Fisika Kesehatan

1. Sejarah dan Perkembangan
Teknologi Ultrasonografi

2. Ultrasonografi medis (sonografi)
adalah sebuah teknik diagnostik
pencitraan menggunakan suara
ultra yang digunakan untuk
mencitrakan organ internal dan
otot, ukuran mereka, struktur, dan
patologi, membuat teknik ini
berguna untuk memeriksa organ.

3. Sejarah ultrasonografi

4. Kelelawar memiliki kemampuan ekolokasi sebagai
alat navigasinya
•Ekolokasi atau disebut
juga biosonar adalah navigasi suara (sonar) biologi
yang digunakan oleh beberapa jenis binatang , termasuk
kelelawar. Dengan menggunakan pantulan suara untuk
menentukan lokasi benda2 disekitarnya.
•Kelelawar rentang frekuensi suaranya melebihi 110 kHz,
hal itu jelas jauh melebihi batas pendengaran manusia.
•Ekolokasi kelelawar Pertama kali di pelajari oleh lazzaro
S
palanzani 1794.

6. Kelelawar : navigasi dengan gelombang
suara
• Kelelawar menggunakan gelombang suara frekwensi
tinggi yang tidak terdengar oleh pendengaran manusia
atau disebut ultrasound.
• Sifat suara memantul apabila mengenai obyek
• Dari pantulannya kelelawar dapat mendeteksi obyek yang
berada didepannya.
• Lumba lumba juga menggunakan navigasi ultrasound
• Kapal selam menggunakan teknik yang sama
yang disebut sonar.
• Dan kita menggunakan suara untuk melihat organ dalam
manusia....

7. Kelelawar: navigasi dengan ultrasound
• Jika kelelawar mendengar pantulan suara 0,01 detik
setelah mengeluarkan suara , berapa jarak objeknya ?
• Petunjuk 1: cepat rambat gelombang suara di udara
adalah 330 ms-1
• Petunjuk 2: Kecepatan suara = jarak / waktu
• Jawab : Jarak = kepatan suara x waktu
• Perhitungan :
jarak = 330 x 0.01 = 3.3 m
• Tetapi ini jarak gelombang suara beserta jarak
pantulannya , jadi jarak obyeknya adalah 1.65 m.

8. Gelombang suara memiliki kecepatan
yang berbeda pada berbagai media.

14. USG 1949

15. USG 1954
• Gambar ini menunjukkan
sistem dan operasi USG.
Pemeriksaan pada
abdomen dan hasilnya
dilihat pada layar
Gambar ini muncul di
majalah Life di bagian
medis pada tahun 1954.

16. USG 1960 ’s
• Pada tahun 1960, perangkat USG
diagnostik pertama untuk
memvisualisasikan gambar USG
dengan B-mode, yang akrab bagi
kita hari ini, diproduksi.
B scan image b/w

17. USG 1970 ‘s
B scan gray scale image
Pada tahun 1970-an, mulai dikembangkan transduser elektronik, yang secara signifikan
meningkatkan kualitas gambar

18. USG 1980 ‘s
• Transducer convex
• Real time scanner.
• Color doppler.
Penggunaan USG di Amerika
1976 : 35 % RS menggunakan USG
1982 : 97 % RS menggunakan USG
Dikarenakan tingkat kegunaan dan
keterjangkauan biaya USG semakin tinggi

19. USG 1990’s
• Kualitas gambar USG mengalami kemajuan yang sangat signifikan,
dikarenakan penggunaan jumlah crystal piezo elektrik yang semakin
rapat ( dari 64 channel menjadi 128 channel ).
• Perubahan pengolah data analog menjadi digital.
• Pengolah data USG menjadi computer based. (1995 )
• 3D / 4D mulai berkembang di akhir 90’an
1985 1990 1995

20. USG 2000’s
Penggunaan teknologi komputer memungkinkan peralatan USG
menjadi semakin kompak namun dengan resolusi gambar yang semakin
baik

21. USG 2010 - sekarang
• Ketika ponsel pintar menjadi lebih populer di sekitar tahun 2010, Pabrikan
mulai memanfaatkan daya komputasi, portabilitas, dan popularitas ponsel
pintar dan memperkenalkan perangkat ultrasonik berbasis aplikasi.
• Sekarang USG lebih terjangkau dan mudah diakses.

23. Evolusi USG
• ultrasound modern generasi pertama
Ukuran sebesar Lemari es ukuran besar dan tebal pada 1980-an, dengan
keyboard besar dan monitor CRT besar
Terutama tersedia di rumah sakit di dalam ruang pemindaian khusus di mana
hanya profesional medis yang sangat terlatih yang memiliki akses ke sana.
Aplikasi klinis terbatas pada Kardiologi, Ginekologi dan kebidanan, Radiologi,
Bedah, dan Urologi.
• ultrasound modern generasi kedua.
Pengenalan komputer laptop membawa generasi kedua dari solusi ultrasound
portabel dan berbasis laptop.
Portabilitas membuat USG lebih mudah diakses .
Aplikasi diperluas ke anestesiologi, pengobatan darurat, dan aplikasi
muskuloskeletal.
• ultrasound modern generasi ke-3
Memanfaatkan daya komputasi, portabilitas, dan popularitas ponsel pintar dan
memperkenalkan perangkat ultrasonik berbasis aplikasi.

24. Perkembangan USG terkini
• USG B mode telah banyak digunakan untuk pencitraan diagnostik sejak
1970’an.
teknologi
Dan selama 10 tahun terakhir telah terjadi peningkatan
yang signifikan dalam peralatan, serta pengembangan
teknologi baru yang memungkinkan USG untuk menjadi lebih banyak
diadopsi oleh banyak praktisi medis.
• Peralatan USG menjadi lebih kecil secara fisik, menghasilkan lebih
sedikit panas dan menjadi lebih efisien daya.
• Peningkatan besar dalam kualitas gambar, telah mendorong USG
banyak dilakukan di ruang gawat darurat, dan praktik kebidanan.
• Karena reformasi penggunaan
layanan kesehatan terus mendukung
USG yang lebih hemat biaya, diperkirakan akan bertahan hingga
ultrasound digunakan di setiap praktek dokter.

25. • meskipun banyak dokter intervensi masih mengandalkan CT dan MRI
untuk prosedur paru-paru, sudah umum bagi intervensionis untuk
menggunakan ultrasonografi sebagai ganti CT untuk biopsi dan ablasi.
• Ultrasonografi volumetrik juga terus membaik. Ultrasound sebelumnya
hanya mampu menangkap satu pesawat pencitraan, tetapi hari ini dapat
memperoleh volume. "Transduser yang memungkinkan untuk
memperoleh volume jaringan real time dan memungkinkan kita untuk
mencitrakan dalam banyak bidang - misalnya, dimensi transversal dan
sagital - secara bersamaan.
• Salah satu teknologi tersebut adalah sonoelastography, suatu teknik
yang telah dikembangkan selama hampir dua dekade.
Sonoelastography menggunakan mesin yang sama yang melakukan
USG b-mode untuk mengukur elastisitas jaringan.
• Perkembangan terbaru lainnya adalah penggunaan media kontras
USG ( CEUS ).
• CEUS memberi lebih banyak kepekaan untuk mendeteksi
memungkinkan penggunaan ultrasonografi berkembang
tumor,
ke banyak
fungsi yang saat ini dilakukan oleh CT dan MRI.

26. Kelebihan Ultrasonografi:
•Pasien dapat diperiksa langsung tanpa persiapan dan memberi hasil
yang cepat.
•Bersifat non invasive sehingga dapat dilakukan pula pada anak-anak.
•Aman untuk pasien dan operator, karena tidak tergantung pada
radiasi ionisasi.
•Memberi informasi dengan batas struktur organ sehingga memberi
gambaran anatomis lebih besar dari informasi fungsi organ.
•Semua organ kecuali yang mengandung udara dapat ditentukan
bentuk, ukuran, posisi, dan ruang interpasial.
•Dapat membedakan jenis jaringan dengan melihat perbedaan
interaksi dengan gelombang suara.
•Dapat mendeteksi struktur yang bergerak seperti pulsasi fetal.

27. Kelemahan Ultrasonografi:
•Dapat ditahan oleh kertas tipis.
•Antara tranducer (probe) dengan kulit tidak dapat
kontak dengan baik (interface) sehingga bias
terjadi artefak sehingga perlu diberi jelly sebagai
penghantar ultrasound.
•Bila ada celah dan ada udara, gelombang suara
akan dihamburkan.

28. Mode display USG
Amode (amplitudo modulation )
•Tampilan berupa grafik amplitudo dari beberapa ketinggian ,
gambarannya terdiri dari axis x dan y dimana X menunjukkan
kedalaman / jarak dan Y mempresentasikan amplitudo .

29. B mode ( brightness mode )
•Merupakan tampilan gambar 2 dimensi dan bentuk paling
umum dalam pemeriksaan ultrasonografi. Gambaran B mode
didasarkan pada gambaran terang gelap yang berupa titik titik
hitam dan putih tergantung dari kuat atau lemahnya pantulan
gelombang suara yang kembali.

30. Ultrasound imaging: development of a pregnancy
8 weeks gestation (out of week pregnancy)
18 weeks
weeks

31. Ultrasound imaging: foetus feet
This is a 2D ultrasound scan
through the foot of a foetus. You can
see some of the bones of the foot.
We can process the image in a
computer to find the outline of the foot.
This is called surface rendering. Here,
the foot has been surface rendered

32. Ultrasound imaging: more surface rendering

36. Ultrasound safety

37. Efek ultrasonografi
• Efek panas
Penelitian menunjukkan adanya peningkatan suhu
khususnya pada bagian yang lebih dekat dengan
transducer selama scanning , efek ini tidak signifikan
akan tetapi harus diwaspadai.
• Efek mekanis
Disebabkan adanya tekanan terhadap jaringan lunak dan
tergantung dari amplitudo gelombang suara.

38. Ultrasound: safety
• Gelombang suara merupakan energi dan
diserap organ dan menyebabkan panas.
• USG medis sudah digunakan lebih dari
50 tahun dan dinyatakan aman
• 4D memancarkan energi gelombang
suara yang lebih tinggi , namun masih
dinyatakan aman.

39. Terima kasih