PRINSIP ULTRASONOGRAFI (SONIC IMAGING)

Bagian-bagian yang terpenting dari suatu sistem sonic imaging (pencitraan gelombang suara) ada-lah :
1. Tranduser.
2. Berkas gelombang ultrasonik.
3. Sistem display berupa tabung sinar katoda atau monitor televisi.

Gelombang cuara ultrasonik ini dihasilkan oleh kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transduser. Di dalamnya terdapat suatu elemen kristal yang disebut kristal piezo-electric. Kristalkristal ini mempunyai sifat khusus yaitu bentuknya/tebalnya akan berubah diberi medan listrik. Perubahan ini dalam praktek hanya beberapa mikron. Kristal ini diletakkan di antara dua elektroda yang bekerja sebagai kapasitor. Bila elektroda ini diberi aliran listrik maka akibat tegangan listrik yang timbul akan menyebabkan kristal itu berubah ketebalannya. Bila tegangan diberikan dalam bentuk letusan mendadak atau pulsa maka kristal ini akan bergetar dan menghasilkan gelombang suara ultrasonik. Beberapa bahan alam mempunyai sifat piezo-electric ini, misalnya batu kuartz (banyak digunakan untuk jam tangan). Tetapi kebanyakan kristal yang dipakai untuk alat ultrasonografi adalah dari keramik buatan seperti Bariumtitanate atau Lead-zirconate-titanate (Dicken, 1976).
Transduser bekerja sebagai pemancar sekaligus penerima gelombang suara. Pulsa listrik dirubah menjadi energi akustik oleh transduser yang dipancarkan dengan arah tertentu pada bagian tubuh yang akan dipelajari. Ge-lombang suara diteruskan kira-kira 1000 pulsa tiap detik. Selama selang waktu antara pulsa-pulsa transduser berfungsi sebagai detektor menerima gema balik dari pulsa X yaitu keduanya merupakan gelombang yang meneruskan tenaga. Perbedaannya adalah berkas ‘sinar X melalui ruang hampa udara sedangkan berkas gelombang suara memerlukan medium untuk perpindahannya. Kecepatan ge-lombang suara ini tergantung dari sifat mediumnya Dari daftar bahan yang diteliti ternyata bahwa ge-lombang suara berjalan paling lambat dalam gas-gas, kecepatan sedang dalam zat cair dan paling cepat dalam zat padat. Sebagian gelombang ini akan dipantulkan dan sebagian lagi akan merambat terus menembjjs jaringan dan akan menimbulkafr bermacam-macam ekho (gema) sesuai dengan jaringan yang dilaluinya. Pantulan ekho dari jaringan-jaringan tubuh akan kembali membentur transduser dan kemudian dirubah lagi menjadi pulsa listrik yang kemudian diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar monitor. Dengan demikian bila transduser digerakkan seolah-olah kita membuat irisanirisan pada bagian tubuh yang kita periksa dan gambaran irisan-irisan tersebut akan dapat dilihat pada layar monitor.
Kecepatan suara berbanding terbalik dengan day a penekanan bahan yang dilaluinya. Makin kurang daya penekanan bahan makin cepat meneruskan suara. Gelombang suara bergerak lambat dalam gas-gas karena molekulmolekul gas letaknya berjauhan dan mudah ditekan. Sebuah partikel harus menempuh jarang yang besar sebelum dapat mengenai tetangganya. Zat cair dan zat padat kurang daya penekanannya karena molekul-molekulnya lebih berdekatan dan hanya perlu menempuh jarak yang dekat untuk mengenai tetangganya. Dengan demikian zat cair dan zat padat merambatkan suara lebih cepat daripada gas. Pada ultrasonografi gambaran (image) yang terlihat di layar monitor dihasilkan oleh berkas gelombang suara yang dipantulkan kembali. Berkas gelombang suara yang diteruskan tidak membentuk gambaran dan diperlukan transmisi gelombang yang cukup kuat untuk menghasilkan gema dari tempat yang lebih dalam. Persentasi berkas gelombang suara yang dipantulkan pada permukaan jaringan tergantung dari :
1. Acoustic impendance jaringan
2. Sudut masuk berkas. Masing-masing jaringan tubuh mempunyai yang disebut acoustic impendance tertentu. Yang disebut acoustic impendance suatu bahan adalah hasil kali densitas dan kecepatan suara dalam suatu bahan (Lunt, 1978).
Misal : Acoustic impendance air = densitas air X kecepatan suara dalam air = 1 gm/cm3 x 154.000 cm/dt = 154.000 gm/cm2.detik. Bila gelombang suara melewati 2 permukaan jaringan, maka jumlah pemantulan ditentukan oleh perbedaan impendance ke 2 jaringan. Makin besar perbedaannya, makin besar persentase yang dipantulkan. Perbedaan antara kebanyakan organ tubuh adalah kecil terkecuali udara dan tulang. Perbedaan jaringan lunak-udara memantulkan hampir seluruh berkas gelombang suara yang masuk. Akibat adanya perbedaan acoustic impendance dari berbagai macam jaringan ini maka pada jaringan yang heterogen akan timbul bermacammacam ekho sehingga jaringan itu kita sebut echogenic. Pada jaringan yang homogen hanya sedikit atau sama sekali tidak ada ekho sehingga kita sebut jaringan itu anechoic atau echofree. Suatu rongga berisi cairan bersifat an-echoic, misalnya kista, asites, pembuiuh darah besar, pericardial atau pleural effusion. Dengan demikian antara kista dan suatu massa solid dengan mudah dapat dibedakan (Dicken, 1976).