Laporan Pratikum Peralatan Radiologi III - General X-Ray 3 Fasa Teknik Elektromedik

[GENERAL X-RAY 3 FASA]

KELOMPOK TEKMED ( Teknik Elektromedik )

Nama/NIM :

LAB. PERALATAN RADIOLOGI

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV

JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK

POLITEKNIK KEMENTERIAN KESEHATAN SURABAYA

2016

GENERAL X-RAY 3 FASA

Kata Pengantar

      Puji Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum yag berjudul General X-Ray 3 Fasa ini dengan baik dan tepat waktu. 

      Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui X-ray 3 Fasa secara umum dan mempelajari komponen apa saja yang menjadi penyusun General X-Ray 3 Fasa tersebut.

      Dengan selesainya laporan praktikum ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :

1. Dosen Mata kuliah Praktikum Peralatan Radiologi III, Bapak Tri Bowo Indrato.
2. Orangtua kami yang selalu mendoakan serta mendukung kelancaran pembuatan laporan ini.
3. Rekan-rekan sekelompok dan teman-teman lainnya yang sudah membantu menyusun dan memberi masukan penyusunan laporan ini.

Kami  menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari laporan ini, baik dari materi maupun teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.

                                                                                                Surabaya, 29 Maret 2016

Penulis,

Pendahuluan

      Radiologi adalah cabang atau spesialisasi kedokteran yang berhubungan dengan studi dan penerapan teknologi pencitraan seperti x-ray dan radiasi untuk mendiagnosa dan mengobati penyakit.

Ahli radiologi langsung sebuah array dari teknologi pencitraan (seperti USG, computed tomography (CT), kedokteran nuklir, tomografi emisi positron (PET) dan pencitraan resonansi magnetik (MRI)) untuk mendiagnosa atau mengobati penyakit. Radiologi intervensi adalah kinerja (biasanya minimal invasif) prosedur medis dengan bimbingan teknologi pencitraan. Akuisisi pencitraan medis biasanya dilakukan oleh ahli radiografi atau teknolog radiologis.

Tujuan

a.       Untuk mempelajari X-Ray 3 Fasa secara umum.

b.      Untuk mempelajari lebih dalam komponen-komponen penyusun General X-Ray 3 Fasa.

2.      Alat dan Bahan

a.      Alat

-    Obeng

-    Tang

-    Multimeter

b.      Bahan

-    Control table

-    HTT Tank

-    X-Ray tube unit

-    Patient table

3.      Analisis Kerja Rangkaian

Penjelasan Rangkaian General X-Ray 3 Phase :

Ketika main switch ditekan ke posisi ON kontaktor 1 aktif, kemudian tegangan PLN 3 phase masuk ke primer autotransformator melalui sambungan delta yang sebelumnya sudah melewati fuse pengaman. Besarnya tegangan yang masuk dapat diketahui pada Line Volt Meter. Tegangan yang masuk pada alat harus persis menunjukkan pada indikator yang ditentukan. Jika tegangan tidak sesuai dapat diatur dengan menggunakan Line Voltage Compensator yaitu dengan menambah atau mengurangi lilitan autotrafo. Lalu pada sekunder autotrafo terdapat pemilihan KV mayor & KV minor untuk memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda pada insert tube.

Selanjutnya output pemilihan KV Mayor terhubung dengan kontaktor 2 yang jika push button ekspose ditekan, kontaktor akan aktif dan menghubungkan tegangan ke HTT. Hal itu terjadi sesuai dengan pengaturan waktu pada timer. Output KV Mayor & KV Minor disambung ke input primer HTT dengan sambungan delta karena pada primer HTT memerlukan tegangan yang kecil dan arus yang besar.

Output sekunder HTT dihubungkan dengan diode sebagai penyearah gelombang dengan output +V1 terhubung ke PB pemilihan tabung dan anoda tabung I, II, atau III. Output –V1 & +V2 terhubung ke mA sebagai penunjuk arus tabung. Output –V2 terhubung ke common (0) sekunder trafo filament.

Input primer trafo filament ada 2 yang seperti saklar dihubungkan ke salah satu phase R, S, atau T; sedangkan input satunya dihubungkan ke common (0). Input dengan pengaturan seperti saklar itu digunakan untuk pemilihan small focus / large focus. Lalu untuk sekunder HTT terdapat 3 output-an yaitu tegangan untuk small focus, large focus, dan common (0). Output-output tadi terhubung ke 3 set kontaktor yang masing-masing untuk mengendalikan/mengatur sambungan tegangan ke katoda pemilihan tabung yaitu tabung I, II, atau III.

4.      Pembahasan

I.                   Sejarah

Sinar¬X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja menggunakan tabung Crookes di laboratoriumnya di Universitas Wurzburg. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Roentgen menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tidak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut. Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat daribar ium platino cyanida yang kebetulan berada di dekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar X.

Dalam perkembangan berikutnya, sinar X dibangkitkan dengan jalan menembaki target logam dengan lektron cepat dalam suatu tabung vakum sinar katoda. Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasanf il ame n yang juga berfungsi sebagai katoda. Elektron dari filamen dipercepat gerakannya menggunakan tegangan listrik berorde 102 ¬ 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan suhu lelehnya juga tinggi. Target logam ini sekaligus juga berfungsi sebagai anoda. Ketika elektron berenergi tinggi itu menabrak target logam, maka sinarX akan terpancar dari permukaan logam tersebut.

Pada dasarnya pesawat sinarX terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinarX, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung sinarX, dan unit pengatur.

II.                Proses Terjadinya Sinar X

Gambar 1 Konstruksi Pesawat Sinar X

Proses pembentukan sinar-X pada pesawat sinar-X adalah sebagai berikut:

1.      Arus listrik akan memanaskan filamen sehingga akan terjadi awan elektron disekitar filamen (proses emisi termionik).

2.      Tegangan (kV) di antara katoda (negatif) dan anoda (positif) akan menyebabkan elektron-elektron bergerak ke arah anoda.

3.      Fokus (focusing cup) berfungsi untuk mengarahkan pergerakan

elektron-elektron (berkas elektron) menuju target.

4.      Ketika berkas elektron menubruk target akan terjadi proses eksitasi pada atom-atom target, sehingga akan dipancarkan sinar-X karakteristik, dan proses pembelokan (pengereman) elektron sehingga akan dipancarkan sinar-X bremstrahlung.

5.      Berkas sinar-X yang dihasilkan, yaitu sinar-X karakteristik dan bremstrahlung, dipancarkan keluar tabung melalui window.

6.      Pendingin diperlukan untuk mendinginkan target karena sebagian besar energi pada saat elektron menumbuk target akan berubah menjadi panas.

III.             Bagian – bagian Pesawat Rontgen

a.       Control Table

Gambar 2. Control Table

Fungsi tiap komponen :

1.      Main Switch

Berfungsi untuk menghubungkan supply listik PLN dengan pesawat roentgen.

2.      Line Voltage Meter

Berfungsi untuk mengetahui apa tegangan PLN mengalami kenaikan atau penurunan.

3.      Autotrafo

Berfungsi untuk memindahkan daya listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang kumparan primer dan kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core.

4.      Line voltage compensator

Berfungsi untuk mengkompensasi nilai tegangan yang diperlukan pesawat jika terjadi penurunan atu kenaikan pada supply PLN.

5.       KVP selector Mayor

 Untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial

antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminal x 10 KV

6.      KVP selector Minor

 Untuk memilih tegangan tinggi / memilih besarnya beda potensial

antara anoda dan katoda, yang besar selisih tiap terminalnya 1 KV.

7.      mA Kontrol

Berfungsi untuk mengatur arus pemanas filament yang kemudian akan digunakan sebagai penentu besarnya arus tabung yang digunakan.

8.      mA limiter

Berfungsi untuk membatasi mengalirnya arus filamen, maksudnya agar tegangan pemanas filamen di atas sesuai dengan kemampuan kapasitas filamen tabung rontgen sehingga pemberian tegangan tersebut memberi pemanasan yang normal. 

9.      Timer control

Berfungsi untuk menentukan lamanya penyinaran.

10.  Rad/Flor Selector

Berfungsi untuk memilih radiografi atau fluorcopy.

11.  Tombol Ready

Berfungsi untuk melakukan ready.

12.  Tombol Exposure

Berfungsi untuk melakukan expose.

13.  Emergency switch

Untuk memberhentikan segala proses yang sedang dilakukan oleh pesawat rontgen dalam keadaan emergency.

b.      HTT Tank

Gambar 3. Rangkaian Supply HTT dan filament

Fungsi dari tiap  komponen :

1. HTT

Gambar 4. Trafo HTT

Berfungsi untuk memberikan beda potensial antara anoda dan katoda dimana anoda harus selalu mendapat polaritas positif dan katoda harus selalu mendapat polaritas negatif agar elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda dapat ditarik ke anoda.

2. Trafo Filament

Berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda..

Terdiri dari bahan Tungsten yang mempunyai titik lebur yang tinggi 3600 ^oC dengan nomor atom 74. Filamen ini berfungsi sebagai sumber elektron dan juga sebagai katoda

3. Rectifier

Berfungsi sebagai penyearah tegangan tinggi sebagai input anoda agar kualitas gambar yang dihasilkan lebih bagus.

4.      Tube selector switch

Berfungsi untuk memilih tabung yang akan digunakan.

5.      Olie

Berfungsi sebagai pendingin.

c.        X ray Tube Unit

Gambar 5. X ray Tube Unit

Fungsi dari tiap komponen :

1.      Tube Housing

Gambar 6. Tube Housing

Dinding bagian luar tabungdisebut rumah tabung ,terbuat dari metal, bagian dalamnya terbuat dari lapisan timbal (Pb), Fungsi dinding ini agar dapat menekan radiasi yang tidak dibutuhkan. Rumah tabung juga dilengkapi sambungan kabel tegangan tinggi yaitu kabel dari HTT.

2.      Insert Tube

Terbuat dari kaca (pyrex) yang tahan panas, karena pada saat pengeksposan hanya ada 1% sinar-X, dan 99%nya adalah panas.  Di dalam insert tube terdapat bagian-bagian yaitu tabung kaca hampa udara, anoda dan katoda.

a.    Anoda

Elektroda positif biasa juga disebut sebagai target jadi anoda disini berfungsi sebagai tempat tumbukan elektron. Ada 2 macam anoda yaitu anoda diam dan anoda putar.

1)   Anoda diam (Stationary Anode)

Anoda diam pada tabung sinar-X terbuat dari plat tungsten kecil karena lebih efisien dalam menghasilkan sinar-X, dan mempunyai titik lebur yang tinggi sekitar 3400^oC sehingga mampu menahan suhu tinggi yang dihasilkan dan juga tungsten baik u

ntuk menyerap panas.

Gambar 7 Tabung Rontgen dengan Anoda Diam

2)   Anoda putar (rotating anode)

Anoda putar terbuat dari bahan tungsten. Perputaran anoda dalam tabung sinar-X tersebut mengakibatkan tumbukan berkas elektron akan merata dan mampu menahan panas yang ditimbulkan dari tumbukan berkas elektron tersebut, walaupun dengan waktu eksposi yang lama.

Gambar 8. Tabung Rontgen dengan Anoda Putar

b.    Katoda

Katoda / filament terbagi 2, yaitu :

1)      Katoda Direct

Disebut juga katoda langsung yaitu filament yang sekaligus berfungsi sebagai katoda.

2)      Katoda Indirect

Disebut juga katoda tak langsung yaitu filament hanya berfungsi sebagai sumber elektron sedangkan katodanya dipisah (didepan filament), katodanya bisa terhubung dengan transformator filament atau dengan sumber lain.

Pada katoda juga dipasang Focussing Cup yaitu alat yang menyerupai mangkok untuk mengfokuskan jalannya electron dari anoda ke katoda.

3.      Kolimator

Kolimator merupakan salah satu bagian dari pesawat sinar-X yang memiliki fungsi untuk  pengaturan besarnya ukuran lapangan radiasi. Kolimator memiliki beberapa komponen yaitu lampu kolimator, plat timbal pembentuk lapangan, meteran untuk mengukur jarak dari fokus ke detektor atau ke film, tombol untuk menghidupkan lampu kolimasi, dan filter Aluminium (Al) dan/atau tembaga (Cu) sebagai filter tambahan.

Gambar 9 Contoh Kolimator

4.      Filter

Filter sebagai penyaring berkas sinar-X yang mempunyai panjang gelombang pendek. Dimana jenis panjang gelombang tersebut dapat mengakibatkan kanker kulit.

5.      Stator

Berfungsi sebagai alat untuk memutar anoda. Rotor atau stator ini hanya terdapat pada tabung sinar x yang menggunakan anoda putar.

6.      Oli dialase

Oli dialase yang berfungsi sebagai bahan isolasi tegangan tinggi dan juga sebagai pendingin tabung rontgen.

d.      Patient Table

1.      Meja

Sebagai tempat pasien melakukan pemeriksaan.

Gambar 10. Meja Pasien

2.      Motor sliding/Teltling

Sebagai control gerakan meja pasien dalam posisi sliding atau tiltling.

3.      Bucky kaset

Tempat menaruh kaset

Gambar 11. Bucky Stand

4.      Grid

Untuk menahan radiasi hambur agar kualitas gambar yang dihasilkan makin bagus.

5.      Spot film device

Untuk merekan gambar saat dilakukan kegiatan fluoroskopi.

Gambar 12. Spot Film Device

IV.             Delta Star

Pada motor dengan hubung star, tegangan phasa (salah satu belitan motor) lebih kecil dari tegangan line sumber, sedangkan pada hubungan delta, tegangan phasa sama dengan tegangan line sumber. Merujuk pada perlakuan arus dan tegangan pada jaringan distribusi dan transmisi, dimana alasan utama penerapan tegangan tinggi adalah untuk mengurangi besar arus yang mengalir pada jaringan tersebut. Yang berarti hubungan antara tegangan dan arus saling bertolak belakang.

Berikut adalah gambar rangkaian hubung star (Y) serta diagram phasor tegangannya :

                           

 (a) Hubung Star pada rangkaian listrik                     (b) Diagram Phasor tegangan

Pada gambar di atas, tegangan E_AB, E_BC dan E_CA merupakan tegangan line dimana :

E_AB = E_AN + E_NB = E_AN - E_BN

E_BC = E_BN + E_NC = E_BN – E_CN

E_CA = E_CN + E_NA = E_CN – E_AN

Gambar b memperlihatkan diagram phasor di mana dapat dilihat bahwa tegangan phase E_AN, E_BN danE_CN memiliki magnitude yang sama namun terpisah satu sama lain sebesar 120º. Tegangan lineE_AB merupakan penjumlahan dari vector E_AN dan E_BN begitupun dengan tegangan line E_BC dan E_CA dan juga terpisah 120º satu dengan yang lainnya.

 E_AB = E_BC = E_CA = 2 E_AN cos 30^º                                      

    

Sedangkan arus yang mengalir dapat dihitung dengan persamaan :

I_A = I_B = I_C = I_ph(I_a, I_b, I_c) (magnitude)

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa arus yang mengalir pada belitan motor (I_a) sama dengan arus yang masuk (I_A). dan diagram phasornya dapat dilihat pada gambar berikut :

Mari kita bandingkan dengan hubungan arus dan tegangan pada rangkaian listrik hubung delta seperti gambar berikut :

 (a) Hubung Delta pada rangkaian listrik                                        (b) Phasor arus dan tegangan

Tegangan phase a (belitan a) = tegangan line = V_CA

Sementara arus dalam rangkaian dapat dihitung dengan persamaan :

dan arus line (I_A,I_B,I_C) bisa diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff's

I_A = I_ab – I_ca

I_B = I_bc - I_ab

I_C = I_ca - I_bc

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa magnitude arus yang mengalir pada line (I_A) adalah √3kali magnitude arus phasa I_ph. berikut perbandingan arus line yang mengalir pada kedua metode hubung di atas :

Dalam transformasi dari rangkaian star ke delta (atau sebaliknya) maka nilai Z adalah :Z_delta sama dengan 3 kali Z_star, dan Z_star sama dengan Z_delta dibagi 3. Jadi, kesimpulan dari pembahasan di atas adalah bahwa metode starter star-delta dapat mengurangi konsumsi arus yang dibutuhkan oleh motor untuk starting.

5.      Daftar pustaka

ü  http://risdaswee.blogspot.com/2013/05/apa-itu-radiologi.html

ü  http://gonnabefine23.blogspot.co.id/2010/03/rancangan-pesawat-rontgen-konvensional.html

ü  http://ilmuradiologi.blogspot.co.id/2011/03/tabung-sinar-x.html

ü  http://ilmuradiologi.blogspot.co.id/2011/03/tabung-sinar-x.html

ü  http://electromedicalengineering.blogspot.co.id/2008/12/dasar-dasar-pesawat-rontgen.html

ü  http://wanona-muti.blogspot.co.id/2012/05/pesawat-sinar-x.html

ü  http://roes-rusmanto.blogspot.co.id/2012/06/kolimator-pesawat-sinar-x-dan.html

6.      Lampiran