TUGAS

ELEKTRONIKA BIOMEDIK

OLEH :

MARIO LATUIHAMALLO / D411 04 069

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2008

X-RAY MACHINE

· Overview

Sinar X adalah dasar dari perangkat X-Ray machine. X – Ray atau sinar X ditemukan oleh Wilhem Conrad Rontgen pada tanggal 8 November 1895 menemukan secara tidak sengaja sebuah gambar asing dari generator katoda Ray, yang diproyeksikan jauh dibelakang dari jarak yang memungkinkan dari katoda ray.

X-Ray machine adalah sebuah perangkat elektronika yang bertujuan untuk menghasilkan sinar X. Sistem X-Ray imaging terdiri atas sebuah sumber atau generator X-Ray dan system pendeteksian gambar yang dapat digunakan film ( teknologi analog ) atau pada system penangkapan digital (seperti penyimpanan foto dan komunikasi system).

X-Ray seperti dengan cahaya biasa yang merupakan gelombang elektromagnetik, tetapi X-Ray memiliki energy yang lebih besar yang dapat menembus banyak bahan/ material pada kadar yang berbeda. Ketika sinar X menumbuk film, sinar X akan terhambur seperti yang terjadi pada cahaya biasa. Tulang, Lemak, otot , tumor dan semua benda yang menyerap X- Ray pada level yang berbeda-beda, gambar pada film menampakkan perbedaan struktur-struktur di dalam tubuh karena perbedaan level-level yang dihamburkan oleh film.

Pada dasarnya X-Ray machine memanfaatkan X-ray laser untuk melakukan pendeteksian. X-ray laser mempunyai panjang gelombang 3,5 – 30 nm. Kelebihan yang dimiliki selain memiliki kecerahan yang sangat tinggi yaitu antara 100 – 10000 kecerahan laser biasa, pulsa X- ray juga sangat pendek dalam femtosecond.

· Prinsip Kerja

Sebelum membahas mengenai prinsip kerja X-Ray machine, terlebih dahulu perlu diketahui proses pembentukan X-ray laser itu sendiri. Pada sumber X-Ray tertentu dibawah 450kV, photon X-Ray dihasilkan oleh tembakan electron diarahkan ke target. Elektron yang ditembakkan diemisikan dari filament katoda yang dipanaskan. Elektron-elektron kemudian difokuskan dan dipercepat menuju sudut target anoda. Titik dimana sinar elektron menumbuk target disebut titik fokal. Sebagian besar energy kinetic yang dikandung oleh sinar elektron dikonversikan menjadi panas, tetapi sekitar 1 % energinya diubah menjadi foton X-ray. Panas yang dihasilkan dibuang melalui heat sink. Pada titik fokal, foton X-Ray dipancarkan ke segala arah dari permukaan target, intensitas tertinggi berada pada sudut 600 sampai 900 dari sinar yang terbentuk dari sudut target anoda mencapai foton X-ray. Ada lubang kecil pada tabung X-ray tepat diatas sudut target. Celah ini memungkinkan X- ray untuk keluar dari tabung dengan redaman yang kecil saat perawatan penutup tabung hampa yang dibutuhkan untuk pengoperasian tabung X-Ray

Mesin X – Ray bekerja dengan mengaplikasikan pengontrolan tegangan dan arus listrik ke tabung X-Ray, yang menghasilkan sinar X-Ray. Sinar ini diproyeksikan ke bahan . Beberapa sinar X-ray akan melewati objek, sementara beberapa diserap. Pola radiasi yang dihasilkan kemudian akhirnya dideteksi oleh media pendeteksi termasuk layar rare earth ( sekeliling fotografi film ), detector semikonduktor atau X-Ray image.

\Jantung dari X-ray machine adalah pasangan elektroda- sebuah katodan dan anoda- yang berada didlam tabung hampa yang terbuat dari kaca. Katoda adalah filamen yang dipanaskan, yang kamu dapat dalam lampu fluorescent. Mesin ini melewatkan arus melewati filamen, untuk memanaskannya. Panas The heart of an X-ray machine is an electrode pair -- a cathode and an anode -- that sits inside a glass vacuum tube. The cathode is a heated filament, like you might find in an older fluorescent lamp. The machine passes current through the filament, heating it up. The heat sputters electrons off of the filament surface. The positively-charged anode, a flat disc made of tungsten, draws the electrons across the tube

The voltage difference between the cathode and anode is extremely high, so the electrons fly through the tube with a great deal of force. When a speeding electron collides with a tungsten atom, it knocks loose an electron in one of the atom's lower orbitals. An electron in a higher orbital immediately falls to the lower energy level, releasing its extra energy in the form of a photon. It's a big drop, so the photon has a high energy level -- it is an X-ray photon.

Free electrons can also generate photons without hitting an atom. An atom's nucleus may attract a speeding electron just enough to alter its course. Like a comet whipping around the sun, the electron slows down and changes direction as it speeds past the atom. This "braking" action causes the electron to emit excess energy in the form of an X-ray photon.

the high-impact collisions involved in X-ray production generate a lot of heat. A motor rotates the anode to keep it from melting (the electron beam isn't always focused on the same area). A cool oil bath surrounding the envelope also absorbs heat.

The entire mechanism is surrounded by a thick lead shield. This keeps the X-rays from escaping in all directions. A small window in the shield lets some of the X-ray photons escape in a narrow beam. The beam passes through a series of filters on its way to the patient. A camera on the other side of the patient records the pattern of X-ray light that passes all the way through the patient's body. The X-ray camera uses the same film technology as an ordinary camera, but X-ray light sets off the chemical reaction instead of visible light. (See How Photographic Film Works to learn about this process.)

Secara umum aplikasi-aplikasi kesehatan, sistem pendeteksi X-Ray jarang menggunakan medium pendeteksi, Sebagai contoh, radiographic stasionary mesin X-ray tertentu juga memiliki ion chamber dan kisi. Ion chamber pada dasarnya adalah pelat berlubang ditempatkan antara medium pendeteksi dan objek yang akan ditampilkan. Hal ini menentukan level penyebaran dengan pengukuran jumlah X-ray yang melewati medan listrik , gas mengisi gap didalam plat. Hal ini mengakibatkan minimalisasi penyebaran radiasi dengan menjamin bahwa gambar yang tidak ditampilkan ke titik pemeriksaan perlu untuk diulangi dan menjamin radiasi yang belebihan tidak terjadi. Kisi biasa ditempatkan antara ion chamber dan objek dan berisi aluminium berbaris yang terpasang bersebelahan Dalam hal ini. Kisi membuat sinar X tepat melewati medium pendeteksi namun menyerap x-rays yang dipantulkan. Hal ini meningkatkan kualitas image dengan mencegah X-ray yang terpencar-pencar mencapai medium pendeteksi, namun menggunakan kisi membuat pemeriksaan dosis radiasi secara menyeluruh lebih tinggi.

Gambar yang dihasilkan oleh X-Ray machine pada bidang kedokteran berdasarkan perbedaan tingkat penyerapan dari organ-organ. Kalsium pada tulang menyerap sinar X paling banyak, sehingga tulang kelihatan putih pada sebuah film perekam dari gambar X-Ray, yang disebut Radiograph. Lemak dan beberapa organ lembut lainnya menyerap lebih sedikit dan tampak abu-abu. Udara menyerap paling sedikit sehingga paru-paru terlihat hitam pada radiograph.

· Modern X-Ray Machine

X-ray machine yang modern untuk pengobatan dikelompokkan menjadi 2 kategori yaitu yang menghasilkan sinar X yang “keras” dan yang menghasilkan sinar X yang “lembut”. Soft X-ray digunakan untuk memperoleh foto tulang dan organ dalam. Perangkat ini dioperasikan pada frekuensi yang relatif rendah dan jika hal ini terus berulang dapat mengakibatkan sedikit kerusakan pada jaringan tubuh.

Hard X-rays adalah sinar dengan frekuensi yang sangat tinggi. Hal ini didesain untuk menghancurkan melekul-melekul pada sel-sel tertentu yang menghancurkan jaringan. Hard X-rays digunakan pada radiotheraphy, perawatan untuk kanker. Tegangan tinggi sangat penting untuk menghasilkan hard X-ray dihasilkan dengan menggunakan cylotrons atau synchrotrons

· Application

Aplikasi pengunaan X- ray machine, pada bidang kedokteran biasanya dipakai pada radiography, Radiotherapy, dan dentistry. Selain itu penggunaan X-Ray machine tidak terbatas pada bidang kedokteran saja, namun biasa dipakai juag pada sekuriti, utamanya di Bandara/ Airport, sebagai contoh Flouroscopy. Contoh aplikasi lainnya adalah X-ray astronomy, X-ray Industrial radiography, dll.

X- ray machine pada AirportX-Ray machine pada medical use

Selain itu juga pada bidang kedokteran gigi, pemanfaatan sinar X-Ray juga saat ini mulai semakin ramai dipergunakan . Sinar X adalah radiasi ionisasi yang memiliki daya tembus yang sangat tinggi, oleh karena itu X – Ray machine digunakan untuk mengambil gambar-gambar kepadatan jaringan, seperti gigi dan tulang. Hal ini dikarenakan tulang menyerap radiasi lebih banyak disbanding kepadatan jaringan lunak. X-rays yang berasal dari sumber menembus tubuh dan menuju ke kaset photographic. Area dimana radiasi yang diserap ditunjukkan sebagai bayangan abu-abu ( menuju ke warna putih ). Ini dapat digunakan untuk menganalisa tulang retak.

DAFTAR PUSTAKA

· en.wikipedia.org/wiki/X-ray_machine

· health.howstuffworks.com/question18.htm

· nventors.about.com/library/inventors/blxray.htm

· http://www.discoveriesinmedicine.com/To-Z/X-ray-Machine.html