Sensitometry

SENSITOMETRY

Pada awal perkembangannya, sensitometri diperkenalkan pertama kali pada abad ke 19 untuk mengevaluasi performance material fotografik.

Pengertian sensitometri

Pengertian sensitometri menurut beberapa sumber :

1)  Pada bidang radiofotografi, Sensitometri adalah metode mengukur karakteristik respon film terhadap radiasi, baik dari cahaya tampak atau sinar X.

2) Istilah sensitometry berasal dari kata"sensitivity" and "metry"(pengukuran). Awalnya, ini dimaksudkan sebagai pengukuran sensitivitas dari bahan fotosensitif terhadap cahaya. Saat ini, hal itu dimaksudkan berbagai karakteristik (seperti sensitivitas dan kontras) dari bahan fotosensitif dengan penggunaan kurva karakteristik.

3)  Sensitometri adalah metode mengukur karakteristik respon film terhadap radiasi baik dari cahaya tampak atau  sinar X. Caranya film diekspose dengan sinar X atau cahaya tampak dengan nilai eksposi tertentu untuk menghasilkan serial densitas, kemudian film di proses dan hasil densitasnya diukur dengan densitometer dan dibuat sebuah kurva yang dikenal dengan kurva karakteristik.

Sensitometri diukur menggunakan kurva karakteristik. Kurva karakteristik juga biasa disebut kurva D log E yaitu kurva yang menunjukkan hubungan antara log eksposure dengan besarnya densitas pada radiograf. Nama lain kurva karakteristik adalah kurva “Hurter and Driffield” karena mereka berdua yang menemukan pertama kurva k karakteristik.

Gambar Kurva Karakteristik.

Kurva karakteristik merupakan kurva grafik yang memperlihatkan hubungan antara sejumlah eksposi dengan hasil densitas pada film. Kurva ini pertama kali ditemukan oleh Hurteen dan Drifield pada tahun 1890. Maka dari itulah kurva ini biasanya disebut dengan kurva H dan D atau biasanya juga disebut kurva D log E. Bentuk kurva tergantung dari cara membuat film, penyimpanan dan pengolahannya. Kurva karakteristik terdiri dari empat bagian yaitu:

Tingkat Kabut (A-B)

ü Tingkat kabut merupakan daerah dengan densitas rendah.

ü Densitas hampir tak tergantung dari eksposi.

ü Sebagian besar dari penghitaman yang timbul dikarenakan oleh sebab yang tidak berhubungan dengan eksposi, misalnya karena penyerapan cahaya oleh lapisan film, terutama pada lapisan dasar (base).

ü Densitas awal (fog level) selalu ada, meskipun telah disinar dengan sejumlah radiasi tertentu dan ditambah dengan densitas yang ada dari hasil eksposi tersebut.

ü Daerah penghitaman atau densitas awal ini digambarkan sebagai garis horisontal (A-B).

Daerah Jari Kaki (toe)

ü Densitas di daerah ini lebih besar sedikit dari tingkat kabut dan menunjukkan efek eksposi dan disebut dengan eksposi ambang.

ü Pada daerah ini densitas naik secara perlahan dari 0,1 pada B sampai sekitar 0,4 pada C.

ü Rentang  densitas ini menunjukan daerah terang dari radiografi.

Daerah Garis Lurus (Stright line)

ü Bagian ini adalah daerah yang terpenting dari film radiografi.

ü Dalam jangka waktu eksposi ini densitas berbanding lurus dengan log eksposi yang berarti perkalian eksposi dengan faktor yang sama akan menambah densitas dengan jumlah yang sama.

Daerah Bahu (Shoulder) (D - E)

ü Pada daerah D ini merupakan daerah yang mempunyai densitas maksimum dari film radiografi.

Daerah Solarisasi (E)

ü Daerah E dan seterusnya merupakan daerah solarisasi yang apabila diberi eksposi akan menyebabkan penurunan densitas film

TEKNIK MEMBACA KURVA KARAKTERISTIK

Ketebalan dasar film (base film thickness)

ð Untuk mendapatkan nilai ini, sebaiknya tidak mencuci film dengan developer.

ð Karena penghitaman pasti akan ada disebabkan karena banyak faktor.

ð Biasanya jika ingin mengukur kehitamannya maka film dimasukkan langsung ke dalam fixer, sehingga terjadi clearing total dan akan menambahkan densitas sebesar 0.05 - 0.1 dalam bentuk fog density RR. Charlton, (1992).

ð Menurutnya nilai OD dari ketebalan dasar film besarnya berkisar 0.05 - 0.1, sedangkan menurut VD. Plats (1996) tidak lebih dari 0.06 OD sedangkan untuk blue base mencapai 0.2 OD.

ð Tetapi nilai ini dalam aplikasinya tidak dihitung tersendiri, melainkan disatukan dengan basic fog (fog dasar).

Basic Fog (basic plus fog)

ð Untuk mendapatkan nilai ini, biasanya pada lapisan ini benar-benar dihindari  terjadinya eksposi akibat sensitometri.

ð   Sehingga jika kita menggunakan step wedge maka ada blok dengan timbal.

ð Dan ketika sedang memproses sebaiknya tidak menggunakan safe light. Nilai toleransi yang diperkenankan antara 0.10 dan tidak boleh lebih dari 0.22 (Charlton, 1992).

Daerah Toe (tumit)

ð Pada daerah ini film dipengaruhi oleh phenidone, dan di sini awal terjadinya proses pembangkitan film radiografi.

ð  Saat ini film mengalami peningkatan densitas.

Daerah Straight Line (garis lurus)

ð Daerah ini juga disebut gamma film.

ð Ini merupakan garis lurus kurva antara toe dengan shoulder.

ð Daerah ini dinamakan garis lurus, karena film bekerja secara progresif linier dalam daerah yang luas.

ð Nilai OD pada awalnya berkisar 0.25 sampai 0.5 dan daerah tingginya berkisar 2.0 - 3.0 OD.

ð Menurut Charlton (1992) daerah ideal yang biasa digunakan pada radiodiagnostik (useful range density) adalah berkisar 0.5 - 1.25 sedangkan menurut Chesney (1984) sebesar 0.25 - 2.0, daerah yang sulit dianalisis yaitu 2.5 - 3.0, sedangkan daerah yang tidak terkena ekposi total adalah 2.3 - 3.0.

Daerah Shoulder (bahu)

ð Daerah ini dinamakan bahu karena bentuknya seperti bahu yang landai.

ð Daerah ini berakhir pada daerah solarisasi.

Daerah D-Max (densitas maksimal) atau puncak

ð Daerah ini merupakan suatu titik balik, yaitu perilaku film yang densitasnya bertambah kemudian membalik menjadi kecil.

ð Menurut Charlton (1992) pada daerah ini film telah mendapat eksposi yang banyak (sesuai kapasitas film), sehingga ion perak halida sudah terpenuhi dengan maksimal, sehingga sudah tidak dapat menerima sejumlah elektron lagi.

ð Dan seandainya eksposi (elektron) ditambahkan, maka yang terjadi pelepasan elektron dari perak halida.

Daerah Solarisasi

ð Yaitu merupakan daerah anti klimaks, ketika penambahan-penambahan sejumlah emulsi justru akan menyebabkan penurunan jumlah densitasnya.

ANALISIS KURVA KARAKTERISTIK

Daerah kabut (fog): A ↔ B

ð Tidak tergantung dari besarnya eksposi

ð Tergantung dari penyimpanan film

ð Densitas dari base film

ð Di atas densitas fog à densitas akibat eksposi

Daerah tumit (toe): B ↔ C

ð Daerah eksposi ambang

ð Daerah terang (opasitas)

ð Daerah awal terjadinya penghitaman akibat eksposi

ð Besarnya: 0,1 – 0,4.

Daerah garis lurus (straight line): C ↔ D

ð Daerah signifikan dari film radiografi

ð Densitas berbanding lurus dengan eksposi

ð Kemiringan kurva (slope)

ð  Perbedaan densitas maksimum dari eksposi yang berbeda àgamma film

 Daerah bahu (shoulder): D ↔ E

ð Daerah sangat hitam D = 3 – 4

ð Daerah radiografi paru

ð Daerah kelebihan eksposi 

Kurva karakteristik dibuat dengan cara film diekspose dengan sinar X atau cahaya tampak dengan nilai eksposi tertentu untuk menghasilkan serial densitas, kemudian film di proses dan hasil densitasnya diukur dengan densitometer dan dibuat sebuah kurva yang dikenal dengan kurva karakteristik

PENGERTIAN DENSITAS

Densitas dapat didefinisikan sebagai jumlah atau tingkat kehitaman pada film. Densitas merupakan dasar dalam pengukuran dari sensitometri. Densitas dapat diperoleh dengan menurunkan dua perbandingan sederhana, insiden cahaya (I) dan cahaya yang ditransmisikan (T). Tidak ada cahaya trasnmitting bahan benar-benar transparan, sehingga terang selalu diserap dalam bagian melalui materi.

Rasio transmisi : It/Io X 100%

It = cahaya yang diteruskan

Io= cahaya mula-mula

Opasitas

Opasitas adalah perbandingan antara intensitas cahaya mula-mula dengan intensitas cahaya yang diteruskan

Opasiti : Io/It

Io = intensitas cahaya mula-mula.

It  = intensitas cahaya pada tempat yang sama setelah melewati film.

	1			2		3
Transmisi		10 %	1 %		0.1 %
Opasitas		10	100		1000
Silver Weight		X	2X		3X

Gambar 4.1. Densitas: hubungan antara silver weight, opasitas dan transmisi

Opasitas	OD number	Percentace of light transmitted through the film
1 2 4 8 10 20 40 80 100 200 400 800 1000 2000 4000 8000 10000	0.0 0.3 0.6 0.9 1.0 1.3 1.6 1.9 2.0 2.3 2.6 2.9 3.0 3.3 3.6 3.9 4.0	100 50 25 12.5 10 5 2.5 1.25 1 0.5 0.25 0.125 0.1 0.05 0.025 0.0125 0.01

Tabel 4.1 : Contoh opasitas, optikal densiti, dan persentase dari transmisi cahaya

Dari tabel 1 diatas terlihat contoh dari perhitungan opasitas, optikal densiti, dan persentase dari transmisi cahaya lebih jelas.

Langkah langkah dalam pembuatan kurva karakteristik pada dasarnya hanya ada 3 langkah yaitu:

• EKSPOSI DAN PROCESING FILM

• MENGUKUR DENSITAS YG DIHASILKAN

• PLOTTING KURVA

Seri Eksposi Sensitometri ada 2 (dua) metode yaitu :

1.  Time Scale Sensitometry

·       Pada metode ini tegangan tabung (kV), arus tabung (mA) tetap

               yang diubah waktunya (s).

·       Tegangan tabung (kV), arus tabung (mA) dan jarak (FFD) tetap

·       Waktu eksposi selalu divariasi oleh faktor 2.

·       Dilakukan 11 kali eksposi yang diperlukan untuk membuat plot titik pada kurva karakteristik sehingga didapatkan grafik yang baik.

Keuntungan :

·       Waktu dapat diketahui

·       Memungkinkan film dengan densitas yang rendah pada saat masuk pada processor terjadi “reducing bromide drag” sehingga mengurangi terjadinya streak artefak pada film.

Kerugian :

·       Eksposi dilakukan secara kontinyu dimulai dengan 0.1 s dan dilanjutkan dengan  0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.4,12.8, 25.6, 51.2, 102.4 --- diperlukan timer khusus pada meja

·       kontrol sinar-X

·       Kesalahan perulangan “reciprocity failure” sebesar 0.01 s

·       Pengujian ini yang terpenting adalah waktu yang diperlukan untuk pembentukan kurva.

2.  Intensity Scale Sensitometry :

               - dengan menggunakan step wedge/penetrometer

               - dengan sensitometer

Pada Intensity Scale Sensitometer ada 3 cara yaitu :

1.  Dengan X-ray dengan variasi intensitas sebagai berikut

v Tegangan tabung (kV) dan jarak (FFD) konstan

v Variasi nilai arus tabung  ( waktu (s) tetap, variasi arus   tabung / mA).

v Biasanya dibentuk oleh variasi tinggi tabung (tube) dalam kaitan antara film dengan hukum kuadarat jarak terbalik ( inverse square law)

v Membutuhkan  ketelitian/akurasi pada pengontrol sinar-X (X-ray set), perhitungan dan pengukuran.

2.  Dengan menggunakan step wedge

v Disiapkan stepwedge/penetrometer

v Dieksposi dengan cara menempatkan stepwedge dan   tercover keseluruhan bagian dari stepwedge

v Faktor eksposi yang meliputi tegangan tabung (kV), arus tabung dan waktu (mAs)  disesuaikan dengan kombinasi film-screen yang digunakan.

v Hasil pengukuran densitas dengan menggunakan densitometer dicatat dan plotting kurva

Keuntungan :

ð Penetrometer dapat membuat sejumlah step, sehingga kurva karakteristik yang didapat bisa lebih akurat

ð Penetrometer dapat digunakan kembali

ð Ini dapat digunakan pada kombinasi screen-film yang berbeda

ð Waktunya diketahui

ð Memungkinkan memproses film dengan densitas rendah masuk pertama kali pada processor.

Kerugian :

ð Kurva karakteristik film yang dihasilkan hanya untuk tegangan tabung (kV) tertentu.

3.   Dengan menggunakan sensitometri

Keuntungan :

ð Cepat dan mudah digunakan

ð Dapat digunakan pada kombinasi film-screen yang berbeda

ð Pemrosesan film pada interval waktu yang sudah diketahui

ð Memungkinkan pemrosesan film dengan densitas yang rendah masuk pada processor pertama kali

Kerugian :

ð Harga alat mahal

PERSIAPAN ALAT

Metode Time Scale Sensitrometry

ð Pesawat sinar X

ð Film ukuran 24 x 30 cm plus kaset

ð Timbal penutup lapangan penyinaran

ð Densitometer

ð Processing

ð Kertas dan alat tulis

Metode Intensity Scale Sensitometri

Dengan menggunakan stepwedge

ð Pesawat sinar X

ð Stepwedge

ð Kaset dan film ukuran 24 x 30 cm

ð Processing

ð Kertas dan bolpoint Koin sbg penanda batas

Dengan menggunakan sensitometer

ð Sensitometer

ð Film ukuran 18 x 24

ð Densitometer

ð Kertas sensitometric data sheet Processing

PROSEDUR PENGUJIAN

Metode Time Scale Sensitrometry

ð Siapkan kaset ukuran 24 x 30 cm yang telah terisi film.

ð Kaset diletakkan di atas meja pemeriksaan untuk dilakukan eksposi.

ð Buat 10 kali serial eksposi dengan Kv tetap (40) dan mA tetap (100) sedangkan s berubah. Nilai mAs yang di peroleh adalah 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 100, 200, dan 300.

ð Setiap kali eksposi, lebar lapangan diatur berkisar 1-3 cm dam dibuat berurutan dari 1-10.

ð Setelah kesepuluh ekspose kemudian dibuat satu kali ekspose dengan film ditutup timbal, sehingga akan dihasilkan 11 serial ekposi.

ð Film dicuci secara standar, suhu dan waktu eksposi dicatat.

ð Setelah kering hasil dari masing-masing eksposi diukur densitasnya dengan densitometer.

ð Basic fog diukur pada daerah film yang dieksposi yang ditutup timbale.

ð Setelah itu dibuat tabel tentang eksposi, densitas yang dihasilkan dan nilai lognya.

ð Plotting kurva pada kertas millimeter atau sensitometric data sheet berdasarkan hasil pengukuran di atas.

ð Kemudian dibuat kurva, sumbu vertikal adalah densitas dan sumbu horizontal adalah log relative eksposure.

      Metode Intensity Scale Sensitometri

Dengan menggunakan stepwedge

ð Siapkan kaset 24 x 30 yang telah terisi film.

ð Letakkan stepwedge diatas kaset.

ð Atur sentrasi pada pertengahan stepwedge.

ð Luas lapangan diatur secukupnya.

ð Buat 4 kali exposi dengan kV tetap(45) dan mAs berubah yaitu 4,8,12,16.

ð Tiap kali exposi, daerah yang tidak ingin terkena exposi ditutup luth timbal.

ð Setelah selesai, film diproses dalam kamar gelap.

ð Setelah kering, film diukur densitasnya dengan densitometer.

ð Buat tabel seperti diatas, sumbu vertikal merupakan densitas dan sumbu horizontal menunjukkan step.

ð Plotting kurva.

Dengan menggunakan sensitometer

ð Proses dengan sensitometer dilakakukan di kamar gelap.

ð Keadaan dikamar gelap benar-benar gelap atau lampu pengaman safety light dimatikan.

ð Ambil selembar film, kemudian film tersebut dieksposi dengan menggunakan sensitometer.

ð Kemudian film dicuci dengan suhu dan waktu standar.

ð Setelah kering dicatat densitas masing-masing step (2x).

ð Plotting kurva karakteristik dengan sensitometric data sheet.

Gambar Sensitometer

Gambar Densitometer

Gambar Step Wedge

Dalam sensitometri dikenal 2 (dua) metode, yaitu sebagai berikut :

1.  X-ray Sensitometry adalah metode mengukur karakteristik respon film yang diekspose dengan menggunakan sinar-X (X-ray)

2. Light Sensitometry adalah metode mengukur karakteristik respon film yang diekspose dengan cahaya tampak (light)

Fungsi sensitometri adalah:

·      Menilai speed relatif dari film sinar-x, misalnya menggunakan screen film   atau tidak, sebagai koreksi terhadap eksposi.

·       Untuk menilai karakteristk film pada kondisi tertentu.

·       Untuk mengevaluasi teknik faktor eksposi, dan intensifying screen

Aplikasi Sensitometry

ð Untuk rancangan atau penelitian bahan fotosensitif, intensifying screen, dan pengolahan bahan kimia

ð Untuk pengendalian mutu dalam pembuatan bahan fotosensitif

ð Untuk mengontrol pengolahan bahan kimia di automatic processing

ð Sebagai evaluasi pengolahan, paparan, dll, dari bahan fotosensitif

Sensitometric Prosedur

Eksposur------development-------pengukurandensitas-------pembuatankurvakarakteristik-------perhitungan nilai karakteristik------evaluasi

Jenis-Jenis Sensitometry

1)           Photosensitometry
eksposur dibuat dengan menggunakan filter yang memiliki panjang gelombang yang bisa dikirim mirip dengan bentuk cahaya yang dipancarkan, sebenarnya sumber cahaya yang  digunakan (fosfor). pemaparan mungkin dikendalikan dengan wedge optical lulus pada kepadatan.

Film single emulsi ................ salah satu sisi film terkena cahaya
Film double emulsi ................ kedua sisi film terkena cahaya.

Photosensitometry memungkinkan untuk mendapatkan sensitivitas mutlak dari film sejak eksposur adalah yang diwakili secara kuantitatif, hal ini juga cocok untuk mengontrol pembuatan film dan pengolahan bahan kimia di automatic processing karena sangat baik untuk mereproduksi kondisi eksposur.

2)         Sinar-X Sensitometry
Paparan untuk X-ray sensitometry dilakukan melalui sistem sinar-X yang sebenarnya (screen dengan film).

Metode intensitas :

·       Metode jarak .......... paparan disesuaikan dengan mengubah jarak sumber cahaya-ke-film

·       Metode wedge ............ paparan disesuaikan dengan mengubah ketebalan subjek.

Metode skala waktu: paparan disesuaikan dengan mengubah waktu

Sinar-X sensitometry cocok untuk evaluasi sistem screen / film semakin meningkat, dengan pengecualian bahwa metode wedge tidak cocok karena kualitas radiasi bervariasi dengan ketebalan subjek.

3)          Karakteristik Kurva

Kurva karakteristik film fotografi adalah grafik digambar dengan sumbu absis merupakan logaritma dari paparan (log E) dan dengan sumbu ordinat dari data kualitatif yang mewakili densitas. Hampir semua jenis film membentuk huruf S pada kurva karakteristik.

DAFTAR PUSTAKA

KONICA. 2000. MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. INTRODUCTION TO 15.

http://mbahronsen.blogspot.com/2010/10/sensitometri.html

http://www.babehedi.com/2012/01/v-behaviorurldefaultvmlo_3862.html

http://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/06/sensitomery.html

http://www.babehedi.com/search/label/SENSITOMETRI