Intensifying Screen (IS)

 Instensifying Screen (IS)

Pengertian

adalah sebuah lapisan/tabir yang apabila terkena sinar-x akan mengalami pendaran cahaya. Pendaran cahaya dimanfaatkan untuk pembentukan bayangan pada film yang berada dalam kaset sinar-x.

• Setelah sinar-x menembus pasien, maka akan menembus kaset yang didalamnya terdapat IS.
• Saat IS terkena sinar-x maka akan berpendar.
• Pendaran ini akan mengenai film yang berada dalam kaset, sehingga terbentuk bayangan pada film.
• 95 % bayangan terjadi oleh cahaya tampak, dan 5 % bayangan terjadi oleh sinar-x.
• Penggunaan IS dapat mengurangi FE -> mengurangi dosis pasien.

Fungsi IS :

• mengubah foton sinar-X menjadi foton cahaya tampak.
• IS lebih sensitif terhadap cahaya tampak.
• untuk mendapatkan densitas yang sama sinar-x yang dibutuhkan lebih kecil pada kaset yang menggunakan IS dibanding yang tidak.

Cara kerja IS :

• Didasari oleh proses luminisensi, yaitu peristiwa keluarnya cahaya oleh suatu bahan tertentu yang disebabkan atom bahan tersebut mengalami eksitasi.
• Prosesnya : sejumlah energi dapat menyebabkan e- dari atom tereksitasi dan lompat dari orbit luar ke orbit dalam, E>Energi ikat elektron kulit terluar.
• Saat orbit berhenti, maka elektron kembali sambil memancarkan energi berupa foton cahaya tampak.

Luminisensi -> Peristiwa  terjadinya pancaran cahaya dari suatu bahan apabila bahan tersebut terkena radiasi. sering terjadi pada bahan garam fosfor. garam fosfor berfungsi untuk memancarkan sinar yang dapat dilihat mata dengan cara menyerap energi radiasi gelombang EM ataupun sinar elektro.

• Fluorosensi, yaitu pendaran cahaya yang dihasilkan dari penyerapan energi radiasi yang mempunyai λ lebih pendek.
• Pendaran cahaya akan berhenti setelah 10^-8 detik.
• Pendaran berhenti, saat energi dihentikan.
• Penting untuk pembentukan bayangan (image) 
• Dapat diprediksikan densitasnya.
• Merupakan pendaran yang dipakai pada IS.
• Fosforisensi, yaitu pendaran yang dihasilkan dari penyerapan energi radiasi yang mempunyai λ lebih panjang. 
• Pendarannya akan berhenti selama beberapa saat, lebih lama dari fluorosensi dan berlangsung beberapa saat setelah E berhenti (afterglow) dan dimanfaatkan pada fluoroskopi.
• Densitas tidak bisa diprediksi
• Tidak cocok untuk IS

        1. Lapisan pelindung, terbuat dari bahan plastik yang transparan, tebal 5-10 mikrometer, anti air,             terbuat dari selulosa asetat, berfungsi untuk melindungi bahan fosfor dari kerusakan fisik.

        2. Lapisan fosfor, terbuat dari bahan yang memiliki sifat fluorosensi. contoh bahan yang sering             digunakan CaWO4, dan rare earth screen, ketebalan 100-300 mikrometer, pada lapisan fosfor                     terdapat binder pigment yang terbuat dari bahan selulosa asetat, nylon, atau polyurethane.

           Fungsi binder pigment :

• perekat materi fosfor
• mereduksi pantulan internal
• meningkatkan ketajaman
• mengurangi kecepatan

        3. Lapisan penyearah, terbuat dari titanium dioksida atau magnesium oksida, tebal 15 mikro                  meter. fungsi :

• menambah kecepatan screen
• perekat
• mengarahkan sinar
• menyerap cahaya tidak berguna
 Sering dikenal juga dengan istilah absorptive layer


4. Base, lapisan ini merupakan dasar screen, terbuat dari karton atau polyester, terdapat anti curl (anti lengkung), tembus sinar x licin tidak mempengaruhi sifat bahan fosfor, tebal 200-500 mikrometer.

Jenis-jenis fosfor :

• Fosfor murni : bahan yang memancarkan sendiri cahaya setelah menyerap energi radiasi. contoh : CaWO4 : kalsium tungstate/kalsium wolframat memancarkan sinar violet sampai dengan kuning kehijauan (350-570 nm). yang paling banyak adalah warna violet biru (420 nm). MgWO4 : kurang banyak digunakan.
• Fosfor yang diaktifkan : bahan yang memancarkan cahaya dengan cara ditambah bahan pengaktif. contoh : ZnS : Ag Zinc Argentum sulfide dengan pengaktif perak memancarkan sinar blue violet sampai green (390-550 nm). ada after glow sehingga tidka cocok untuk IS.
• ZnS, dengan gel 300-55 (hijau) ada afterglow tidak cocok untuk IS
• Zn Cd S, dengan gel 480-640 nm. memancarkan warna hijau hingga kuning. cocok untuk fluoroskopi.
• Fosfor rare earth, fosfor ini dikembangkan dari elemen-emelen yang diperoleh dan sangat jarang, yaitu elemen yang memiliki nomor atom 57 (lanthanum) - 71 (lutecium). fosfor dari  unsur ini hampir semua harus menggunakan pengaktif agar dapat memancarkan cahaya. fosfor ini memiliki 2 sifat yang penting yakni :
• Penyerapan sinar-x yang lebih efisien (QDE lebih efisien). 
• Konversi foton sinar-x menjadi foton cahaya lebih efisien.
• Fosfor rare earth memiliki QDE lebih baik dari pada kalsium tunstate. artinya fosfor rare earth menyerap sinar-x yang lebih baik dari pada kalsium tungstate.
• Efiesiensi konversi adalah kemampuan mengkonversi/mengubah energi sinar-x menjadi cahaya tampak. jika hanya dnegan sedikit sinar-x dapat terkonvers menjadi cahaya tampak yang terang/kuat maka dikatakan bahwa efisiensi konversi bahan tersebut besar. denga ncahaya yang lebih terang,jumlah sinar-x yang diperlukan lebih sedikit untuk mendapatkan penghitaman yang sama.

Syarat fosfor untuk IS :

• QDE besar
• efisiensi konversi besar
• cahaya yang dipancarkan sesuai dengan film
• tidak ada after glow
• kristal bisa dibentuk seragam dan dapat dilapiskan secara merata.

Keuntungan penggunaan IS :

• mengurangi dosis radiasi karena sinar-x yang digunakan sedikit
• pesawat relatif awet karena beban sedikit
• waktu penyinaran sesingkat mungkin
• menghasilkan kontras radiograf yang lebih baik.

Bahan pengaktif berfungsi untuk :

• memperoleh variasi efisiensi luminisensi
• memperoleh variasi warna pancaran
• untuk memperoleh variasi after glow (dalam radiografi after glow sesingkat mungkin)

Karakteristik Screen

1. Resolusi

    Kemampuan screen untuk dapat memvisualisasikan obyek yang sekecil-kecilnya. dipengaruhi oleh :

• ukuran kristal
• ketebalan fosfor
• konsentrasi fosfor
• butiran fosfor seukuran dengan kristal AgBr
• distribusi butiran fosfor
• butiran kecil dan lapisan yang tipis meningkatkan resolusi tapi menurunkan speed
• butiran fosfor besar, speed tinggi tapi resolusi jelek
• konsentrasi yang tinggi, meningkatkan resolusi dan speed
• ukuran butiran fosfor lebih besar daripada butiran AgBr.
•   Ketajaman akan meningkat bila : lapisan fosfor tipis, lapisan pelindung tipis, ukuran kristal halus dan adanya binder pigment.
•  Ketajaman akan menurun bila : sebaliknya ditambah dengan kontak screen film tidak sempurna, adanya coss over effect (tanpa ada absorptive layer)

Kontak Film dan Screen

Kontak antara screen dan film yang kurang baik akan menurunkan resolusi.

kontak yang kurang baik dapat disebabkan oleh : benda asing pada permukaan screen dan kaset rusak.

NB : Jika menggunakan single screen : sebaiknya screen diletakkan di bagian belakang kaset, agar resolusi dapat lebih baik.

Quantum Mottle adalah kekaburan/noise pada radiograf yang disebabkan karena ketidakakuratan densitas yang disebabkan oleh ketidakcukupan foton yang mengenai screen. biasanya terjadi pada screen dengan kecepatan sangat tinggi, dengan nilai eksposi yang sangat singkat.

2. Speed

    Speed atau sensitivitas screen ditentukan oleh faktor-faktor yang sama dengan faktor yang menentukan resolusi. yakni :

• ukuran fosfor
• tebal lapisan fosfor
• konsentrasi / isian fosfor

    Bila ketiga faktor meningkta, kecepatan screen juga naik.

    Nilai kVp yang dipilih : akan menurunkan kecepatan screen

• semakin tinggi nilai kVp, efisiensi screen semakin besar
• semakin tinggi nilai kVp, kecepatan screen akan bertambah
• semakin tinggi suhu (diatas 38⁰ C) akan menurunkan kecepatan screen

Klasifikasi kecepatan screen 

Untuk membuat klasifikasi kecepatan screen digunakan :

• faktor intensifikasi 
• descriptive rating
• relative-speed number

IF (Intensifikasi faktor)

Merupakan alat ukur kecepatan screen paling akurat yakni dengan mengukur tingkat penguatan bayangan yang terjadi akibat kemampuan screen mengubah foton sinar-x menjadi cahaya tampak. hal ini berkaitan langsung dengan efisiensi konversi fosfor yang digunakan.

Faktor yang mempengaruhi IF adalah :

a. Faktor inheren : faktor dari IS itu sendiri dan dari pabrik

b. Faktor luar : tergantung kV dan tingkat densitas yang digunakan/diukur

Makin tinggi kV makin tinggi IF nya.

Bila densitas yang diukur (sebagai patokan) berubah maka nilai IF juga akan berubah.

Dalam praktik, IF jarang dirijuk oleh radiografer karena :

- IF hanya mempunyai arti bila digunakan pada satu film tertentu diperbandingkan dengan menggunkan atau tanpa screen. tidak digunakan untuk membandingkan film screen dengan film non screen.

- IF akan berubah jika kV berubah

- IF tidak konstan untuk semua nilai densitas

Descriptive rating, diklasifikasikan sbb :

Kecepatan IS :

• High speed
• kecepatan tinggi, tapi resolusi rendah aplikasi untuk general radiografi
• respon tinggi dalam mengubah sinar-x jadi cahaya tampak
• vol. butiran fosfor besar
• kontras tinggi, detail rendah
• Medium speed
• respon sedang
• butiran sedang
• kontras standar, detail standar
• Low speed
• kecepatan rendah, tapi resolusi tinggi, aplikasi pada ekstremitas.
• respon rendah
• butiran kecil
• kontras rendah, detail tinggi.

Single screen : kecepatan rendah tapi resolusi tinggi, aplikasi untuk : mammografi, soft tissue.

Kecepatan screen akan meningkat bila :

• fosfor memancarkan foton cahaya yang lebih besar
• ukuran kristal besar
• lapisan fosfor tebal
• terdapat lapisan refleksi 

Relative Speed

Adalah membandingkan kecepatan screen standard (medium speed) dengan kecepatan screen lain. 

Variasi Speed antara screen depan dan belakang

• Agar diperoleh densitas yang sama antara bagian depan dan belakang : kecepatan screen depan kebih rendah dari screen belakang :
• screen depan dibuat lebih tipis
• bagian depan terdapat binder pigment

3. Kontras dan Latitude

Kontras dan latitude pada IS adalah faktor yang kurang signifikan dalam radiograf karena fosfor memiliki efisiensi konversi yang linear kecuali pada K-shell edges.

Kontras dan latitude film : akan lebih nyata efeknya pada radiograf karena bentuk kurva karakteristik  yang non linear.

Penarikan kontras karena screen terjadi pada penggunaan anti crossover, namun efeknya sangat kecil (diabaikan).

Faktor Intensifikasi (FI)

FI = kV tanpa IS / kV dengan IS 

• nilainya selalu lebih dari 1
• kV tanpa screen selalu lebih tinggi
• yang mempengaruhi FI adalah jenis fosfor, volume fosfor, tebal tipis screen, dan kualitas radiasi.

Perawatan IS :

• jaga permukaan agar tidak tergores
• jangan memasukkkan film jika permukaan IS basah
• pastikan IS kering, sebelum dilekatkan pada safe
• catat tanggal pembersihan screen
• dibersihkan secara berkala, misal seminggu sekali.