materi usg

Ultrasonography (usg)

Pendahuluan.

Ultrasonografi (USG) merupakan salah satu imaging diagnostik ( pencitraan diagnostik) untuk pemeriksaan alat alat dalam tubuh manusia, diman kita dapat mempelajari bentuk, ukuran anatomis, gerakan serta hubungan dengan jaringan sekitarnya. Pemeriksaan ini bersifat non-invasif, tidak menimbulkan rasa sakit pada penderita, dapat dilakukan dengan cepat, aman dan data yang diperoleh mempunyai nilai diagnostik yang tinggi. Tak ada kontra indikasinya, karena pemeriksaan ini sama sekali tidak akan memperburuk penyakit penderita. Dalam 20 tahun terakhir ini, diagnostik ultrasonik berkembang dengan pesatnya, sehingga saat ini USG mempunyai peranan penting untuk meentukan kelainan berbagai organ tubuh.

 Sejarah USG 

            Pertama kali ultrasonik ini digunakan dalam bidang teknik 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 hepar dan ginjal. Sekarang Usg merupakan alat praktis dengan pemeriksaan klinis yang luas.

 Prinsip USG

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

Gelombang suara frekwensi tingi tersebut dihasilkan dari kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transducer. 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 frekwensi tingi.

 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.

 Peralatan Yang Digunakan

1. Transduser

Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. 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

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 CARA USG MERUBAH GELOMBANG MENJADI GAMBAR

Tampak dalam sonogram seorang bayi dalam kandungan ibunya.

Sonograf ini menunjukkan citra kepala sebuah janin dalam kandungan.

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 perdetik.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.

Sensor yang digunakan pada alat Ultrasonografi yakni sensor pizoelektrik, yang diletakkan pada komponen receiver yang menerima pantulan (refleksi) pola energi akustik yang dinyatakan dalam frekuensi. Sensor ini akan mengubah pergeseran frekuensi gelombang suara 1 – 3 MHz yang dipancarkan melalui transmitter pada jaringan tubuh dan kemudian gelombang tersebut dipantulkan (direfleksikan) oleh jaringan dan akan diterima oleh receiver dan selanjutnya diteruskan ke prosessor.

Sensor pizoelektrik terdiri dari bagian seperti housing, clip-type spring, crystal, dan seismic mass. Prinsipnya yakni ketika frekuensi energi akustikyang dipantulkan diterapkan, maka clip-type spring yang terhubung dengan seismic mass akan menekan crystal, karena energi akustik tersebut disertai oleh gaya luar sehingga crystal akan mengalami ekspansi dan kontraksi pada frekuensi tersebut. Ekspansi dan kontraksi tersebut mengakibatkan lapisan tipis antara crystal dengan housing akan bergetar. Getaran dari crystal tersebut akan menghasilkan sinyal berupa tegangan yang nantinya akan diteruskan keprosesor.Jadi USG menampilkan citra dari suara yang ditangkap.Jadi mungkin untuk saat ini hasil dari USG belum termasuk dalam karya fotografi. Berbeda dengan Scanner dan kamera lubang jarum yang masih “melukis dengan cahaya”.

Cara Kerja alat Ultrasonografi

            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 echo sesuai dengan jaringan yang dulaluinya.

Pantulan echo 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. Dengan demikian bila transducer digerakkan seolah0olah kita melakukan irisan-irisan pada bagian tubuh yang dinginkan, dan gambaran irisan-irisan tersebut akan dapat dilihat pada layar monitor.

Masing-masing jaringan tubuh mempunyai impedance accoustic tertentu. Dalam jaringan yang heterogen akan ditimbulkan bermacam-macam echo, jaringan tersebut dikatakan echogenic. Sedang jaringan yang homogen hanya sedikit atau sama sekali tidak ada echo, disebut anecho atau echofree . Suatu rongga berisi cairan bersifat anechoic, misalnya : kista, asites, pembuluh darah besar, pericardial dan pleural efusion.

 Display Mode’s

Echo dalam jaringan dapat diperlihatkan dalam bentuk :

1. A- mode L  : Dalam sistem ini, gambar yang berupa defleksi vertikal pada osiloskop. Besar amplitudo setiap defleksi sesuai dengan energy eko yang diterima transducer.

2. B- mode      : Pada layar monitor (screen) eko nampak sebagai suatu titik dan garis terang dan gelapnya bergantung pada intensitas eko yang dipantulkan dengan sistem ini maka diperoleh gambaran dalam dua dimensi berupa penampang irisan tubuh, cara ini disebut B Scan.

3. M- mode     : Alat ini biasanya digunakan untuk memeriksa jantung. Tranducer tidak digerakkan. Disini jarak antara transducer dengan organ yang memantulkan eko selalu berubah, misalnya jantung dan katubnya.

 Penyulit

Suatu penyulit yang umum pada pemeriksaan USG disebabkan karena USG tidak mampu menembus bagian tertentu badan. Tujuh puluh persen 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.

Persiapan pasien

Sebenarnya tidak diperlukan persiapan khusus. Walaupun demikian pada penderita obstivasi, sebaiknya semalam sebelumnya diberikan laksansia. Untuk pemeriksaan alat-alat rongga di perut bagian atas, sebaiknya dilakukan dalam keadaan puasa dan pagi hari dilarang makan dan minum yang dapat menimbulkan gas dalam perut karena akan mengaburkan gambar organ yang diperiksa. Untuk pemeriksaan kandung empedu dianjurkan puasa sekurang-kurangnya 6 jam sebelum pemeriksaan, agar diperoleh dilatasi pasif yang maksimal. Untuk pemeriksaan kebidanan dan daerah pelvis, buli-buli harus penuh.

Pemakaian Klinis

USG digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis dalam berbagai kelainan organ tubuh.

USG digunakan antara lain :

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

2.      membedakan kista dengan massa yang solid.

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

4.      Pengukuran dan penetuan volum. Pengukuran aneurisma arterial, fetalsefalometri, menentukan kedalaman dan letak suatu massa untuk bioksi. Menentukan volum massa ataupun organ tubuh tertentu (misalnya buli-buli, ginjal, kandung empedu, ovarium, uterus, dan lain-lain).

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

6.      Menentukan perencanaan dalam suatu radioterapi. Berdasarkan besar tumor dan posisinya, dosis radioterapi dapat dihitung dengan cepat. Selain itu setelah radioterapi, besar dan posisi tumor dapat pula diikuti.

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.

 Pengolahan 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 menghasilkan 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, kira-kira, 275 poundsterling (kurang lebih 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.”

Electromedical Engineering

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 atenuansi intensitas  sinar-X saat  melawati 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  pengantian 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.

Kemudian diilhami dari prinsip sonar yang digunakan untuk  mendeteksi kehadiran  kapal selam pada perang kedua, gelombang  akustik dengan frequency diatas  kemampuan manusia dapat  mendengar, yang dikenal dengan ultrasonik, pada tahun  1960  mulai dikembangkan untuk keperluan MI, yang sekarang dikenal   ultrasonography (USG). 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 sudah mulai dikenal.

Kemudian dimulai dari pemahaman akan adanya satu interaksi inti  atom dengan  medan magnet di sekitar tahun 1940-an, kemudian  berkembang pemanfaatannya  untuk keperluan MI, karena pada  dasarnya tubuh manusia , 75% adalah molekul  air, dimana atom  hidrogen adalah salah satu komponen penyusun molekul air.   Karena tiap atom hidrogen secara alami berputar (spinning),  sehingga menghasilkan  momen magnet yang dapat dibayangkan  seperti batang magnet yang kecil. Tetapi  karena orientasi yang  acak, sehingga total dari momen magnet tersebut tidak   menghasilkan informasi yang dapat dimanfaatkan. Dalam medan  magnet yang  relative kuat, kira- kira lebih dari 20 ribu kali dari  kuat medan magnet bumi, momen  magnet tiap atom hidrogen  dapat dibuat sejajar dengan arah medan magnet yang  digunakan.  Untuk membuat suatu citra jaringan sel yang diinginkan, pulsa  dalam  radio frequency (RF) ditrasmisikan dari antena khusus,  untuk memaksa orientasi  momen magnet yang telah sejajar  berubah dari posisi awal. Kemudian setelah  pengaruh pulsa (RF)  hilang, orientasi momen magnet dari atom hidrogen  berbondong-  bondong kembali ke posisi awal (sejajar dengan medan magnet),   sambil meng-emisi-kan sinyal radio yang lemah pada frequency  tertentu. Kemudian  dengan coil, sinyal radio itu dideteksi dan  dianalisa serta diolah dengan komputer  digital untuk menghasilkan  suatu citra. Teknik ini adalah prinsip yang digunakan  pada  Magnetic Resonance Imaging (MRI). Sekitar tahun 1980-an  prototipe  pertama MRI yang dicoba untuk manusia mulai  dilaporkan.

Dalam 100 tahun lebih perkembangan teknologi MI, boleh  dikatakan setiap produk  teknologi terbaru selalu berusaha di  adaptasi dalam perangkat MI, dengan tujuan  membantu proses  diaganosis yang makin akurat dan juga mengurangi efek samping   bagi pasien serta ketidaknyamanan pasien selama proses imaging  dilakukan.  Dengan hadirnya sistem digital, baik dari penyimpanan  citra maupun pengolahannya  serta jaringan komputer  berkecepatan tinggi, proses diagnosis berdasarkan  gabungan citra  yang dihasilkan dari berbagai perangkat MI (multi modality  imaging),  menjadi satu teknik baru untuk meningkatkan keakuratan  diagnosis.

Di akhir abad 20, perangkat MI mulai digunakan untuk menuntun  proses therapi  dan juga pada pembedahan dengan meminimalkan  luka (minimum invasive surgery).  Contoh kasus dalam therapi  tumor pada liver, dengan CT-scan atau MRI, lokasi  dari sel tumor  dalam diidentifikasi dengan akurasi yang tinggi. Dengan satu teknik   pengolahan citra, visualisasi dari tumor liver secara 3-dimensi  dimungkingkan,  sehingga membantu ahli medis untuk  merencanakan therapi dengan lebih baik.

Salah satu teknik yang kini dikembangkan untuk mematikan  pertumbuhan sel tumor  adalah memanaskan sel tumor tersebut  diatas 43 derajat celcius dalam beberapa  menit. Sinar laser adalah  salah satu sumber panas yang dapat digunakan, dimana  serat optik  digunakan untuk mengalirkan energi langsung ke sel tumor. Untuk   meletakkan serat optik dengan perangkat pendukungnya tepat  pada sel tumor  dengan meminimalkan luka pada organ yang sehat,  saat ini citra dari perangkat MI  memungkinkan digunakan. Untuk  menjamin hanya sel tumor yang dimatikan dengan  meminimalkan  efek samping pada sel yang sehat, distribusi temperatur secara 3   dimensi perlu untuk dilakukan. Untuk keperluan tersebut, MRI juga  dimungkinkan  digunakan dengan beberapa modifikasi pada  pemrosesan citra. Untuk evaluasi hasil  therapi, sekali lagi citra dari  MRI dapat digunakan untuk memprediksi volume dari  sel tumor  yang berhasil dimatikan.

Sebagai penutup, perkembangan perangkat MI dan pemanfaatan  untuk mendukung  proses diagnosis, penuntun therapi dan minimaly  invasive surgery akan terus  berlanjut. Dari pengalaman penulis  sebagai peneliti dalam riset medical engineering  di TU-Delft  Belanda, dengan perangkat MI yang tersedia dimungkinkan   pengembangan prosedur terapi atau metode diagnosis sehingga  yang lebih baik  dapat ditemukan.

Di sini ide dan problem yang dihadapi oleh ahli medik harus dapat  ditangkap dan  diformulasikan menjadi problem engineering oleh  insinyur untuk dicari solusinya.  Untuk keperluan tersebut,  diperlukan satu bidang keahlihan khusus yang  menjebatani  problem klinik dan problem engineering yang terkait. Satu  tantangan  tersendiri bagi pendidikan tinggi di Indonesia untuk  menyiapkan pakar yang mampu  menjawab masalah alih teknologi  di bidang MI khususnya dan medical engineering  pada umumnya,  dengan tujuan akhir meningkatkan pelayanan kesehatan   masyarakat dengan memaksimalkan manfaat dan meminimalkan  investasi yang  diperlukan.

Bagaimana Ultrasound Bekerja

Ada banyak alasan untuk mendapatkan ultrasound. Perhaps you're pregnant, and your obstetrician wants you to have an ultrasound to check on the developing baby or determine the due date. Mungkin Anda sedang hamil, dan dokter ingin Anda untuk memiliki ultrasound untuk memeriksa pada bayi yang sedang berkembang atau menentukan tanggal jatuh tempo.
Maybe you're having problems with blood circulation in a limb or your heart , and your doctor has requested a Doppler ultrasound to look at the blood flow. Mungkin Anda mengalami masalah dengan darah sirkulasi di dahan atau jantung, dan dokter telah meminta Doppler ultrasound melihat darah mengalir. Ultrasound has been a popular medical imaging technique for many years. Ultrasound telah menjadi populer teknik imaging medis selama bertahun-tahun.
Ultrasound or ultrasonography is a medical imaging technique that uses high frequency sound waves and their echoes. Ultrasound atau ultrasonography imaging medis adalah teknik yang menggunakan frekuensi tinggi gelombang suara dan Echoes. The technique is similar to the echolocation used by bats, whales and dolphins, as well as SONAR used by submarines . Teknik yang mirip dengan yang digunakan oleh echolocation kelelawar, ikan paus dan lumba-lumba, serta sonar yang digunakan oleh submarines.

Penggunaan utama dari Ultrasound

Ultrasound has been used in a variety of clinical settings, including obstetrics and gynecology, cardiology and cancer detection. Ultrasound telah digunakan dalam berbagai pengaturan klinis, termasuk kebidanan dan ginekologi, penyakit jantung dan kanker deteksi. The main advantage of ultrasound is that certain structures can be observed without using radiation . Keuntungan utama adalah ultrasound struktur tertentu yang dapat diamati tanpa menggunakan radiasi. Ultrasound can also be done much faster than X-rays or other radiographic techniques. Ultrasound dapat juga dilakukan lebih cepat daripada X-rays radiographic atau teknik lainnya. Here is a short list of some uses for ultrasound: Berikut adalah beberapa daftar singkat untuk menggunakan ultrasound:

• Obstetrics and Gynecology Kebidanan dan Kandungan
• measuring the size of the fetus to determine the due date mengukur besarnya janin untuk menentukan tanggal jatuh tempo
• determining the position of the fetus to see if it is in the normal head down position or breech penentuan posisi janin yang melihat jika berada di bawah posisi normal atau kepala bagian belakang
• checking the position of the placenta to see if it is improperly developing over the opening to the uterus (cervix) memeriksa posisi yang tembuni untuk melihat apakah ia adalah melalui pengembangan sistem membuka ke rahim (cervix)
• seeing the number of fetuses in the uterus melihat jumlah fetuses dalam kandungan
• checking the sex of the baby (if the genital area can be clearly seen) memeriksa jenis kelamin dari bayi (jika area genital dapat dilihat dengan jelas)
• checking the fetus's growth rate by making many measurements over time memeriksa janin dari tingkat pertumbuhan dengan melakukan pengukuran lebih banyak waktu
• detecting ectopic pregnancy, the life-threatening situation in which the baby is implanted in the mother's Fallopian tubes instead of in the uterus mendeteksi ectopic kehamilan, yang hidup dalam situasi yang mengancam bayi berpancangan di saluran telur ke kandungan rahim ibunya, bukan dalam kandungan
• determining whether there is an appropriate amount of amniotic fluid cushioning the baby menentukan apakah ada yang sesuai jumlah amniotic fluid cushioning bayi
• monitoring the baby during specialized procedures - ultrasound has been helpful in seeing and avoiding the baby during amniocentesis (sampling of the amniotic fluid with a needle for genetic testing). pemantauan bayi selama prosedur khusus - ultrasound telah membantu dalam melihat dan menghindarkan bayi selama amniocentesis (sampel dari amniotic fluid dengan jarum untuk genetis). Years ago, doctors use to perform this procedure blindly; however, with accompanying use of ultrasound, the risks of this procedure have dropped dramatically. Tahun lalu, dokter ini digunakan untuk melakukan prosedur-ambing, namun dengan penggunaan dengan ultrasound, risiko dari prosedur ini telah menurun drastis.
• seeing tumors of the ovary and breast Tumors melihat dari indung telur dan payudara
• Cardiology Kardiologi
• seeing the inside of the heart to identify abnormal structures or functions melihat bagian dalam hati untuk mengidentifikasi abnormal fungsi atau struktur
• measuring blood flow through the heart and major blood vessels pengukuran aliran darah melalui jantung dan darah utama kapal
• Urology Urology
• measuring blood flow through the kidney pengukuran aliran darah melalui ginjal
• seeing kidney stones melihat batu ginjal
• detecting prostate cancer early mendeteksi dini kanker prostata

In addition to these areas, there is a growing use for ultrasound as a rapid imaging tool for diagnosis in emergency rooms. Selain daerah-daerah tersebut, ada yang berkembang untuk menggunakan ultrasound imaging cepat sebagai alat untuk diagnosis di kamar darurat.

There have been many concerns about the safety of ultrasound. Ada banyak kekhawatiran tentang keselamatan ultrasound. Because ultrasound is energy, the question becomes "What is this energy doing to my tissues or my baby?" Karena ultrasound adalah energi, yang menjadi pertanyaan "Apa ini energi saya untuk melakukan atau tisyu bayi saya?" There have been some reports of low birthweight babies being born to mothers who had frequent ultrasound examinations during pregnancy. Ada beberapa laporan yang rendah birthweight bayi yang lahir ibu yang telah sering ultrasound selama pemeriksaan kehamilan. The two major possibilities with ultrasound are as follows: Dua kemungkinan besar dengan ultrasound adalah sebagai berikut:

• development of heat -- tissues or water absorb the ultrasound energy which increases their temperature locally pengembangan panas - tisyu atau air yang menyerap energi ultrasound yang mereka meningkatkan suhu lokal
• formation of bubbles (cavitation) -- when dissolved gases come out of solution due to local heat caused by ultrasound pembentukan gelembung (cavitation) - larut gas ketika keluar dari solusi lokal karena panas yang disebabkan oleh ultrasound

However, there have been no substantiated ill-effects of ultrasound documented in studies in either humans or animals. Namun, tidak ada sakit-substantiated efek ultrasound didokumentasikan di dalam studi baik manusia atau hewan. This being said, ultrasound should still be used only when necessary (ie better to be cautious). Ini sedang berkata, ultrasound masih harus digunakan hanya jika diperlukan (misalnya lebih baik untuk bertakwa).

Jenis berbeda Ultrasound

Photo courtesy Philips Research Foto courtesy Philips Penelitian
3-D ultrasound images 3-D ultrasound gambar

The ultrasound that we have described so far presents a two-dimensional image, or "slice," of a three-dimensional object (fetus, organ). The ultrasound yang telah kami jelaskan sejauh ini menyajikan sebuah gambar dua dimensi, atau "slice", dari tiga dimensi obyek (janin, organ). Two other types of ultrasound are currently in use, 3-D ultrasound imaging and Doppler ultrasound . Dua jenis ultrasound sedang digunakan, 3-D ultrasound imaging dan Doppler ultrasound.
In the past several years, ultrasound machines capable of three-dimensional imaging have been developed. Dalam beberapa tahun terakhir, mampu mesin ultrasound tiga dimensi imaging telah dikembangkan. In these machines, several two-dimensional images are acquired by moving the probes across the body surface or rotating inserted probes. Dalam mesin ini, beberapa gambar dua dimensi yang diperoleh dengan menggerakkan probes di seluruh permukaan tubuh atau memutar probes terpasang. The two-dimensional scans are then combined by specialized computer software to form 3-D images. Dua dimensi scan kemudian digabungkan oleh perangkat lunak komputer khusus untuk membentuk gambar 3-D.
3-D imaging allows you to get a better look at the organ being examined and is best used for: 3-D imaging memungkinkan Anda untuk mendapatkan lebih baik melihat pada organ yang diperiksa dan terbaik digunakan untuk:

• Early detection of cancerous and benign tumors Deteksi dini kanker yang subur dan Tumors
• examining the prostate gland for early detection of tumors memeriksa yang kelenjar prostata untuk deteksi dini dari Tumors
• looking for masses in the colon and rectum mencari massa di usus besar dan dubur
• detecting breast lesions for possible biopsies payudara luka untuk mendeteksi kemungkinan biopsies
• Visualizing a fetus to assess its development, especially for observing abnormal development of the face and limbs Visualizing sebuah janin untuk menilai perkembangannya, khususnya mengamati perkembangan abnormal wajah dan limbah
• Visualizing blood flow in various organs or a fetus Visualizing aliran darah di berbagai organ atau janin

Doppler ultrasound is based upon the Doppler Effect . Doppler ultrasound didasarkan atas Efek Doppler. When the object reflecting the ultrasound waves is moving, it changes the frequency of the echoes, creating a higher frequency if it is moving toward the probe and a lower frequency if it is moving away from the probe. Bila objek yang mencerminkan ultrasound gelombang bergerak, maka perubahan frekuensi yang Echoes, menciptakan frekuensi yang lebih tinggi jika bergerak ke arah satelit dan frekuensi yang lebih rendah jika bergerak jauh dari satelit. How much the frequency is changed depends upon how fast the object is moving. Berapa frekuensi akan berubah tergantung pada seberapa cepat objek bergerak. Doppler ultrasound measures the change in frequency of the echoes to calculate how fast an object is moving. Doppler ultrasound mengukur perubahan frekuensi dari Echoes untuk menghitung seberapa cepat obyek bergerak. Doppler ultrasound has been used mostly to measure the rate of blood flow through the heart and major arteries. Doppler ultrasound telah banyak digunakan untuk mengukur tingkat darah mengalir melalui hati dan besar arteries.

Masa Depan dari Ultrasound

As with other computer technology, ultrasound machines will most likely get faster and have more memory for storing data. Seperti halnya dengan teknologi komputer lainnya, ultrasound mesin kemungkinan besar akan mendapatkan lebih cepat dan memiliki lebih banyak memori untuk menyimpan data. Transducer probes may get smaller, and more insertable probes will be developed to get better images of internal organs. Transducer probes Mei mendapatkan lebih kecil, dan lebih insertable probes akan dikembangkan lebih baik untuk mendapatkan gambar organ dalam. Most likely, 3-D ultrasound will be more highly developed and become more popular. Kemungkinan besar, 3-D ultrasound akan lebih tinggi dan berkembang menjadi lebih populer. The entire ultrasound machine will probably get smaller, perhaps even hand-held for use in the field (eg paramedics, battlefield triage). Seluruh mesin ultrasound mungkin akan mendapatkan lebih kecil, bahkan tangan-diadakan untuk digunakan di lapangan (misalnya paramedis, triage medan perang). One exciting new area of research is the development of ultrasound imaging combined with heads-up/virtual reality-type displays that will allow a doctor to "see" inside you as he/she is performing a minimally invasive or non-invasive procedure such as amniocentesis or biopsy. Menarik baru satu daerah penelitian ini adalah pengembangan ultrasound imaging dengan heads-up/virtual menampilkan kenyataan-jenis yang akan memungkinkan dokter untuk "melihat" di dalam Anda seperti dia yang melakukan minimal serbuan atau invasi non-prosedur seperti amniocentesis atau biopsi.
For more information on ultrasound, see the Links section. Untuk informasi lebih lanjut tentang ultrasound, lihat Link seksi.

Apakah Ultrasound?

Photo courtesy Karim and Nancy Nice Foto courtesy Karim dan Nancy Nice
Ultrasound image of a growing fetus (approximately 12 weeks old) inside a mother's uterus. Ultrasound gambar janin yang berkembang (sekitar 12 minggu) di dalam kandungan ibu. This is a side view of the baby, showing (right to left) the head, neck, torso and legs. Ini adalah melihat dari sisi bayi, menampilkan (kanan ke kiri) kepala, leher, batang tubuh dan kaki.

In ultrasound, the following events happen: Dalam ultrasound, peristiwa terjadi sebagai berikut:

1. The ultrasound machine transmits high-frequency (1 to 5 megahertz) sound pulses into your body using a probe. Dengan mesin ultrasound transmit frekuensi tinggi (1-5 megahertz) pulses suara ke dalam tubuh dengan menggunakan satelit.
2. The sound waves travel into your body and hit a boundary between tissues (eg between fluid and soft tissue, soft tissue and bone). Suara ombak perjalanan ke dalam tubuh Anda dan tekan sebuah batas antara jaringan (misalnya antara cairan dan jaringan lunak, jaringan lunak dan tulang).
3. Some of the sound waves get reflected back to the probe, while some travel on further until they reach another boundary and get reflected. Beberapa suara ombak mendapatkan tercermin kembali ke satelit, sementara pada beberapa perjalanan selanjutnya hingga mencapai batas dan lain tercermin.
4. The reflected waves are picked up by the probe and relayed to the machine. Yang tercermin gelombang dijemput oleh satelit dan relayed ke komputer.
5. The machine calculates the distance from the probe to the tissue or organ (boundaries) using the speed of sound in tissue (5,005 ft/s or1,540 m/s) and the time of the each echo's return (usually on the order of millionths of a second). Mesin menghitung jarak dari satelit ke jaringan atau organ (batas) dengan kecepatan suara di jaringan (5005 ft / s or1, 540 m / s) dan waktu yang masing-masing dari echo kembali (biasanya di urutan millionths yang kedua).
6. The machine displays the distances and intensities of the echoes on the screen, forming a two dimensional image like the one shown below. Mesin menampilkan jarak dan intensitas dari Echoes di layar, membentuk gambar dua dimensi seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

In a typical ultrasound, millions of pulses and echoes are sent and received each second. Dalam khas ultrasound, dan jutaan pulses Echoes dikirim dan diterima setiap detik. The probe can be moved along the surface of the body and angled to obtain various views. Satelit yang dapat dipindahkan di permukaan tubuh dan untuk mendapatkan berbagai angled dilihat.

Referensi

—  Suprijanto, Penguasaan Teknologi “Medical Imaging”. IATF-ITB.2008

—  WordPress.com,Prinsip kerja sensor pizoelektrik pada alat ultrasonography.JULI 2007

—  Afriana Carlina – UNIKOM” http://afrianacarlina.blogspot.com/2008/04/usg-ultrasonography.html.APRIL 2008

—  www.eyetumour.com/.../large/ultrasonography.jpg

—  Sarwono Prawirohardjo. 2002.” Perdarahan Antepartum, Ultrasonografi dalam obstetri, Ilmu kebidanan”. Jakarta ; Yayasan Bina Pustaka Sarwono Prawirohardjo, FK-UI.