Sejarah Ultrasonografi (USG)

      USGadalah pemeriksaan dengan gelombang suara frekuensi tinggi lebih dari pendengaran manusia sehingga tidak dapat di dengar sama sekali (Aswar Boer, 2006).  Suara yang dapat di dengar oleh manusia di sebut audiosonic yang mempunyai frekuensi 20-20.000 Hz.Pemeriksaan USG menggunakan gelombang suara berfrekuensi 1-10 MHz.bahkan teknologi terkini sudah ada penggunaan frekuensi sampai 16 MHz.Gelombang suara itu berasal dari kristal-kristal yang berada pada sebuah alat yang di sebut transduser.USG merupakan miodalitas pencitraan diagnostik yang memanfaatkan gelombang suara untuk menghasilkan gambar suatu objek atau organ dalam tubuh manusia.USG dapat digunakan untuk memeriksa organ tubuh manusia kecuali organ yang berisi udara atau tulang.USG pertama kali digunakan untuk radar, yaitu teknik SONAR ( Sound, Navigation and Ranging) oleh Langevin (1918), seorang Perancis, pada waktu perang dunia ke I, untuk mengetahui adanya kapal selam musuh. Kemudian digunakan dalam pelayaran untukmenentukan kedalaman laut.Menjelang perang dunia ke II (1937), teknik ini digunakan pertama kali untuk pemeriksaan jaringan tubuh, tetapi hasilnya belum memuaskan.

        Berkat kemampuan dan kemajuan teknologi yang pesat, setelah perang dunia keII, USG berhasil digunakan untuk pemeriksaan alat-alat tubuh.Hoery dan Bliss pada tahun 1952, telah melakukan pemeriksaan USG pada beberapa organ, misalnya pada hati dan ginjal.Sekarang USG merupakan alat praktis dengan pemeriksaan klinis yang luas.Dan kemudian, sejarah alat USG dimulai akhir tahun 1970an. Generasi awal alat USG ini masih sangat tidak praktis, dikarenakan alat ini memiliki ukuran sebesar lemari es 2 pintu. Selain itu, teknologi fisika juga masih “kuno”, tetapi perkembangan ilmu pengetahuan demikian pesat sampai dalam kurun 2 dekade saja sudah telah ada teknologi yang ditambahkan dan dikembangkan.

   Sebelumnya, pada tahun 1880, Pierre Curie dan Jacques Curie dari Perancis menemukan efekpiezo-listrik.Mereka menemukan bahwa USG bisa menghasilkan dan diterima dalam frekuensi megahertz.Sistem deteksi sonar pertama kali diciptakan untuk eksplorasi bawah air dan navigasi.Penemuan dioda dan trioda di tahun 1900an juga mendorong perkembangan USG. Paul Langevin dan Constantin Chilowsky dari Perancis mengembangkan sebuah perangkat suara frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh USG.Lahirlah hidrofon, dengan menggunakan transduser dan menggunakan kristalkuarsa yang ditemukan oleh Curie bersaudara.

     Dr Ian Donald menyarankan agar sonar dapat digunakan untuk diagnosis medis.Praktik ini dimulai setelah USG digunakan secara terbatas setelah Perang Dunia II.Pada tanggal 21 Juli 1955, beliau mulai bekerja pada eksperimen yang melibatkan detektor logam cacat ultrasonic industri. USG kemudian dirasakan sangat berguna dalam mendeteksi dan membedakan fibroid,  tumor perut dan  kista.Dr Karl Theodore Dussik dari Austria menyelidiki USG transmisi di otak pada tahun 1942 dan menerbitkan beberapa karya ultrasonic medis. Dr Ian Donald bersama rekan lain dari Glasgow telah berjasa melakukan banyak hal dalam pengembangan aplikasi dan teknologi praktis. Karya-karya mereka telah menyebabkan penggunaan teknologi yang lebih luas dalam praktik medis ini.

    Lebih banyak lagi tersedia sistem yang lebih komersial, seperti gambar greyscale dan bistable.  Doppler USG juga dikembangkan dengan mengkombinasikan pindai Duplex dan pindai berwarna.  Bahkan sekarang aliran darah melalui pembuluh tubuh dapat dilihat.  Pencitraan 3D dan 4D juga sekarang tersedia, yang dimula dengan penciptaanmicrochip pada tahun 1970. Untuk mendapat gambar-gambar tersebut, operator USG tetap membuat gambar-gambar 2 dimensi kemudian memori potongan-potongan gambar tersebut direkonstruksi oleh komputer dan tampak dengan tampilan 3 dimensi di layar monitor.

  

    Ada beberapa jenis USG yang tersedia pada saat ini, dan penggunaan masing-masing USG tergantung pada kondisi pasien dan organ tubuh yang perlu diperiksa.Semua relatif aman, nyaman dan terjangkau untuk digunakan.Semuanya juga memiliki risiko yang sangat rendah dan tidak memerlukan persiapan apapun oleh pasien.Prosedurnya juga non-invasif dan tidak menimbulkan rasa sakit, sehingga seseorang dapat segera melanjutkan kegiatan normal setelah pemeriksaan.

Komponen utama dari pesawat USGmeliputi :

Transduser

Salah satu bagian dari alat USG adalah transduser.  Tranduser merupkan alat yang nantinya akan ditempelkan pada tubuh pasien.  Didalam alat ini terdapat material piezoelektrik yang mampu menghasilkan “piezoelektrik effect” yaitu bila diberikan energi listrik akan menimbulkan suatu getaran yang kemudian menghasilkan gelombang suara, begitu pula sebaliknya apabila ada gelombang suara yang dipantulkan oleh organ, maka piezoelektrik ini akan menangkap dan merubah menjadi sinyallistrik. Pulsa yang di pancarkan kemudian dipantulkan oleh organ dan ditangkap kembali oleh tranduser. Pulsa itu akan di ubah menjadi data digital dan diolah secara komputer sehingga menjadi sebuah gambar yang di tampilkan pada layar monitor.

Teknologi transduser digital sekiar tahun 1990an memungkinkan sinyal gelombang suara yang diterima menghasilkan tampilan gambar suatu jaringan tubuh dengan lebih jelas.Penemuan komputer pada pertengahan 1990 jelas sangat membantu teknologi ini.

Gelombang suara akan melalui proses sebagai berikut, pertama, gelombang akan diterima transduser. Kemudian gelombang tersebut diproses sedemikian rupa dalam komputer sehingga bentuk tampilan gambar akan terlihat pada layar monitor. Transduser yang digunakan terdiri dari transducer penghasil gambar 2 dimensi atau 3 dimensi. Hingga USG berkembang sedemikian rupa hingga saat ini.

Mesin USG

Mesin USG merupakan bagian dari sistem alat USG dimana fungsinya untuk mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang. Mesin USG adalah pusar kontrol USG sehingga di dalamnya terdapat komponen-komponen yang sama seperti CPU pada komputer. Dimana cara kerja USG merubah gelombang menjadi gambar.Mesinpada USG digunakan sebagai pengolah data.Sinyal suara yang diterima transduser akan dirubah menjadi sinyal listrik dan akan dikirim ke mesin.  Komputer merubah sinyal listrik menjadi data gambar dan merekonstruksi gambar.  Kemudian hasil olahan komputer akan di tampilkan pada monitor.Komputer terletak pada main unit.

 

Dalam peralatan USG, layarmonitor merupakan salah satu media output dari gambaran yang diperoleh yang diperoleh setelah sinyal listrik dari pengolahan komputer, dahulu layar monitor yang digunakan adalah jenis CRT dengan resolusi gambar yang baik. Namun dengan siring kemajuan teknologi, saat ini tersedia layar monitor berupa LCD maupun LED yang lebih simpel dan mempunyai banyak variasi warna.  Layar ini biasanya lebih datar dan tipis sehingga lebih praktis
 

Printer

Pada peralatan USG,  printer merupakan media output dari gambaran yang diperoleh dari pengolahan komputer, pada zaman dahulu piranti printer ditempati oleh foto Polaroid namun sekarang sudah diganti dengan film khusus, yaitu film termal. 

( Gambar 2.9  Printer USG, sumber: manual book sony printer )

Saat ini terdapat dua jenis printer yang digunakan yaitu printer berwarna dan printer hitam putih.  Printer warna akan lebih mahal dari printer hitam-putih.  Jika tidak ada printer USG, dapat juga digunakan printer lain seperti printer pada komputer pada umumnya, maupun printer foto.  Kekurangan jika menggunakan printer lain, gambar tidak sejelas printer khusus USG dan printer ini tergantung dari isi tinta di dalamnya.

Jenis – jenis mode dalam USG

1. A- mode 

Merupakan scan 1 dimensi , digunakan pada organ yang memiliki struktur anatomi yang tidak lengkap. Misalnya pada pengukuran detak jantung.

Tampilan gema suara di mana sumbu horizontal merupakan waktu yang dibutuhkan untuk kembalinya gema dan sumbu vertikal mewakili kekuatan gema. Mode ini digunakan dalam echoencephalograph. 

2. B- mode

Berupa gambar 2 dimensi. Echo yang terdeteksi pada posisi berkas ditampilkan sebagai garis gelap terang.

Hasil gambar USG B-Mode,

Terang gelap pada gambar berhubungan dengan magnitude dari sinyal suara. Semakin kuat gelombang suara yang kembali maka semakin terang pula gambar yang ditampilkan.

3)   M- mode

M-mode umumnya digunakan dalam pencitraan jantung atau yang sering disebutEkokardiogram.M-mode Ekokardiogramdiperoleh dengan gelombang suara tunggal ditransmisikan melalui jaringan jantung atau target, dan gambar yang dihasilkan ditampilkan dari waktu ke waktu.Ekokardiogram M-mode memiliki kedalaman pada sumbu Y dan waktu pada sumbu X. Hal ini dapat dikonseptualisasikan sebagai pandangan dari jantung yang ditampilkan dalam gerakan sepanjang waktu.

Hasil gambar USG B-Mode

 

Dalam pencitraanM-mode, lebar berkas USG diminimalkan, dan akuisisi frame rate umumnya meningkat mengakibatkan peningkatan resolusi spasial dan temporal dibandingkan dengan pencitraan2 dimensi. Informasi yang dapat diperoleh dari ekokardiogram M-mode termasuk ketebalan dinding ventrikel kanan dan dimensi ruang pada berbagai titik waktu sepanjang siklus jantung, namun paling umum pada akhir sistol dan diastole.

Disusun Oleh : Lujeng Prayitno S.ST (Sonografer)