Perkembangan CT Scan (Generasi I - Sekarang)

Perkembangan CT Scan sangat pesat. Dimulai dari generasi I yang hanya memiliki satu detector dan menggunakan berkas Pencil Beam, sampai yang sekarang ini sudah menggunakan Multi Slice Detector (MSCT) dan Dual Source CT (DSCT).

1. Generasi I

         Pesawat CT Scan pertama kali dirancang bangun pada tahun 1971 atas dasar tindak lanjut ide teori Dr. Hounsfield dengan prinsip kerja pesawat teknik tomografi. Dimana lingkup kerja pesawat CT Scan hanya terbatas pada pengambilan gambar-gambar diagnosa kepala secara scanner, sehingga pesawat CT Scan waktu itu disebut CT Head Scanner.

Ciri-ciri CT Scan generasi pertama diantaranya :

• X-ray tube yang digunakan masih menghasilkan pencil beam.

• Detector yang digunakan single detector untuk mendapatkan gambaran per-slicenya.

• Pixel yang dihasilkan dalam bentuk pixel recon matrix memiliki ukuran 80 x 80 pixel recon matrix, 13 mm slice thickness 33 mA, 120 KV.

• Scanning time yang bisa dilakukan pesawat adalah 4 s/d 5 menit.

• Kerja x-ray tube secara continous radiation.

• Proyeksi gambar scanning secara paralel untuk tiap kali rotasi.

• Prinsip kerja pesawat menggunakan prinsip kerja teknik tomografi

• Secara translation dan rotation yang bergantian dan berlainan arah antara x-ray tube dengan detector.

• Secara translation dan rotation yang bergantian dan berlainan arah antara x-ray tube dengan detector.

• Perintis    :  EMI, London, 1977

• X-ray      :  pencil beam

• Gerakan  :  translate – rotate

• Detektor  :  single detector

• Rotasi      :  180 derajat

• Waktu     :  4,5 – 5,5 menit / scan slice

• App        :  head scanner

Gambaran pergerakan tabung dan detektor pada generasi pertama :

2. Generasi II

         CT Scan generasi kedua muncul pada tahun 1975, dimana pesawat CT Scan II merupakan evolution CT Scan generasi pertama, pada pesawat CT Scan II mempunyai fasilitas komponen yang lebih lengkap, terutama dalam pemakaian komponen detector. Pada CT Scan II, sistem detector yang dipakai adalah multidetector, sehingga sensitifitas pesawat tersebut terhadap berkas radiasi x-ray yang terpancar dari sumber sinar-x lebih tinggi jika dibandingkan dengan pesawat CT Scan yang menggunakan single detector.

CT Scan generasi kedua juga memiliki ciri-ciri khusus diantaranya :

• X-ray tube yang digunakan dapat menghasilkan fan beam.

• Banyaknya detector yang dipakai biasanya lebih dari 30 detector.

• Lama waktu Scanning ± 20 s/d 90 second.

• Menghasilkan x-ray secara continous radiation.

• Sudah bisa digunakan untuk Scan hampir seluruh tubuh.

Gambaran gerakan tabung dan detector pada alat CT Scan generasi kedua :

3. Generasi III

         Berdasarkan hasil rekontruksi gambaran diagnosa yang dihasilkan, CT Scan III mampu menampilkan tampilan gambaran diagnostik suatu objek dengan kemampuan resolusi yang lebih baik daripada gambaran diagnostik yang dihasilkan pada generasi CT Scan sebelumnya. CT Scan III muncul sekitar tahun 1977 setelah CT Scan II muncul. Kemunculan pesawat CT Scan III merupakan imbas dari kemajuan teknologi komputer dalam merekontruksi gambar-gambar medik dengan resolusi citra yang baik. Hal ini ditandai dengan semakin kompleksnya sistem pesawat pada CT Scan III. Sehingga pencitraan medik pada gambaran diagnostik tampak lebih sempurna.

CT Scan III mempunyai ciri-ciri khusus sebagai berikut :

• Sinar-x yang dihasilkan oleh x-ray tube adalah fan beam geometri.

• Detector yang digunakan sebagai pendeteksi sinyal radiasi x-ray lebih banyak daripada CT Scan I dan II, yakni jumlahnya sebanyak 380 s/d 768 element.

• Dapat menghasilkan sinar-x yang bersifat pulsed radiation atau continous radiation (tergantung dari rancangan pesawat tersebut).

• Sistem pergerakkan kerja rotanx dan detector tidak secara linier, melainkan secara rotasi dengan kecepatan tinggi (high speed).

• Exposure time yang relatif cepat ± 500 ms (Somatom Plus 4, Siemens) s/d 1,4 second (Somatom DR Siemens).

• Dapat digunakan untuk mendiagnosa seluruh tubuh.

Gambaran gerakan tabung dan detector pada alat CT Scan generasi kedua :

4. Generasi IV

         Pesawat CT Scan generasi IV muncul pada tahun 1977 setelah munulnya CT Scan III. Pesawat CT Scan IV merupakan suatu modifikasi dari CT Scan III. Karena semua cara kerja yang diaplikasikan pada pesawat CT Scan IV adalah dasar prinsip kerja pesawat CT Scan III. Meskipun berdasarkan kedetailan penyampaian informasi secara digital, CT Scan IV sedikit lebih akurat daripada CT Scan III. Hal ini disebabkan karena pada CT Scan IV dimodifikasi dengan stationary detector.

Pengembangan dari generasi III

• X-ray      :  wide fan beam
• Gerakan :  stationary-rotate system
• Detektor :  multi detector (424-2400)
• Slip ring detector
• Rotasi    :  360 derajat
• Waktu    :  <10 detik / scan slice
• App        :  whole body scanner

CT Scan generasi ini detektornya berbentuk seperti cincin yang dinamakan  ring. Sehingga hanya tabungnya saja yang berputar 360 derajat dan detektornya statis (diam). Waktu yang diperlukan untuk satu kali scanning selama 1 – 5s

Gambaran pergerakan tabung sinar-x dan detector :

5. Generasi V

          CT Scan V muncul tidak layaknya seperti CT Scan generasi sebelumnya. Pada CT Scan generasi I, II, III, dan IV hadir dengan prinsip aplikasi fungsional dan peranan x-ray sebagai media pembentuk gambaran diagnostik. Akan tetapi, pesawat CT Scan V muncul tanpa menggunakan peranan x-ray sebagai media untuk menampilkan tampilan diagnosa. 

           Pada Electron Beam Technique tidak menggunakan tabung sinar-x, tapi menggunakan electron gun yang memproduksi pancaran electron berkekuatan 130 KV. Pancaran electron difokuskan oleh electro-magnetic coil menuju fokal spot pada ring tungsten. Proses penumbukkan electron pada tungsten menghasilkan energy sinar-x.  Sinar-x akan keluar melewati kolimator yang membentuknya menjadi pancaran fan beam.  Kemudian sinar-x akan mengenai obyek dan hasil atenuasinya akan mengenai solid state detector dan selanjutnya prosesnya sama dengan prinsip kerja CT Scan yang lain.  Perbedaannya hanya pada pembangkit sinar-x nya bukan menggunakan tabung sinar-x tetapi menggunakan electron gun.

6. Generasi Keenam (Spiral / Helical CT)

Akuisisi data dilakukan dengan meja bergerak sementara tabung sinar-x berputar, sehingga gerakan tabung sinar-x membentuk pola spiral terhadap pasien ketika dilakukan akuisisi data.

Pola spiral ini diterapkan pada konfigurasi rancangan CT generasi ketiga dan keempat.

Pengembangan dari generasi III dan IV

·         X-ray      :  wide fan beam

·         Gerakan :  stationary-rotate system

·          scanning (spiral CT)

·         Detektor :  multi detector (424-2400)

·         slip ring detector

·         Rotasi    :  360 derajat

·         Waktu    :  <10 detik / scan slice

·         App        :  whole body scanner (multi slice, 3D, 4D)

             Gambaran pergerakan tabung sinar-x, detector dan meja pasien :

7. Generasi Ketujuh (Multi Array Detector CT / Multi Slice CT)

            Dengan menggunakan multi array detector, maka apabila kolimator dibuka lebih lebar maka akan dapat diperoleh data proyeksi lebih banyak dan juga diperoleh irisan yang lebih tebal sehingga penggunaan energy sinar-x menjadi lebih efisien.

8. Generasi Kedelapan (Dual Source CT)

Dual Source CT (DSCT) menggunakan dua buah tabung sinar-x dan terhubung pada dua buah detector. Masing-masing tabung sinar-x menggunakan tegangan yang berbeda. Yang satu menggunakan tegangan tinggi (biasanya sekitar 140 KV) dan tabung yang lainnya menggunakan tegangan rendah (sekitar 80 KV).  DSCT berguna untuk menentukan jenis bahan atau zat.

Kesimpulan :

Dari perkembangan teknologi CT Scan dapat diperoleh indicator perkembangannya sebagai berikut :

•  Makin compact / ringkas komponennya
• Makin cepat scanning time nya
• Makin halus resolusinya
• Makin banyak slice nya
• Makin luas dimensinya
• Makin banyak manfatnya
• Makin kecil bahayanya.

Referensi : 

1. Siemens, Computed Tomography History and Technology, 2006

2. Kartawiguna, Daniel, Teknik Pesawat Pemindai Tomografi Komputer, 2010

3. Materi Kuliah D4 CT Scan, mata kuliah Teknik Pesawat CT dan Modalitas Imajing.