Ultrasonografi

Prinsip USG

Ultrasonik adalah gelombang suara dengan frekuensi lebih tinggi daripada kemampuan pendengaran telinga manusia, sehingga kita tidak bisa mendengarnya sama sekali. Suara yang dapat didengar manusia mempunyai frekuensi antara 20 – 20.000 Cpd (Cicles per detik- Hertz). Sedangkan dalam pemeriksaan USG ini menggunakan frekuensi 1- 10 MHz ( 1- 10 juta Hz).

Gelombang suara frekuensi tinggi tersebut dihasilkan dari kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transduser. Perubahan bentuk akibat gaya mekanis pada kristal, akan menimbulkan tegangan listrik. Fenomena ini disebut efek Piezo-electric, yang merupakan dasar perkembangan USG selanjutnya. Bentuk kristal juga akan berubah bila dipengaruhi oleh medan listrik. Sesuai dengan polaritas medan listrik yang melaluinya, kristal akan mengembang dan mengkerut, maka akan dihasilkan gelombang suara frekuensi tinggi.

Sumber Cahaya

Teknologi radiasi yang diyakini paling kecil bahayanya atau bahkan tidak ada sama sekali adalah MRI. Pasalnya, diagnostic imaging berteknologi tinggi ini menggunakan medan magnet, frekuensi radio, dan seperangkat komputer untuk menghasilkan gambar berupa potongan-potongan penampang tubuh manusia. Gambar ini diperoleh dari hasil interaksi antara molekul sel tubuh dan sinyal yang dipancarkan oleh frekuensi radio. Data yang didapat kemudian diolah komputer gambar yang kemudian dicetak dalam bentuk foto.

Citra yang dihasilkan dari USG adalah memanfaatkan hasil pantulan (echo) dari gelombang ultrasonik apabila ditrasmisikan pada tissue atau organ tertentu. Echo dari gelombang tersebut kemudian dideteksi dengan transduser, yang mengubah gelombang akusitik ke sinyal elektronik untuk dioleh dan direkonstruksi menjadi suatu citra. Perkembangan tranduser ultrasonik dengan kemampuan resolusi yang baik, diikuti dengan makin majunya teknologi komputer digital serta perangkat lunak pendukungnya, membuat pengolahan citra secara digital dimungkinkan dalam USG, bahkan untuk membuat rekonstruksi bentuk janin bayi dalam 3 dimensi dan 4 dimensi sudah mulai dikenal.

• Komponen dalam Mesin USG

Pada prinsipnya, ada tiga komponen mesin USG. Pertama, transduser, komponen yang dipegang dokter atau tenaga medis, berfungsi mengalirkan gelombang suara dan menerima pantulannya dan mengubah gelombang akusitik ke sinyal elektronik. Kedua, monitor, berfungsi memunculkan gambar. Ketiga, mesin USG sendiri, berfungsi mengubah pantulan gelombang suara menjadi gambar di monitor. Tugasnya mirip dengan central proccesing unit (CPU) pada komputer personal.

Peralatan Yang Digunakan

1. Transducer

Transducer adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transducer terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transducer. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar.

2.Monitor yang digunakan dalam USG (gambar termasuk mesin USG)

3. Mesin USG

Mesin USG merupakan bagian dari USG dimana fungsinya untuk mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang. Mesin USG adalah CPUnya USG sehingga di dalamnya terdapat komponen-komponen yang sama seperti pada CPU pada PC.

Sonograph

Proses Pengambilan Gambar

Prinsip kerjanya menggunakan Gelombang Ultrasonik yang dibangkitkan oleh kristal yang diberikan gelombang listrik. Gelombang ultrasonik adalah gelombang suara yang melampaui batas pendengaran manusia yaitu diatas 20 kHz atau 20.000 Hz atau 20.000 getaran per detik. Kristal nya bisa terbuat dari berbagai macam, salah satunya adalah Quartz. Sifat kristal semacam ini, akan memberikan getaran jika diberikan gelombang listrik. Alat ultrasonik sendiri ada berbagai tipe. Ada Tipe Scan A, B dan C. Yang biasa untuk mendeteksi crack pada baja adalah tipe A. Prinsip kerjanya mudah sekali. Tinggal menggunakan sensor ultrasonik untuk mengirimkan gelombang ultrasonik dan menangkapnya kembali.

Tipe B yaitu pada layar monitor (screen) echo nampak sebagai suatu titik dan garis terang dan gelapnya bergantung pada intensitas echo yang dipantulkan dengan sistem ini maka diperoleh gambaran dalam dua dimensi berupa penampang irisan tubuh. Yang tipe C dapat menampilkan Citra 3 Dimensi dengan cara menangkap pantulan-pantulan yang berbeda dari tebal tipisnya benda dalam suatu cairan. Karena ada berbagai macam gelombang ultrasonik yang dipantulkan dalam waktu yang berbeda, gelombang-gelombang ini lalu diterjemahkan oleh prosesor untuk dirubah menjadi gambar.

• Prinsip Kerja alat ULTRASONOGRAPHY

Transducer bekerja sebagai pemancar dan sekaligus penerima gelombang suara. Pulsa listrik yang dihasilkan oleh generator diubah menjadi energi akustik oleh transducer yang dipancarkan dengan arah tertentu pada bagian tubuh yang akan dipelajari. Sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan merambat terus menembus jaringan yang akan menimbulkan bermacam-macam pantulan sesuai dengan jaringan yang dilaluinya.

Pantulan yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope. 

Hambatan 

Hambatan yang umum pada pemeriksaan USG disebabkan karena USG tidak mampu menembus bagian tertentu badan. 70% gelombang suara yang mengenai tulang akan dipantulkan, sedang pada perbatasan rongga-rongga yang mengandung gas 99% dipantulkan. Dengan demikian pemeriksaan USG paru dan tulang pelvis belum dapat dilakukan. Dan diperkirakan 25% pemeriksaan di abdomen diperoleh hasil yang kurang memuaskan karena gas dalam usus. Penderita gemuk agak sulit, karena lemak yang banyak akan memantulkan gelombang suara yang sangat kuat. 

Pemakaian Klinis

USG digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis dalam berbagai kelainan organ tubuh, antara lain :

1. Menemukan dan menentukan letak massa dalam rongga perut dan pelvis.

2. Mendeteksi kista

3. mempelajari pergerakan organ ( jantung, aorta, vena kafa), maupun pergerakan janin dan jantungnya.

4. Pengukuran dan penentuan volume massa ataupun organ tubuh tertentu (misalnya ginjal, kandung empedu, ovarium, uterus, dan lain-lain).

5. Arah dan gerakan jarum menuju sasaran dapat dimonitor pada layar USG.

• Jenis Pemeriksaan USG

1. USG 2 Dimensi

Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan.

2. USG 3 Dimensi

Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar).

3. USG 4 Dimensi

Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis, sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat “bergerak”. Jadi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim.

4. USG Doppler

Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin. Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi:

- Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit).

- Tonus (gerak janin).

- Indeks cairan ketuban (normalnya 10-20 cm).

- Doppler arteri umbilikalis.

- Reaktivitas denyut jantung janin.

Pembahasan dan Analisis Gambar

Foto-foto tersebut menunjukkan, bayi yang belum lahir pun ternyata mampu mengejapkan matanya, menguap, mengernyitkan dahi dan menangis. Sampai saat ini, dokter dan orangtua percaya, janin dalam rahim ibu, tak dapat tersenyum sampai beberapa minggu setelah lahir. Tetapi ahli kandungan terkenal asal Inggris, Prof Stuart Campbell yang mempelopori teknik rekaman gambar ini, mengatakan, pendapat tersebut tidaklah benar sepenuhnya. Para ahli berpendapat, bayi tidak tersenyum sampai usia 6 minggu setelah lahir. Padahal, sebelum lahir pun bayi-bayi itu sering sekali tersenyum. Gambar-gambar ini, dibuat menggunakan ultrasound 4D, yang mencatat gema/gaung yang berasal dari rahim ibu, dan mencatatnya secara digital. Pengamatan yang dilakukan selama berjam-jam, akan menghasikan gambar yang membuat orangtua seperti menonton video kehidupan bayinya.

Foto-foto tadi, juga akan membantu dokter mendapatkan peringatan dini bila bayi-bayi dalam kandungan itu abnormal, seperti: langit-langit mulutnya terbelah, sindrom down dan kelainan lain yang berkaitan dengan tungkai, lengan, serta anggota tubuh lainnya. Prof Campbell, mengatakan, Dengan munculnya gambar-gambar tadi, sejumlah pertanyaan mengenai janin dalam kandungan, bisa diselidiki. Misalnya, apakah janin dengan problem genetik memiliki pola gerak yang sama seperti janin normal? Apakah janin-janin itu tersenyum karena dia merasa bahagia? Atau menangis karena ada suasana atau kejadian yang menganggunya..? Mengapa janin mengedip-ngedipkan matanya? Padahal selama ini, kita berasumsi rahim ibu itu gelap gulita. Foto-foto janin ini, bahkan bisa diambil ketika usia kandungan si ibu baru 12-20 minggu. Biaya pengambilan gambar janin ini, kurang lebih sekitar 4 juta rupiah.

Yvone Ntimoah (29) yang mengambil gambar bayi perempuannya “baru berusia 31 minggu” mengatakan, “Ini sangat fantastik. Tangannya tadinya menutupi wajahnya, tetapi tiba-tiba tangannya terbuka, dan kami bisa melihat dia tersenyum”. Kate Blackwell (29), yang hamil 27 minggu, menambahkan, “Suamiku, Paul, dan aku dapat menyaksikan setiap gerak-gerik bayi kami”. Meski begitu, ahli kandungan lain, Maggie Blott, memiliki pendapat berbeda. Ia masih tidak percaya bayi dapat tersenyum dalam rahim ibunya. “Memang, bayi-bayi itu seperti tersenyum”.

Medical Imaging (MI)

Saat ini sudah menjadi suatu prosedur standar untuk memanfaatkan teknologi ultrasonography (USG), sebagai salah satu cara untuk memonitor perkembangan janin dalam kandungan ibu. Ultrasonography adalah salah satu dari produk teknologi medical imaging yang dikenal sampai saat ini. Apa itu medical imaging? Medical imaging (MI) adalah suatu teknik yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam organ atau suatu jaringan sel (tissue) pada tubuh, tanpa membuat sayatan atau luka (non-invasive). Interaksi antara fenomena fisik tissue dan diikuti dengan teknik pendetektian hasil interaksi itu sendiri untuk diproses dan direkonstruksi menjadi suatu citra (image), menjadi dasar bekerjanya peralatan MI.

Teknologi MI dimulai dari penemuan sinar-X oleh Rontgen pada awal 1900-an, dimana produk pertama citra dari X-ray adalah tangan istri Rontgen. Dasar yang digunakan untuk membuat citra dengan sinar-X adalah adanya atenuasi intensitas (pelemahan) sinar-X saat melewati tissue, organ atau tulang, yang kemudian atenuansi intensitas tersebut dideteksi oleh suatu negative film. Teknik ini populer dengan sebutan foto Rontgen. 

Kemudian dengan kemajuan sistem elektronik dan komputer digital, teknik yang digunakan pada foto Rontgen mulai dikembangkan, sehingga memungkinkan penggantian media film dalam citra digital. Lebih dari itu volume (3-dimensi) imaging juga dimungkinkan dengan modifikasi prinsip dari foto Rontgen, sehingga menjelma menjadi Computed Tomography scanner (CT- scan). Dengan CT-Scan, citra dari setiap potongan penampang (slices) tengkorak dari bagian atas sampai leher dapat dihasilkan dalam beberapa menit, kemudian dari "tumpukan" citra tiap slices dapat dilakukan rekonstruksi kembali bentuk tulang tengkorak dalam 3 dimensi, sehingga memudahkan visualisasi dan tentunya diagnosis lebih lanjut apabila diperlukan. 

Kesimpulan

Perlu diketahui, akurasi/ketepatan pemeriksaan USG tidak 100%, melainkan 80%. Artinya, kemungkinan ada kelainan bawaan/kecacatan pada janin yang tidak terdeteksi atau interpretasi kelamin janin yang tidak tepat. Tak semua dokter ahli kandungan dapat dengan baik mengoperasikan alat USG. Sebenarnya untuk pengoperasian alat ini diperlukan sertifikat tersendiri. 

Posisi bayi seperti tengkurap atau meringkuk juga menyulitkan daya jangkau/daya tembus alat USG. Meski dengan menggunakan USG 3 atau 4 Dimensi sekalipun, tetap ada keterbatasan. Kondisi hamil kembar juga menyulitkan alat USG melihat masing-masing keadaan bayi secara detail.