CBCT disarankan unuk memiliki phantom ball bearing.
2. Untuk melakukan uji fungsi sebaiknya menggunakan mode service.
DAFTAR ACUAN
1. Hughes et al:MV CBCT Electron Density., 2012
2. Precision Radiation Radiotheraphy Elekta Synergy®. 2006. Clinical Mode User Manual for XVI R4.2.
3. http://www..leedstestobjects.com, Januari 2013 4. Manual Book Normi 3 & 4
5. Catphan
®
Manual, 2005, The Phantom Laboratory, New York6. Tsalafautas, IA (2011). A Methode for Calculating Dose Length Product from CT DICOM Image. The British Journal of radiologi
7. Amer et.al, Imaging Doses From the Elekta Synergy X-ray Cone Beam CT System 8. Renstrom, Johan. 2005 Evaluation of The Elekta Synergy Concept for Patient
Positioning In Image Guided Radioteraphy, Medical Radiation Physics.LUND University
9. Srijit Kamath et.al, An Image Quality Comparison Study BetweenXVI and OBI CBCT System, Journal Medical Physics,accepted 9 November 2010
10. AAPM 2012 Therapy Educational Interactive Session Charlotte, NC, August 2, 2012, 9:00 AM - 9:55 AM
11. Bian J G, Siewerdsen J H, Han X A, Sidky E Y, Prince J L, Pelizzari C A and Pan X C 2010 Evaluation of sparse-view reconstruction from flat-panel-detector cone beam CT Phys Med Biol 55 6575-99
UNIVERSITAS INDONESIA
EVALUASI TEKNIK UJI FUNGSI KUALITAS CITRA PADA PESAWAT CONE BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY
RINGKASAN SKRIPSI
YUDWITIAWATI 1006806803
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA
DEPOK MEI 2013
