Prinsip Dasar dan Teknik Penyuntikan Media Kontras pada pemeriksaan MSCT

Perkembangan CT scan yang demikian pesat baik dari spatial resolution maupun temporal resolution memungkinkan tehnik pemeriksaan CT scan seperti CT Angiografi dan Cardiac CTA menjadi pemeriksaan rutin.
Perkembangan ini membuat penggunaan CM menjadi lebih efisien dan flexibel.
Diperlukan strategi dan teknik yang tepat untuk dapat mengoptimalkan penggunaan media kontras sehingga mendapatkan hasil pemeriksaan yang optimal.

Faktor2 yang mempengaruhi Enhancement (penyangatan) Kontras Media
Beberapa faktor penting yang mempengaruhi penyangatan media kontras dapat dikelompokan menjadi 3 kategori:
1. Faktor Pasien
2. Tehnik Penyuntikan MK
3. Faktor Scan (Parameter dan delay scan/timing).

Faktor Pasien :

Yang paling berpengaruh adalah “body weight” (berat badan pasien) dan “cardiac output” (cardiovascular circulation time).
Faktor yang lain tapi sedikit pengaruhnya adalah tinggi, gender, umur, akses Vena, Fungsi Ginjal, dan variasi patologis yang ada pada pasien.

Body Weight (Berat Badan Pasien)
Gambar di bawah ini menunjukan perbedaan tingkat penyangatan media kontras pada pasien dengan berat badan yang berbeda-beda.

(Gambar. 1)
Tips :
Untuk menjaga kestabilan puncak enhancemen media kontras pada pasien gemuk, yang harus dilakukan adalah meningkatkan dosis Iodine (Yodium) dengan menambahkan volume (ml) dan/atau konsentrasi (mg/ml).
Memperbesar flowrate juga dapat menambah penyangatan media kontras pada gambaran pembuluh darah.

Catatan: Waktu tempuh (Time To Peak) saat puncak enhancement ternyata tidak terlalu dipengaruhi oleh berat tubuh pasien (lihat gambar 1 di atas).

Cardiac Output

Faktor yang paling mempengaruhi waktu pencapaian puncak penyangatan media kontras adalah Cardiac output (cardiovascular circulation time). Jika Cardiac Output diturunkan, sirkulasi media kontras akan melambat, yang akan mengakibatkan keterlambatan pencapaian puncak enhancement pada arteri atau parenchym (gambar. 2).

Gambar. 2 : Menunjukan perbedaan waktu pencapaian puncak penyangatan media kontras dengan perbedaan Cardiac Output.

Pada pasien dengan Cardiac Output yang rendah mengakibatkan distribusi media kontras pada pusat sirkulasi peredaran darah sangat lambat dan untuk mendapatkan penyangatan kontras media tertinggi butuh waktu yang lebih lama dibandingkan pada pasien dengan Cardiac Output normal.

Tips
Ketika Waktu Scan menjadi hal yang penting, sangat dibutuhkan penghitungan/pencarian “delay scan” pada setiap masing2 pasien dengan Cardiac Output yang berbeda-beda. Scan delay dapat dicari dengan menggunakan tehnik pemeriksaan “test bolus atau bolus tracking”. (akan dijelaskan lebih lanjut pada bab tersendiri)

Faktor Penyuntikan Media Kontras

Yang berhubungan dengan Faktor tsb adalah sbb :
• Durasi Penyuntikan (Vol/FR),
• Flowrate (ml/s),
• Volume MK (ml),
• Konsentrasi (mg/ml)
dan
• Penggunaan Saline Flushing (NaCl)

Gambar. 3 : Menunjukan simulasi pemberian media kontras pada pasien yang sama dengan flow rate sama (2 ml/s) dan volume media kontras yang berbeda. Hasil menunjukan adanya peningkatan puncak penyangatan media kontras dan waktu pencapaiannya akibat adanya penambahan volume media kontras.


Durasi Penyuntikan kontras (Injection Duration)
Durasi penyuntikan kontras media ditentukan oleh perbandingan volume media kontras dengan flowrate penyuntikan, yang dapat dirumuskan sebagai berikut :

{injection duration = contrast volume ÷ injection rate}

Faktor durasi ini sangat mempengaruhi puncak dan waktu pencapaian penyangatan media kontras.

Tips
Penggunaan media kontras dengan konsentrasi tinggi atau Flowrate yang cepat membuat semakin cepat penyebaran media kontras untuk mencapai puncak penyangatan kontras media dan durasi/waktu penyuntikan semakin cepat.

Kecepatan pencapaian puncak CE dan pendeknya durasi penyuntikan dapat diaplikasikan untuk pemeriksaan Arteri (CTAngio), tapi untuk fase Parenchym dan fase vena tidak bagus.
Durasi Penyuntikan Pendek/cepat (low volume and/or high injection rate) menyebabkan cepat tercapainya puncak penyangatan kontras media pada fase arterial dan parenchymal enhancement à short scan delay.

Durasi Penyuntikan panjang/lama (high volume and/or low injection rate) menyebabkan lambatnya tercapai peak CE à dibutuhkan waktu tunda scan (scan delay) yang lebih panjang.
.

Injection Rate/Flow Rate
Dalam pemberian (penyuntikan) media kontras diperlukan teknik kecepatan atau flow media kontras yang tepat untuk mendapatkan puncak penyangatan yang optimal terutama untuk pemeriksaan CT Angiografi. Karena alas an inilah pemeriksaan CT Angiografi membutuhkan flowrate yang lebih tinggi dibandingkan pemeriksaan CT rutin.


Gambar.4: menunjukan grafik waktu dan puncak pencapaian penyangatan media kontras dengan perbedaan FlowRate


Ketika Injection rate (Flowrate) ditingkatkan pada jumlah Volume media kontras yang sama, Puncak penyangatan media kontras akan meningkat dan waktu pencapaiannya lebih cepat.

Tidak hanya meningkatkan penyangatan kontras media pada Arteri saja tapi dengan Flowrate yang tinggi juga akan memberikan informasi/gambar yang menampilkan vase arteri dan vase vena pada saat bersamaan dengan baik.(fase arteri terlihat jelas dan fase vena porta terlihat dengan baik (mencapai puncaknya) (gambar.5)







Gambar.5 : Menunjukan simulasi pemberian media kontras dengan flowrate tinggi dan memberikan grafik penyangatan pada arteri dan fase vena pada waktu yang hampir sama (+ 70 detik).

Hal ini sangat berguna untuk pemeriksaan pada CT Abdomen multi fase atau pada pemeriksaan liver, pancreas dan ginjal.
.
Tips untuk Injection Rate

Untuk pemeriksaan CT Angio (Puncak penyangatan media kontras ada di daerah aorta / arterial à flowrate sekitar 5-8 ml/s, dan
Untuk puncak penyangatan daerah liver/hepatic yang baik à Flowrate sekitar 3-5 ml/s.

Penyuntikan dengan kecepatan tinggi à perbedaan penyangatan media kontras beberapa phase sangat mencolok à memungkinkan pengambilan scan dengan phase yang berbeda-beda (multi phase) misal pada pemeriksaan abdomen (Liver, Pancreas dan Ginjal) à deteksi kelainan lebih baik.



Concentration (Konsentrasi Media Kontras)
Konsentrasi media kontras akan mempengaruhi puncak penyangatan media kontras dan waktu pencapaiannya pada pemeriksaan Arterial , tapi untuk pemeriksaan Liver/hepar hal ini tidak berpengaruh.(gambar 6).
Pada pemeriksaan CTAngio dianjurkan memakai media kontras dengan konsentrasi 300 mgl/ml ke atas. Saat ini di Indonesia terdapat 350 mgl/l dan 370 mgl/l.
Gambar 6 : Menunjukan pencapaian puncak penyangatan media kontras dengan perbedaan konsentrasi media kontras yang diberikan, semakin tinggi konsentrasi media kontras nya semakin tinggi dan cepat pencapaian puncak penyangatannya.

Tips

Pemeriksaan CT dengan MSCT yang sangat cepat, Konsentrasi media kontras yang tinggi diperlukan untuk mendapatkan puncak penyangatan media kontras pada fase arteri yang maksimum (optimal) dan pada kasus hipervascular tumor.

Penggunaan media kontras dengan konsentrasi tinggi sebagai pengganti pemakaian pemberian flowrate yang tinggi (karena suatu hal tidak bisa dilakukan) dengan harapan tetap mendapatkan puncak enhancemen yang tetap optimal.


Saline Flush (Pemberian NaCl)

Penggunaan NaCl (saline) selain untuk membilas (flushing) media kontras juga untuk memanfaatkan media kontras yang masih ada di tabung injector (atau di conector) dan media kontras yang masih ada di vena peripheral (di lengan atau tangan) untuk dapat di distribusikan ke sistem pusat peredaran darah.

Penggunaan NaCl (Saline) juga dapat menambah puncak penyangatan media kontras dan efesiensi penggunaan media kontras.
Selain juga dapat mengurangi adanya artifact kontras media di daerah vena cava superior (untuk pemeriksaan pulmonum emboli).

Tips

Pemberian 20 ml s/d 30 ml NaCl ditambahkan untuk pemeriksaan CT Rutin dan 50 ml untuk pemeriksaan CT Angio.



Kesimpulan

Dalam rangka mengoptimalkan pemakaian kontras media pada pemeriksaan MSCT dapat disimpulkan sebagai berikut :
Pemberian kontras media dikatakan optimal jika terdapatnya gambaran penyangatan media kontras yang optimal pada daerah yang ingin kita periksa/obyek yang ingin kita nilai.
Penentuan Scan Delay menjadi hal paling penting untuk tujuan tersebut, dan saat ini dikenal dua teknik yaitu Teknik “Test Bolus” dan teknik “Bolus Tracking”.
Dosis/volume media kontras yang diberikan tidak boleh lebih dari 3 ml/kg berat badan pasien dewasa, dan tidak boleh lebih 2 ml/kg berat badan pasien anak-anak
Untuk pemeriksaan CT Angiografi, volume media kontras dapat dirumuskan :

Volume Media kontras = (Waktu Delay Scan + Waktu Scan ) X Flowrate

atau paling tidak kita mendapatkan waktu yang sama antara durasi scan dan durasi penyuntikan media kontras (berlaku untuk alat MSCT 64 slice ke bawah, untuk Dual Source dan 128 Slicetidak berlaku). Hal ini dilakukan dengan harapan akan mendapatkan penyangatan media kontras yang maksimum/optimal.




Disarikan dari : MDCTA Practical Approach-Springer,2006; Principles of Contrast Medium Delivery and Scan Timing in MDCT oleh Kyongtae T. Bae hal.10Dan berbagai sumber lain yang mendukung ; application guide Siemens medical

Computed Tomography History and Technology

Pendahuluan

Computed Tomography (CT Scan) telah berkembang menjadi sebuah metode pencitraan medis yang sangat diperlukan dalam pemeriksaan radiodiagnostik sehari-hari. Perkembangan CT Scan dimulai pada awal tahun 1970-an dimana pada 1972, Sir Godfrey Newbold Hounsfield dan Ambrose, di London, Inggris berhasil menghasilkan sebuah gambaran klinis pertama CT Scan Kepala. Sejak itulah peralatan Computed Tomography yang merupakan perpaduan peralatan pencitraan sinar X dengan komputer pengolah data sehingga dapat menampilkan potongan melintang (tranversal/axial) bagian tubuh manusia berkembang dengan sangat cepat dan menjadi teknologi imaging yang sangat mengagumkan.

Inovasi dalam perkembangan teknologi CT Scan berkembang bersamaan dengan perkembangan teknologi komputer. Tehnik pemeriksaan CT Scan menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang bersifat non invasive yang mampu menampilkan gambar bagian dalam tubuh manusia yang tidak terpengaruh oleh super posisi dari struktur anatomi yang berbeda. Hal ini dimungkinkan karena pada teknik pencitraan ini di dapat dari seluruh informasi obyek yang diproyeksikan pada bidang dua dimensi dengan menggunakan teknik algoritma rekontruksi gambar dan diolah dengan bantuan computer. Sehingga dapat diperoleh sebuah gambaran 2 dimensi tanpa kehilangan informasi 3 dimensinya.

Tak pelak, tehnik pemeriksaan CT scan pun berkembang menjadi sebuah pemeriksaan radiodiagnostik yang menunjang semua bidang klinik, Neurology (Sistem Syaraf), Oncology, Cardiology dan Vascular (pembuluh darah) serta kasus Acute Care (Emergency).
Perkembangan ini menjadikan tehnik pemeriksaan CT scan menjadi sebuah kebutuhan pokok untuk dapat dikuasai oleh tenaga radiographer dan dokter ahli radiology.

Perkembangan Teknologi CT Scan

Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien. Beberapa Vendor berlomba untuk dapat membuat sebuah pesawat CT Scan yang memenuhi ketiga tujuan diatas tadi. Sedangkan pada bidang aplikasinya lebih dipengaruhi oleh teknologi pengolahan citra digital yaitu teknologi software (Komputer) baik dari gambaran 2 dimensi maupun gambaran 3 dimensi. Dengan teknologi ini pemeriksaan diagnostic yang tadinya bersifat invasif menjadi pemeriksaan non invasive yang dapat dipertanggungjawabkan keakuratannya.

Sejarah perkembangan teknologi CT Scan dapat dirangkum sebagai berikut :

1917 J.H. Radon: Transformasi Radon, gambar dari obyek yang tidak diketahui dapat digambarkan dari proyeksinya.
1963 A.M. Cormack: mengembangkan teknik untuk menentukan distribusi penyerapan tubuh manusia.
1972 G.N. Hounsfield dan J. Ambrose: menghasilkan gambar CT pertama kali untuk keperluan klinis.
1974 60 unit CT terpasang untuk pemeriksaan kepala
1975 First whole body scanner in clinical use
1979 Hounsfield dan Cormack dianugerahi hadiah Nobel
1989 W.A. Kalender dan P. Vock melakukan pemeriksaan klinis pertama dengan menggunakan Spiral CT
1998 Multislice CT (4 slices)
2000 PET/CT systems.
2001 CT Scan 16 slices
2004 64 slices, > 40000 instalasi CT untuk aplikasi klinik.
2005 Dual Source CT, untuk pemeriksaan Cardiac dan Dual Energy
2006 128 Slice CT dan 320 Slice


Adapun sering dikenal "Generasi" yang digunakan sebagai pembeda rancangan konfigurasi Tabung dan Detektor pada perangakat CT Scan. Yang sampai saat ini masih digolongkan menjadi 4 generasi dan mengalami perkembangan dan perubahan sebagai berikut :

Generasi I Translation/rotation Pencil Beam (1970)
Generasi II Translation/rotation Partial Fan Beam (1972)
Generasi III Continous Rotation Fan Beam (1976) Rotasi Detektor (Detector Ring)
Generasi IV Continous Rotation Fan Beam Stationary Detektor (1978)
Generasi V Electron Beam Technique ; EBCT Electron Beam Computed Tomography scanner untuk pemeriksaan cardiac
Generasi VI Spiral CT / Helical CT (1989-1990 ; pengembangan generasi 3 dan 4. tetapi masih single slice.
Generasi VII Multi Detector CT (MDCT/MSCT) 1998 ; dikenal dengan era Multi Slice Computed Tomography
Generasi VIII Dual Source CT (DSCT) 2005: 2 pasang tabung dan detektor dalam satu gantry.

Setting dan Komponen pesawat CT Scan

Sebuah sistem CT Scan terdiri dari beberapa komponen yaitu :
v Unit Pemindai / Gantry yang didalamnya terdapat Tabung sinar X ray dan rangkaian detektor
v Meja pemeriksaan pasien
v Unit komputer pengolah data
v Konsul Pengendali

Cara kerja pesawat CT Scan secara sederhana dapat di jelaskan dengan gambar sebagai berikut :


Dan secara garis besar sebuah sistem CT Scan dapat dijabarkan sebagai berikut :

Sistem Pemindai (Scan System) ; terdiri dari unit distribusi daya listrik, generator dan tabung sinar X Ray, detektor dan sistem pengukuran data. Selain itu terdapat pula sistem pengendali putaran gantry, sistem pengendali bagian gantry yang tidak bergerak, sistem meja/table pasien dan sistem pendingin à semuanya terdapat pada gantry.

Sistem Pengolahan Data (Imaging System); terdiri dari 3 unit komputer yaitu System Rekonstruksi Gambar/IRS (Imaging Reconstruction System), Sistem komputer pengendali (ICS ; Imaging Consul System) dan komputer pengerjaan post processing (Work station system)

Sistem Kontrol/Kendali (Control System), terdiri dari beberapa sistem pengendali mikro yang mengendalikan masing-masing komponen CT scan dan seluruh sistem ini bekerja di bawah koordinasi sistem komputer pengendali (ICS) sebagai pengendali utama.

Arah perkembangan teknologi CT Scan pada saat ini lebih diutamakan pada peningkatan kecepatan pencitraan dengan adanya multi detector, peningkatan resolusi gambar, dan pengurangan dosis radiasi yang diterima oleh pasien.

Peningkatan resolusi gambar banyak sekali mengalami perkembangan, sampai saat ini resolusi gambar telah mencapai 0,24 mm (Definition AS+, 128 slices) sehingga detail image dan akurasi pemeriksaan dapat lebih akurat dan mendapatkan real body imaging.
Hal ini ditunjukan dengan adanya pengembangan teknologi tabung X ray dengan Z sampling (Z-Sharp), yaitu terdapatnya 2 berkas sinar x ray akibat adanya deflaksi magnetik dan dibuat dengan konstruksi ramping, ukuran kecil sehingga mampu berputar dengan sangat cepat (0,33 detik/rotasi), selain memiliki kemampuan membuang panas sebesar-besarnya untuk menghindari overheating. Teknologi tabung X ray ini dinamakan STRATON Tube X ray.


Berbagai upaya telah dilakukan untuk pengurangan dosis radiasi terhadap pasien, adanya software pengaturan auto mAs (CARE Dose), adanya penambahan shield/colimator pada sistem tabung X ray, dan detector yang dibuat dari bahan yang memiliki efektifitas penyerapan sinar X ray, waktu after glow yang pendek dan ukuran yang kecil sehingga dapat mendapatkan informasi pixel dengan resolusi tinggi. Material detector dari inti keramik yang bermutu tinggi dikenal dengan nama UFC (Ultra Fast Ceramic)



CT Scan dalam aplikasi dan tantangan di masa depan

Peran CT Scan dalam diagnostik dan pencitraan medik sudah menjadi kebutuhan utama dalam menegakkan diagnosa dan membantu upaya terapi pada setiap kelainan medis pada pasien. Dan dalam aplikasinya CT Scan memberikan kontribusi di semua bidang keilmuan kedokteran yaitu dengan ketersediaan software yang memberikan kemudahan dan akurasi pemeriksaan pada bidang :

- Spesialis Syaraf (Neuro Engine)
- Spesialis Jantung dan Pembuluh darah (Cardiac Engine)
- Spesialis Kanker dan Onkologi (Oncology Engine) dan
- Spesialis Kegawatdaruratan (Acut Care Engine)

Keberadaan software ini tentunya sangat membantu dunia kedokteran secara keseluruhan dan dapat meningkatkan pelayanan kesehatan kepada masyarakat yang membutuhkan.


Adapun beberapa software yang bisa dijelaskan sebagai berikut :

1. Neuro Engine : meliputi pemeriksaan Nuero Perfusion, Neuro DSA, Neuro Perfusion Blood Volume.
2. Cardiac Engine : meliputi pemeriksaan Calcium Scoring, Cardiac CTA, Analisa Vessel dan analisa Fungsional Jantung
3. Oncology Engine : meliputi pemeriksaan Lung CARE, Lymph Nodes dan Liver Lession (deteksi automatis komputer pada lesi dan nodul)
4. Acute Care Engine : Kemampuan alat CT Scan untuk memeriksa pada pasien kasus gawat darurat dengan kemampuan tinggi (tidak adanya over heating dan delay time) dan hasil yang baik (resolusi dan detail tinggi).

Selain itu kemampuan CT Scan juga telah dapat membuat pemeriksaan Colonoscopy menjadi lebih aman, mudah dan akurat, Osteo CT (bone densitometri), dan Dental CT.

Bahkan saat ini telah dikembangkan pemeriksaan CT Scan dengan metode dynamic scan sehingga dapat melihat jalannya distribusi media kontras pada saat fase artery dan saat fase vena secara simultan.
Perkembangan ini mesti diimbangi dengan penguasaan teknologi tersebut oleh pekerja dan klinisi di bidang radiologi. Untuk menghadapi tantangan ini, peran Radiografer dan Radiologist sangat dibutuhkan untuk dapat memiliki pengetahuan dan menguasai teknologi tersebut. Adanya pendidikan yang terprogram dan terpadu serta adanya kemauan dan minat pada perkembangan teknologi (komputer) yang di dapat dari berbagai media menjadi kebutuhan pokok.

Penutup

Pesawat CT Scan saat ini menjadi alat bantu pencitraan medik yang berdaya guna tinggi dan dengan kemampuan yang selalu dan semakin berkembang. Baik dari sisi kualitas gambar, keamanan dosis radiasi dan akurasi pemeriksaan atau pengukuran.
Dalam aplikasinya di dunia medik, CT scan sangat membantu di semua bidang spesialisasi kedokteran. Tantangan kedepan bagi dunia radiologi dan yang menggelutinya seperti Radiografer dan dokter ahli radiologi menjadi lebih berat jika tidak dibarengi dengan kemauan belajar dan berusaha menguasai teknologi tersebut.