APLIKASI KONSEP FISIKA DALAM USG (ULTRASONOGRAFI)

MAKALAH UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAHFisika Terapan yang dibina oleh Bapak Nasikhudin

Oleh :Kelompok 1Indana Zulfa M. / 110321419516Sherly Verlinda / 110321419506

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMJURUSAN FISIKASeptember 2013

APLIKASI KONSEP FISIKA DALAMUSG (ULTRASONOGRAFI)

A. PENDAHULUAN

Gelombang merupakan gejala alam atau gejala fisika yang dapat ditemui dalam kehidupan sehari - hari .Secara sederhana kita dapat mendefinisikan gelombang sebagai getaran yang merambat. Salah satu contoh bahwa gelombang ada disekitar kita adalah, ketika kita berbicara, ada suara atau bunyi yang kita keluarkan. Sebenarnya suara kita merupakan gelombang yang dirambatkan melalui udara. Tak hanya itu masih ada banyak contoh lain yang menyatakan bahwa gelombang itu ada .Gelombang memiliki banyak manfaat sehingga tak heran gelombangpun banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang kehidupan seperi : militer ,teknologi, kedokteran dan lain -lain. Dalam dunia kedokteran gelombang dimanfaatkan untuk banyak hal, salah satunya untuk mendeteksi penyakit di dalam tubuh manusia, yang dikenal dengan Ultrasonografi.Ultrasonografi merupakan pemeriksaan bagian dalam tubuh manusia dengan gelombang ultrasonic, yang dinamakan USG. Ultrasonografi merupakan aplikasi gelombang bunyi dalam bidang kedokteran. Pemeriksaan dengan menggunakan Ultrasonografi memanfaatkan sifat gelombang yaitu bisa dipantulkan . Sekalipun gelombang telah dimanfaatkan dalam dunia kedokteran khususnya dalam bidang diagnose, namun belum semua orang tahu tentang jenis gelombang apa yang digunakan, apa saja komponen komponen USG, dan prinsip dasar USG.Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mencoba menyajikan materi yang berkaitan dengan hal tersebut.

B. KONSEP FISIKA YANG MENDASARI

Gelombang adalah getaran yang merambat. Dalam hal ini, yang merambat adalah energi gelombangnya bukan zat medium perantaranya. a. Jenis-jenis GelombangBerikut ini merupakan jenis-jenis gelombang, antara lain : a) Menurut Arah GetarBerdasarkan arah getarnya, gelombang dibagi atas gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya, sehingga bentuk gelombangnya terdiri dari deretan bukit dan lembah gelombang yang silih berganti. Satu gelombang transversal terdiri dari satu lembah dan satu bukit. b) Menurut AmplitudoBerdasarkan amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi 2 yakni gelombang berjalan dan diam/ berdiri. Gelombang berjalan yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui gelombang, misalnya gelombang pada tali. Sedangkan gelombang diam/ berdiri yaitu gelombang yang amplitudonya berubah , misalnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.c) Menurut Medium PerantaraBerdasarkan medium perantaranya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium perantara. Contoh gelombang elektromagnetik : sinar gamma (), sinar X, sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio. Sedangkan gelombang mekanik memerlukan medium perambatan, misalnya gelombang bunyi.

b. Sifat GelombangGelombang mempunyai sifat antara lain : 1) Pemantulan (refleksi) GelombangPemantulan (refleksi) adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Suatu garis atau permukaan dalam medium dua atau tiga dimensi yang dilewati gelombang disebut muka gelombang. Muka gelombang ini merupakan tempat kedudukan titik-titik yang mengalami gangguan dengan fase yang sama, biasanya tegak lurus arah gelombang dan dapat mempunyai bentuk, misalnya muka gelombang melingkar dan muka gelombang lurus, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.

Muka gelombang melingkar dan gelombang datar.

Pada jarak yang sangat jauh dari suatu sumber dalam medium yang seragam, muka gelombang merupakan bagian-bagian kecil dari bola dengan jari-jari yang sangat besar, sehingga dapat dianggap sebagai bidang datar. Misalnya, muka gelombang sinar matahari, yang tiba di Bumi merupakan bidang datar.

Pematulan gelombang oleh bidang.

Pada peristiwa pemantulan, berlaku suatu hokum pemantulan yang berbunyi:a. sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terhadap bidang batas pemantul pada titik jatuh, semuanya berada dalam satu bidang,b. sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r).

2) Pembiasan (Refraksi Gelombang)Perubahan arah gelombang saat gelombang masuk ke medium baru yang mengakibatkan gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda disebut pembiasan. Pada pembiasan terjadi perubahan laju perambatan. Panjang gelombangnya bertambah atau berkurang sesuai dengan perubahan kelajuannya, tetapi tidak ada perubahan frekuensi.

Pembiasan gelombang.

3) Difraksi GelombangDifraksi merupakan peristiwa penyebaran atau pembelokan gelombang pada saat gelombang tersebut melintas melalui bukaan atau mengelilingi ujung penghalang. Besarnya difraksi bergantung pada ukuran penghalang dan panjang gelombang.

Difraksi gelombang,a. Pada celah lebar. b. Pada celah sempit.

4) Interferensi GelombangInteraksi antara dua gerakan gelombang atau lebih yang mempengaruhi suatu bagian medium yang sama sehingga gangguan sesaat pada gelombang paduan merupakan jumlah vektor gangguan-gangguan sesaat pada masing-masing gelombang merupakan penjelasan fenomena interferensi. Interferensi terjadi pada dua gelombang koheren, yaitu gelombang yang memiliki frekuensi dan beda fase sama. Pada gelombang tali, jika dua buah gelombang tali merambat berlawanan arah, saat bertemu keduanya melakukan interferensi. Setelah itu, masing-masing melanjutkan perjalanannya seperti semula tanpa terpengaruh sedikit pun dengan peristiwa interferensi yang baru dialaminya. Sifat khas ini hanya dimiliki oleh gelombang.

Interferensi gelombang tali.

Jika dua buah gelombang bergabung sedemikian rupa sehingga puncaknya tiba pada satu titik secara bersamaan, amplitudo gelombang hasil gabungannya lebih besar dari gelombang semula. Gabungan gelombang ini disebut saling menguatkan (konstruktif). Titik yang mengalami interferensi seperti ini disebut perut gelombang. Akan tetapi, jika puncak gelombang yang satu tiba pada suatu titik bersamaan dengan dasar gelombang lain, amplitudo gabungannya minimum (sama dengan nol). Interferensi seperti ini disebut interferensi saling melemahkan (destruktif).Interferensi pada gelombang air dapat diamati dengan menggunakan tangki riak dengan dua pembangkit gelombang lingkaran.

Interferensi Gelombang Air.

Berdasarkan gambar,S1dan S2merupakan sumber gelombang lingkaran yang berinterferensi. Garis tebal (tidak putus-putus) menunjukkan muka gelombang yang terdiri atas puncak-puncak gelombang, sedangkan garis putus-putus menunjukkan dasar-dasar gelombang.Perpotongan garis tebal dan garis putus-putus diberi tanda lingkaran kosong (O). Pada tangki riak, garis sepanjang titik perpotongan itu berwarna agak gelap, yang menunjukkan terjadinya interferensi yang saling melemahkan (destruktif). Di antara garis-garis agak gelap, terdapat pitapita yang sangat terang dan gelap secara bergantian. Pita sangat terang terjadi jika puncak dua gelombang bertemu (perpotongan garis tebal), dan pita sangat gelap terjadi jika dasar dua gelombang bertemu (perpotongan garis putus-putus). Titik-titik yang paling terang pada pita terang dan titik-titik yang paling gelap pada pita gelap merupakan titik-titik hasil interferensi saling menguatkan.5) Dispersi GelombangDispersi adalah peristiwa penguraian sinar cahaya yang merupakan campuran beberapa panjang gelombang menjadi komponen-komponennya karena pembiasan. Dispersi terjadi akibat perbedaan deviasi untuk setiap panjang gelombang, yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing-masing gelombang pada saat melewati medium pembias. Apabila sinar cahaya putih jatuh pada salah satu sisi prisma, cahaya putih tersebut akan terurai menjadi komponen-komponennya dan spektrum lengkap cahaya tampak akan terlihat.6) Polarisasi GelombangPolarisasi merupakan proses pembatasan getaran vektor yang membentuk suatugelombang transversalsehingga menjadi satu arah. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal saja dan tidak dapat terjadi padagelombang longitudinal. Suatu gelombang transversal mempunyai arah rambat yang tegak lurus dengan bidang rambatnya. Apabila suatu gelombang memiliki sifat bahwa gerak medium dalam bidang tegak lurus arah rambat pada suatu garis lurus, dikatakan bahwa gelombang ini terpolarisasi linear.

c. Gelombang BunyiGelombang bunyi merupakan gangguan mekanik yang dapat merambat melalui zat padat, cair atau gas, yang berjalan keluar dari sumber dengan kecepatan tertetntu. Hubungan dari frekuensi getaran f gelombang bunyi dengan panjang gelombang , dan kecepatan v pada gelombang bunyi adalah v = fManusia dapat mendengar bunyi dengan frekuensi berkisar 20 Hz sampai 20 kHz. Getaran dengan frekuensi di bawah 20 Hz disebut gelombang infrasonic, dan contoh hewan yang mampu mendengar frekuensi tersebut adalah anjing. Sedangkan gelombang ultrasonic memiliki frekuensi di atas frekuensi gelombang pendengaran manusia yakni di atas 20 kHz.Gelombang ultrasonic dapat menembus jaringan dan menyebar serta mengabsorbsinya sampai dalam. Dengan menggunakan tehnik khusus yang disebut ultrasound imaging, memungkinkan untuk menampakkan bentuk benda dari refleksi ultrasonic dan absorbsi. Gelombang ultrasonic ini dapat dihasilkan oleh getaran mekanik pada kwarsa yang diberi tegangan listrik bolak-balik dengan frekuensi ultrasonic. Gelombang ultrasonik ini dapat digunakan dalam bidang kesehatan, seperti diagnose area radiologi atau memeriksa bayi yang ada dalam kandungan.Intensitasdidefinisikan sebagai energi yang dipindahkan tiap satuan luas tiap satuan waktu. Karena energi tiap satuan waktu kita ketahui sebagai pengertiandaya, maka intensitas bisa dikatakan juga daya tiap satuan luas. Secara matematis :

Intensitas bunyi terendah yang umumnya didengar manusia memiliki nilai 10-12W/m2. Biasanya disebut sebagai intensitas ambang (I0). Jangkauan intensitas bunyi ini sangat lebar berkaitan dengan kuat bunyi, sehinggasecara tidak langsungkuat bunyi sebanding dengan intensitasnya. Hubungan antara kuat bunyi dan intensitas bunyi diberikan oleh Alexander Graham Bell dengan mendefiniskannya sebagai taraf intensitas bunyi.Taraf Intensitas Bunyiadalah logaritma perbandingan intensitas bunyi terhadap intensitas ambang. Secara matematis, taraf intensitas bunyi didefinisikan sebagai :

d. Efek PiezoelektrikPiezoelektrik berasal dari bahasa Yunani yaitu piezo yang artinya tekanan dan elektrik yang berarti listrik. Bahan piezoelektrik adalah suatu bahan yang apabila diberistress(tekanan) mekanik akan menghasilkan medan listrik sebaliknya apabila medan listrik diterapkan pada bahan piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik (perubahan dimensi bahan).

Efek Reversibel material piezoelektrikDi dalam sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrk negatif terpisah namun terdistribusi simetris sehingga kristal keseluruhan secara elektris bersifat netral. Ketika diterapkanstress(tekanan), maka distribusi muatan yang simetris akan terganggu sehingga muatan menjadi tidak simetris lagi, dan muatan yang tidak simetris inilah yang menimbulkan medan listrikSebaliknya, ketika medan listrik diterapkan pada material piezoelektrik akan terjadi deformasi mekanik yang menyebabkan material berubah dimensi (struktur kristalnya dari kubik menjadi tetragonal atau rhombohedral). Peristiwa ini dikarenakan pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi. Penyesuaian molekul inimengakibatkan material berubah dimensi.Sifat reversibel dari material piezoelektrik dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam aplikasi, antara lain sensor, aktuator, transduser dan peralatan elektronik lainnya.Pada transduser, bahan piezoelektrik mengubah sinyal listrik menjadi getaran mekanik dan mengubah kembali getaran mekanik menjadi energi listrik. material piezoelektrik diposisikan sebagai elemen aktif transduser. Elemen aktif adalah inti dari transduser yang mengubah energi listrik menjadi energi suara dan sebaliknya.

e. UltarasonografiUltrasonografi (USG) adalah pemeriksaan dalam bidang penunjang diagnostik yang memanfaatkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi yang tinggi dalam menghasilkan imajing, tanpa menggunakan radiasi, tidak menimbulkan rasa sakit (non traumatic), tidak menimbulkan efek samping. Selain itu ultrasonografi relatif murah, pemeriksaannya relatif cepat,dan persiapan pasien serta peralatannya relatif mudah.Gelombang suara ultrasound memiliki frekuensi lebih dari 20.000Hz, tapi yang dimanfaatkan dalam teknik ultrasonografi (kedokteran) hanya gelombang suara dengan frekuensi 1-10 MHz. Pada dasarnya sumber ultrasound mengirim bunyi yang teratur 1-5 MHz ke dalam tubuh. Waktu yang diperlukan untuk bunyi yang bergetar untuk dipantulkan memberi informasi jarak stuktur dan organ yang bermacam-macam di bagian yang disinari ultrasound.Dengan beberapa cara untuk membangkitkan ultrasound, yang terpenting untuk aplikasi medis melibatakan efek piezoelectric. Banyak kristal dapat memotong menjadi tegangan osilasi melewati kristal yang akan menghasilkan getaran yang serupa dengan kristal, jadi pembangkit gelombang bunyi.Perangkat yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik atau sebaliknya dikenal dengan Tranduser. Generator ultrasound sering mengarah ke tranduser. Berikut ini merupakan jenis- jenis USG antara lain: 1. USG 2 DimensiMenampilkan 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.

Ultrasonografi dalam bidang kesehatan bertujuanuntuk pemeriksaan organ-organ tubuh yang dapat diketahui bentuk, ukuran anatomis, gerakan, serta hubungannya dengan jaringan lain disekitarnya.Sifat dasar ultrasound : Sangat lambat bila melalui media yang bersifat gas, dan sangat cepat bila melalui media padat. Semakin padat suatu media maka semakin cepat kecepatan suaranya. Apabila melalui suatu media maka akan terjadi atenuasi.

C. PRINSIP KERJAPeralatan Yang Digunakan

1. Transducer

Transducer adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transducer terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transducer. 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. Gelombang suara dikeluarkan oleh transducer dengan panjang gelombang 2,5-14 kilohertz, panjang gelombang yang dikeluarkan bervariasi tergantung dari bentuk transducer. Hasil pemantulan gelombang suara tersebut kemudian akan diterima kembali oleh transducer dan diproses oleh mesin USG kemudian ditayangkan dalam monitor.Transduser Ultrasonik Transduser ultrasonik terbuat dari material piezoeletrik, yaitu terbuat dari materialquartz(SiO3) ataubarium titanat(BaTiO3) yang akan menghasilkan medan listrik pada saat material berubah bentuk atau dimensinya sebagai akibat gaya mekanik. Fenomena tersebut dikenal dengan efek piezoelektrik.Sensor pizoelektrik terdiri dan bagian seperti housing, clip-type spring, crystal, dan seismic mass. Prinsipnya yakni ketika frekuensi energi akustikyang dipantulkan diterapkan, akan clip-type spring yang terhubung dengan seismik mass akan menekan crystal, karena energi akustik tersebut dirtai oleh gaya luar sehingga crystal akan mengalami ekspansi dan kontraksi pada frekuensi tersebut. Ekspansi dan lontraksi tersebut mengakibatkan lapisan tipis antara crystal dengan housing akan bergetar. Getaran dan crystal tersebut akan menghasilkan sinyal berupa tegangan yang nantinya akan diteruskan ke prosesor. Bahan piezoelektrik yang digunakan pada transduser ultrasonik mengubah sinyal listrik menjadi getaran mekanik dan mengubah kembali getaran mekanik menjadi energi listrik. Elemen aktif adalah inti dari transduser yang mengubah energi listrik menjadi energi suara dan sebaliknya. Elemen aktif pada transduser ultrasonik biasanya adalah sebuah material terpolarisasi (yaitu beberapa bagian molekul bermuatan positif dan sebagian yang lain bermuatan negatif) dengan elektroda-elektroda yang menempel pada dua sisi yang berlawanan. Pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkandipoleyang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi. Penyesuaian molekul akan mengakibatkan material berubah dimensi. Fenomena tersebut dikenal denganelectrostriction.Komponen utama dalam sebuah transduser ultrasonik adalah elemen aktif,backingdanwear plate. Elemen aktifElemen aktif terbuat dari elemen piezo atauferroelectric, yang mengubah energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa menjadi energi ultrasonik. Kebanyakan material yang sering digunakan adalah keramik yang terpolarisasi, seperti materialquartz(SiO2) ataubarium titanate(BaTiO3) yang akan menghasilkan medan listrik material berubah dimensinya akibat gaya mekanik. Fenomena tersebut dinamakan efek piezoelektrik. BackingBackingbiasanya mempunyai penguatan yang tinggi, material yang mempunyai kerapatan yang sangat tinggi digunakan untuk mengontrol getaran dari transduser dengan menyerap radiasi energi dari bagian belakang elemen. Wear plateUntuk transduser tipe kontakwear plateberfungsi untuk melindungi bagian elemen aktif, serta sebagai medium yang kontak langsung dengan material yang akan diuji. Pengujian dengan menggunakan ultrasonik berdasarkan pada perubahan waktu deformasi atau getaran pada material, umumnya dikenal dengan akustik. Semua unsur materi tersusun atas atom-atom dapat diberi gaya oleh gerakan vibrasi pada posisi kesetimbangannya. Pada padatan, gelombang suara dapat merambat dalam empat prinsip mode yang berdasarkan bagaimana partikel berosilasi. Suara dapat merambat sebagai gelombang longitudinal dan gelombang transversal dan tentu hal ini berbeda dengan gelombang cahaya.Intensitas berarti mengukur kekuatan gelombang bunyi. Jika terdapat suatu bidang datar imajiner tegak lurus gelombang bunyi, maka daya (P) menyatakan laju besarnya energi gelombang yang melewati bidang.Intensitas didefinisikan sebagai besarnya daya persatuan luas penampang dinyatakan dalam satuan watt/m.Taraf ntensitas gelombang suara menurun dengan jarak dari sumber suara, yang terjadi pada semua fenomena gelombang. Penurunan ini adalah gabungan dari dua efek. Pertama adalah hukuminversekuadrat ataudivergensisferis dimana taraf intensitas turun 6 dB tiap dua kali jarak. Hal tersebut biasa untuk semua fenomena gelombang tanpa memperhatikan frekuensi. Kedua adalah efek yang menyebabkan taraf intensitas menurun adalah penyerapan gelombang oleh udara. Efek penyerapan berbeda dengan kelembaban dan kandungan debu pada udara dan yang paling penting, efek penyerapan tersebut bervariasi dengan frekuensi gelombang. Penyerapan pada frekuensi 20 kHz sekitar 0.02dB/30 cm. Pada frekuensi yang lebih rendah cocok untuk daerah jangkauan panjang. Tentunya, pemilihan frekuensi yang lebih rendah akan menghasilkan arah yang kurang. Peralatan USG kebanyakan sudah disesuaikan dengan organ yang akan diperiksa, sehingga gambaran yang dihasilkan lebih baik.

2.Monitor yang digunakan dalam USG (gambar termasuk mesin USG)

3. Mesin USGMesin USG merupakan bagian dari USG berfungsi mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang dan mengubah gelombang menjadi gambar. Mesin USG merupakan pusat pengolah data seperti central processor unit (CPU) pada komputer. Mesin USG sangat mempengaruhi hasil pencitraan USG. Semakin baik CPU yang dipakai pada mesin akan semakin baik dan cepat hasil yang ditayangkan di layar monitor USG.Mesin USG Doppler memanfaatkan efek Doppler, sebuah efek yang memantulkan gelombang suara untuk mengevaluasi darah yang bergerak melalui pembuluh darah. Dokter akan mengetahui apakah aliran darah normal sepanjang vena utama dan arteri dari kaki, lengan dan leher. Dokter juga dapet mendeteksi jika ada penyumbatan atau aliran darah mengalir ke arteri utama yang menyempit. Misalnya, jika penyumbatan atau penyempitan terdeteksi di leher, pasien bisa berisiko terkenastroke. Jika pembekuan darah ada di pembuluh darah kaki, pasien bisa berisiko terkenaDeep Vein Thrombosis(DVT).Ketika mesin ini bekerja, sebuahtransduser(alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya) yang berupa alat genggam, akan bersentuhan dengan sepanjang kulit di sepanjang pembuluh darah. Transduser mengirim dan menerima gelombang suara yang diperkuat melalui mikrofon. Gelombang suara akan dipantulkan dari satu bahan padat ke bahan padat lainnya di dalam tubuh, termasuksel-sel darah.Perubahan padapitchdari gelombang suara yang dipantulkan atau efek Doppler akan berlangsung melalui pergerakan sel darah. Pitch tidak akan berubah jika aliran darah tidak ada atau tidak cukup. Komputer lalu memproses gelombang suara yang dipantulkan dan menghasilkan gambar dan grafik yang akan menunjukkan aliran darah melalui pembuluh. Hasilnya akan disimpan untuk proses perbandingan dan evaluasi nantinya. Mesin USG merupakan bagian dari USG berfungsi mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang dan mengubah gelombang menjadi gambar. Mesin USG merupakan pusat pengolah data seperti central processor unit (CPU) pada komputer. Mesin USG sangat mempengaruhi hasil pencitraan USG. Semakin baik CPU yang dipakai pada mesin akan semakin baik dan cepat hasil yang ditayangkan di layar monitor USG. Kemajuan teknologi juga mempengaruhi perkembangan bentuk mesin USG. Awal penemuan mesin USG masih berbentuk sangat besar dan berat sehingga sulit untuk dipindah-dipindahkan, sekarang ukuran mesin USG sudah sangat kecil. Penggunaan radiologi untuk pemeriksaan toraks dibandingkan USG toraks lebih menguntungkan terutama untuk pasien-pasien gawat darurat.

Sonograph

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 per detik. 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 dengan 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.

Prinsip Dasar Pesawat USG : Generator pulsa (oscilator) berfungsi sebagai penghasil gelombang listrik, kemudian oleh transducer diubah menjadi gelombang suara yang diteruskan ke medium. Apabila gelombang suara mengenai jaringan yang memiliki nilai akustik impedansi, maka gelombang suara akan dipantulkan kembali sebagai echo. Di dalam media (jaringan) akan terjadi atenuasi, gema (echo) yang lebih jauh maka intensitasnya lebih lemah dibandingkan dari echo yg lebih superficial. Pantulan gema akan ditangkap oleh transducer dan diteruskan ke amplifier untuk diperkuat. Gelombang ini kemudian diteruskan ke tabung sinar katoda melalui recevier seterusnya ditampilkan sebagai gambar di layar monitor.D. SUMBER PUSTAKA

Skofronick, cameron.1978. Medical Physics. New York: A Wiley-interscience PublicationIrham. 2012. Fisika Terapan USG, (Online). http://irhamdoank.blogspot.com/2012/11/fisika-terapan-usg.html, diakses tanggal 9 September 2013.Maulana. 2012. Aplikasi Gelombang Ultrasonik, (Online). http://sisitiaroma.blogspot.com/2012/01/aplikasi-gelombang-ultrasonik-pada-usg.html, diakses tanggal 12 September2013.Maulana, Puri. 2013. Sifat Gelombang, Online). http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/sifat-sifat-gelombang-dan-contohnya-pemantulan-pembiasan-refraksi-difraksi-interferensi-dispersi-polarisasi.html, diakses tanggal 12 September 2013.2013. Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi, (Online). http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=105&Itemid=157, diakses tanggal 20 Oktober 2013.Indira. 2013. Material Piezoelektrik, (Online). http://edukasi.kompasiana.com/2013/04/27/material-piezoelektrik-555283.html, diakses tanggal 18 Oktober 2013.