INFLUENCE OF kV AND mAs VARIATION FOR RADIATION DOSE AND IMAGE NOISE (CASE STUDY ON AIRCRAFT SOMATOM VOLUME ZOOM IN RADIOLOGY DEPARTEMENT SURYA HUSADA HOSPITAL, DENPASAR)
I Made Purwa Darmita
Supervisor : Bagus Abhimanyu, SSi, M. Pd; Yeti Kartika Sari, ST. M. Kes.
ABSTRACT
Dose of radiation dose especially Length Product (DLP) and image noise in the plane Somatom Volume Zoom in to do tests using variation kV and mAs. Based on the literature, the increasing value of kV and mAs will increase the radiation dose and at the same time reducing image noise. This study aims to determine the effect of kV and mAs variation of the Dose Length Product and image noise.
Kind of research is experimental research. There are two types of research are (1) Measurement of radiation dose on the acrylic phantom scanning, adjusted for the examination of the head. There are three stages eksposi, namely: Phase I of variation combined with 50mAs 80kV, 75mAs, 100mAs, 125mAs, 150mAs, 175mAs, 200mAs, 225mAs, 250mAs, 275mAs, and 300mAs. Phase II and Phase III variation 120kV 140kV with a combination of variations of the same mAs, with Phase I. (2) The results of the scan, the average measured noise of each slice with the ROI method 1cm in diameter, in five different areas namely on the clock: 12, 3, 6, 9 and in the middle of the picture. Output radiation dose and image noise on average made tables, graphs and tested with statistical; normality test data and test the influence (regression) as a hypothesis testing with significant value (α) <0.05
Radiation dose at 120kV 80kV with a combined 50mAs increased 68.1%. At 140kV with a combination of unmeasured 50mAs-300mAs therefore can not happen eksposi, which is an aircraft safety system which is applied automatically. KV influential factor 4.5 times larger than the increasing value of mAs radisi dose. This is seen from the regression coefficient of 4.030: 0.0897 with a ρ value <0.001 so its influence is very significant. KV influential factor greater than mAs 4kali to decrease image noise. This is seen from the regression koefsien 0.062: 0.015, with (α) <0.05. This result is to accept Ha, that there is significant influence of kV and mAs variation of radiation dose and image noise. We recommend to 80kV with 225mAs Brain CT, CT-and CT-angiography Thorax, and 120kV with 200mAs good for CT Abdomen, CT and CT-Cardiac Colonoscophy.
Keywords: kV, mAs, dose length product, image noise, MSCT
.
PENGARUH VARIASI kV DAN mAs TERHADAP DOSIS RADIASI DAN IMAGE NOISE (STUDI KASUS PADA PESAWAT SOMATOM VOLUME ZOOM DI INSTALASI RADIOLOGI RS SURYA HUSADA DENPASAR)
A. PENGANTAR
Multi Slice Computed Tomography (MSCT) adalah salah satu alat pemeriksaan Radiologi diagnostik yang memanfaatkan komputer untuk melakukan rekonstruksi data yang diperoleh dari sejumlah baris detektor yang menerima berkas sinar–X yang mengalami penyerapan sejumlah energi (atenuasi) dari obyek atau organ yang dilewatinya (Bontrager, 2001). Sebagai alat diagnostik yang berkembang dengan sangat cepat,dan dimanfaatkan dalam mendiagnosa adanya gangguan struktur morfologi organ tubuh. Metode pemeriksaannya yang non invasive, waktu scan <10 detik, area scan yang semakin luas, detail anatomi yang semakin jelas, dan semakin akurat dengan irisan <1mm. Alat ini diharapkan, dapat memberikan pelayanan diagnostik terhadap pasien menjadi lebih cepat, tepat dan efisien.
Sebagai Radiografer yang memiliki kompetensi, sangat perlu untuk memahami parameter scaning, agar dapat mempertimbangkan keuntungan maupun resiko yang kemungkinan diterima pasien pada pemeriksaan CT-Scan. Parameter pada MSCT diantaranya: tegangan tabung (kV), arus tabung (mA), waktu scaning (s), Slice collimation, field of View (FOV), gantry tilting, pitch, slice thickness, dan filtrasi (filter pre pasien dan pre detektor) Rehani dkk, (2007).
Parameter kV, mA dan (s) sangat berpengaruh terhadap dosis radiasi yang diterima pasien selama pemeriksaan. Penggunaan 80kV dibandingkan 120kV dengan 50mAs pada scaning balita (< 6 tahun) akan mengalami pengurangan dosis radiasi sebesar 67%. Penggunaan 120kV dibandingkan 140kV dengan 50mAs akan mengalami pengurangan dosis radiasi pada scanning kepala dewasa sebesar 38% (Seeram 2001).
Selain terhadap dosis radiasi juga dapat mempengaruhi image noise pada sebuah citra. Kualitas citra sebuah radiograf dibentuk oleh : image noise, spatial resolusi, kontras resolusi dan artefak (Bushberg, 2003). Image noise adalah perbedaan nilai–nilai pixel yang terdapat dalam sebuah matrix gambar. Semakin tinggi indeks image noise, kualitas gambar akan semakin menurun, dan semakin rendah indeks image noise, maka kualitas gambar akan semakin baik. Karenanya sangat diperlukan pengetahuan untuk mengatur variasi parameter scaning sehingga akan mengurangi dosis radiasi terhadap pasien, akan tetapi mampu menghasilkan kualitas citra yang optimal.
B. METODE
1. Rancangan Penelitian
a. Jenis Penelitian : eksperimen
b. Lokasi Penelitian : Instalasi Radiologi RS Surya Husada Denpasar Bali, Jl. Pulau Serangan no 7 Denpasar Bali
c. Waktu Penelitian : Bulan Juni – Agustus 2010
d. Subyek Penelitian : Pesawat Somatom Volume Zoom.
e. Obyek : Acrylic phantom dengan diameter 20cm dan panjang 36cm.
f. Variabel Penelitian
a. Variabel bebas : kilo voltage (kV) dan miliampere detik (mAs).
b. Variabel terikat : Dose Lenght Product / DLP dan Image noise.
c. Variabel Terkontrol : slice thickness, slice kolimasi, FOV, scan time,
pitch, dan gantry tilting.
2. Alat dan Bahan
a. Pesawat Somatom Volume zoom yang dilengkapi dengan perangkat soft ware (Syngo) untuk penghitungan dose lenght product.
b. Acrylic Phantom yang merupakan phantom bawaan dari pesawat.
c. Alat–alat tulis berupa kertas dan pena.
d. Kamera digital Canon untuk mendokumentasikan proses penelitian.
e. Membuat Tabel, Grafik dan melakukan uji statistik dengan SPSS.
3. Prosedur Penelitian
a. Mempersiapkan diri dengan berdoa.
b. Mempersiapkan Pesawat MSCT dengan melakukan kalibrasi.
c. Mempersiapkan Acrylic phantom
d. Mengatur posisi phantom pada meja pemeriksaan pada iso center.
e. Atur tilting meja pada posisi 0°.
f. Mengatur parameter pada meja konsol pesawat Somatom volume zoom. Tahap I : 80kV, Tahap II : 120kV, dan Tahap III : 40kV dengan kombinasi 50mAs, 75mAs, 100mAs, 125mAs, 150mAs, 175mAs, 200mAs 225mAs, 250mAs, 275mAs dan 300mAs.
g. Mencatat hasil perubahan dosis radiasi pada tahap I, II dan III.
h. Melakukam pengukuran rata-rata noise dengan menggunakan ROI, pada masing–masing slice dari 3 slice gambar hasil scaning. ROI berbentuk lingkaran dengan diameter 1cm, pada lima daerah yang berbeda : pada posisi jarum jam 12, jam 3, jam 6, jam 9 dan pada posisi titik pusat jarum jam (tengah gambar).
4. Pengolahan dan Analisa Data
C. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Pengamatan Nilai Dosis Radiasi pada Pemilihan Variasi kV dan mAs.
Hasil pengamatan nilai dosis radiasi pada variasi kV dan mAs dalam bentuk tabel sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil pengukuran D L P pada variasi kV dan mAs
NO mAs Dosis Radiasi pada Variasi kV
80kV 120kV
1 50 22 69
2 75 33 103
3 100 44 136
4 125 55 171
5 150 66 205
6 175 77 238
7 200 88 272
8 225 99 306
9 250 110 338
10 275 121 374
11 300 132 408
Catatan : Variasi 140kV dengan kombinasi 50mAs-300mAs tidak terukur, karena tidak terjadi eksposi.
Hasil analisa perubahan nilai dosis radiasi dalam bentuk grafik sebagai berikut :
Gambar 1. Grafik hubungan variasi kV dan mAs terhadap
nilai Dosis Radiasi (RSSH, juli 2010)
Tabel di atas menunjukan dosis radiasi terkecil pada 80kV dengan kombinasi 50mAs dan dosis radiasi terbesar pada 120kV dengan kombinasi 300mAs.
Berdasarkan hasil uji statistik, nilai kV dan dosis radiasi berdistribusi
normal dimana ρ value > 0,05 , sementara nilai mAs berdistribusi tidak normal dimana ρ value < 0,05. Variasi kV dan mAs secara signifikan berpengaruh terhadap nilai dosis radiasi dengan ρ value < 0,001, dan R ² 0,898. Prediksi besarnya nilai dosis radiasi akibat pengaruh kV dan mAs diperoleh persamaan :
Y = -402,291 + 4,030. kV + 0,897.mAs
Persamaan di atas menunjukkan bahwa faktor kV lebih besar pengaruhnya dibandingkan mAs terhadap nilai dose lenght product. Koefisien regresi sebesar 4,030 dan ρ value <0,001. Bahwa pada variasi 80kV ke 120kV akan meningkatan dose lenght product yang diterima pasien sebesar 4,030 mGy.cm. Hasil ini sesuai dengan penjelasan Goldman, (2007) dan Rehani dkk, (2006) yang menyatakan bahwa semakin besar nilai kV yang digunakan akan menaikan jumlah dosis radiasi yang diterima oleh pasien. Pada 80kV, setiap kenaikan variasi 25mAs akan dapat menaikan dosis radiasi sebesar 11mGy.cm, dan pada 120 kV, setiap kenaikan 25mAs akan menaikan dosis radiasi sebesar 30-35mGy.cm. Penggunaan kV disesuaikan dengan jenis pemeriksaanya. 120kV untuk pemeriksaan CT-abdomen, CT-Colonoscopy ataupun CT-Cardiac. Sementara 80kV digunakan pada pemeriksaan vaskuler yang kecil, CT-Kepala, CT-Thorax dan CT Angiografi.
Hasil uji statistik juga menunjukkan, nilai mAs berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai dosis radiasi, dengan koefisien regresi 0,897 dan ρ value <0,001. Setiap kenaikan 25mAs akan meningkatkan DLP sebesar 0,897 mGy.cm. Hal ini sesuai penjelasan Michael, (2002) bahwa aliran foton yang dipengaruhi oleh (mAs) berpengaruh langsung terhadap dosis radiasi pada pasien. Penggunaan mAs yang besar untuk CT-Scan kepala yang melihat organ otak dan CT-Scan Abdomen yang melihat ginjal, pankreas dan hati. Nilai mAs yang besar akan mengurangi noise yang terjadi meskipun nilai DLP juga semakin besar. Nilai mAs yang kecil disarankan untuk pemeriksaan tulang dan paru-paru.
Penggunaan 80kV dibandingkan dengan 120kV dikombinasikan
50mAs menurunkan dosis radiasi sebesar 68,1%, dimana kV memiliki pengaruh 4,5 kali lebih besar dari mAs terhadap kenaikan dosis radiasi.
2. Hasil Pengukuran Rata–rata Noise terhadap Variasi kV dan mAs
Hasil pengukuran nilai rata-rata noise terhadapa variasi kV dan mAs dalam bentuk tabel sebagai berikut :
Tabel 2. Hasil Pengukuran variasi kV dan mAs terhadap rata-rata Noise
NO mAs Rata-rata Noise pada Variasi kV
80kV 120kV
1 50 9.87 5.60
2 75 8.09 4.68
3 100 7.06 4.19
4 125 6.42 3.76
5 150 6.25 3.54
6 175 5.19 3.25
7 200 5.29 3.01
8 225 4.64 2.74
9 250 4.46 2.69
10 275 4.35 2.67
11 300 4.49 2.60
Catatan : Variasi 140kV dengan kombinasi 50mAs-300mAs tidak terukur, karena tidak terjadi eksposi.
Hasil analisa perubahan nilai rata-rata noise dalam bentuk grafik sebagai berikut :
Gambar 2. Grafik hubungan variasi kV dan mAs terhadap
nilai rata-rata Noise (RSSH, juli 2010)
Tabel diatas menunjukan, titik terendah nilai rata-rata noise terdapat pada 120 kV dengan kombinasi 300 mAs. Titik tertinggi nilai rata–rata noise terdapat pada nilai 80 kV dengan kombinasi 50 mAs.
Berdasarkan uji statistik, nilai kV dan rata-rata noise berdistribusi normal dimana ρ value > 0,05, sementara nilai mAs berdistribusi tidak normal dimana ρ value < 0,05. kV dan mAs secara signifikan berpengaruh terhadap rata-rata noise dengan ρ value <0,001, dan R ² 0,890. Prediksi rata-rata noise karena pengaruh kV dan mAs diperoleh persamaan :
Y = 13,670 + (- 0,062).kV + (-0,015).mAs
Persamaan di atas menunjukkan bahwa faktor kV lebih besar pengaruhnya terhadap nilai rata-rata noise dibandingkan mAs. Nilai rata–rata noise hasil pengukuran standar deviasi menggunakan ROI, cenderung mengalami penurunan terhadap variasi kV dan mAs, dari yang tertinggi 9,87 pada 80kV dengan 50mAs, dan terendah 2,6 pada 120kV dengan kombinasi 300mAs. Kecuali pada 80kV dengan kombinasi 200mAs mengalami kenaikan dari rata-rata noise 5.19 menjadi 5.29, dan variasi 80kV dengan kombinasi 300mAs mengalami kenaikan dari rata-rata noise 4.35 naik menjadi 4.49.
Nilai kV dan mAs berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan nilai rata-rata noise dengan koefisien regresi (-0,062), ρ value <0,001 dan (-0,015), ρ value <0,001. Hal ini sesuai dengan penjelasan Goldman, (2007) yang dikuatkan oleh Amarudin, (2007) dan Bruening dkk, (2006) bahwa energi foton (kV) dinaikan akan semakin banyak energi atenuasi yang dapat diserap oleh rangkain detektor. Noise pada gambar akan menurun, sehingga struktur morfologis organ menjadi lebih jelas. Dapat digunakan dalam pemeriksaan soft tissue, CT-Abdomen untuk ginjal, Hepar, mediastinum, pancreas, dan uterus, CT-Kepala terutama untuk mengidentifikasi adanya uedema dan tumor yang memerlukan detail yang tinggi khususnya kepala bayi. Pemeriksaan tulang dan CT Thorax khususnya paru-paru bisa dimanfaatkan mAs yang lebih rendah namun rata-rata noise yang masih bisa diterima. Nilai kV memiliki pengaruh 4 kali lebih besar dibandingkan mAs dalam menurunkan image noise pada gambar hasil scaning.
D. KESIMPULAN
1. Penggunaan variasi kV dengan kombinasi mAs yang semakin besar memberikan dosis radiasi yang semakin besar. Dosis radiasi terendah pada 80kV dengan kombinasi 50mAs yaitu 22mGy.cm dan terbesar pada 120 kV dengan 300mAs yaitu 408mGy.cm, dengan pemilihan HeadSpi. Dengan faktor kV 4.5 kali lebih besar pengaruhnya terhadap dosis radiasi dari faktor mAs. Jadi hipotesa alternatip (Ha) diterima bahwa ada pengaruh variasi kV dan mAs terhadap dosis radiasi.
2. Pengguanaan variasi kV dengan kombinasi mAs yang semakin besar memberikan rata-rata noise yang semakin kecil. 80kV dengan kombinasi 125mAs mengahasilkan rata-rata noise optimum (6.42HU) dan 120kV dengan kombinasi 300mAs menghasilkan rata-rata noise terkecil (2.60HU). Dengan faktor kV 4 kali lebih besar pengaruhnya dari faktor mAs terhadap penurunan image noise. Jadi hipotesa alternatif (Ha) diterima, bahwa ada pengaruh variasi kV dan mAs terhadap rata-rata noise.
E. SARAN - SARAN
1. Sebaiknya 80kV dengan kombinasi 125mAs digunakan untuk pemeriksaan CT-Scan Kepala yang bertujuan untuk melihat struktur brain, CT-Thorax dan CT-Angiografi, sementara 120kV dengan kombinasi 200mAs sebaiknya untuk pemeriksaan CT Abdomen, CT Colonoscopy dan CT-Cardiac.
2. Penelitian lebih lanjut penulis harapkan diggunakan alat ukur dosimeter standar dengan phantom berlubang didalamnya, dan bukan hanya membaca hasil olahan soft ware. Sampel dan variasinya supaya lebih banyak sehingga diperoleh hasil penelitian yang lebih akurat.
brgaya ala TU dE
