Sebagian besar orang, setidaknya di AS, pernah menjalani setidaknya satu pemeriksaan pencitraan medis seumur hidup mereka, sebuah indikator jelas tentang dampak radiologi terhadap kesehatan masyarakat. Pada tahun 2015, ilmu ini merayakan ulang tahunnya yang ke-100. Kedengarannya sudah tua, tetapi kenyataannya radiologi masih relatif baru dan terus berkembang setiap tahunnya seiring dengan peningkatan hasil medis yang diinginkan.

Semuanya dimulai pada akhir tahun 1800-an dan berkembang menjadi revolusi digital yang kita lihat saat ini. Jika Anda mencari karier di bidang kesehatan yang menempatkan Anda di garis depan, maka radiologi mungkin cocok untuk Anda. Bagaimana sinar-X bermula?

Apa Itu Radiologi?

Radiologi adalah spesialisasi medis yang membuat dan menginterpretasikan gambar organ dan sistem tubuh manusia untuk mendiagnosis penyakit atau cedera. Radiologi, seperti yang biasa disebut, juga dapat disebut sebagai layanan pencitraan, pencitraan medis, atau pencitraan diagnostik. Istilah umum di sini adalah ‘pencitraan’ karena itulah fokusnya. Radiologi dapat mencakup teknologi sinar-X seperti radiografi, pemindaian CT, pemindaian DXA, mamografi, angiografi, dan pengobatan intervensi. Selain itu, teknologi non-sinar-X seperti USG, pencitraan radionuklida, dan pemindaian resonansi magnetik (MR) juga termasuk dalam keluarga radiologi.

Dalam banyak hal, radiologi melayani setiap sektor perawatan kesehatan, termasuk pengobatan darurat, pediatri, penanganan trauma, penyakit menular, ortopedi, kedokteran gigi, ortodonti, kebidanan, dan perawatan kanker, yang sering disebut sebagai onkologi.

Bidang ini terbagi menjadi radiologi diagnostik dan radiologi terapeutik, yang keduanya menggunakan radiasi untuk mendeteksi dan mengobati gangguan. Meskipun tersedia beberapa tes pencitraan, beberapa yang paling populer meliputi sinar-X, MRI, USG, CT scan, dan PET scan.

Garis Waktu Sejarah Radiologi

Meskipun baru berusia lebih dari 100 tahun, radiologi telah menyaksikan beberapa penemuan yang menarik, dimulai dengan sinar-X, diikuti oleh fluoroskopi, radiografi terkomputasi, dan radiografi digital.

Siapa Penemu Sinar-X?

Kisah radiologi dimulai dengan Wilhelm Conrad Roentgen, seorang insinyur mekanik dan fisikawan Jerman. Roentgen menemukan jenis energi elektromagnetik baru saat melakukan eksperimen di laboratoriumnya. Penemuan ini kemudian mengantarkannya meraih Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1901.

Pada tanggal 8 November 1895, Roentgen sedang mempelajari perilaku elektron saat melewati tabung kaca, yang dikenal sebagai tabung Crookes-Hittorf. Tabung tersebut sepenuhnya tertutup dalam bungkus karton kedap cahaya dan pekerjaannya dilakukan dalam kondisi hampir gelap total di laboratoriumnya. Saat bereksperimen dengan tabung tersebut, ia secara tidak sengaja memperhatikan meja kerja di dekatnya yang dilapisi barium platinocyanide, memancarkan cahaya kehijauan dengan intensitas rendah. Cahaya itu tampaknya muncul saat tabung elektron diberi energi dan ia dengan cepat menghubungkan aliran elektron dengan “Jenis Sinar Baru” ini.

Selama pengujian lebih lanjut, ia menemukan bahwa objek dengan ketebalan yang berbeda-beda yang ditempatkan di jalur sinar menunjukkan perubahan transparansi ketika ditangkap pada pelat fotografi. Ketika ia meletakkan tangan istrinya di jalur sinar di atas pelat fotografi selama beberapa saat, terbentuk gambar yang unik.

Pelat yang telah dikembangkan menunjukkan bayangan yang dihasilkan oleh tulang-tulang tangannya dan cincin yang dikenakannya, dikelilingi oleh daging, yang lebih permeabel terhadap sinar dan karenanya menghasilkan bayangan yang lebih samar. Itu adalah gambar sinar-X pertama dari manusia. Selama beberapa hari berikutnya, Roengten bekerja hingga hampir kelelahan dan menemukan hampir semua sifat sinar-X, yang masih berlaku hingga saat ini. Ia menyebutnya “sinar-X” dengan rencana untuk menamainya lebih akurat di kemudian hari, tetapi itu tidak pernah terjadi. Karya dan dedikasinya merupakan bukti kecemerlangan Wilhelm Roengten sebagai seorang fisikawan dan pencariannya akan jawaban ilmiah.

Beberapa ilmuwan, termasuk Thomas Edison, telah mengembangkan penemuan Wilhelm Roentgen. Edison menciptakan fluoroskopi sekitar pergantian abad. Fluoroskopi menggunakan sinar-X untuk menciptakan gambar bergerak secara real-time. Sayangnya, efek berbahaya dari paparan sinar-X yang intens dan jangka panjang menjadi jelas dengan kematian asisten Edison, Clarence Dally. Hal ini akhirnya membuka jalan bagi pemahaman yang lebih baik tentang efek berbahaya sinar-X dan keselamatan radiasi yang tepat. Pada tahun 1918, George Eastman memperkenalkan film untuk menggantikan pelat fotografi kaca yang digunakan dalam sinar-X. Akhirnya, pelat kaca yang tidak praktis ini digantikan dengan lembaran selulosa nitrat yang sangat mudah terbakar, yang kemudian digantikan lagi dengan film poliester yang stabil. Saat ini, gambar sinar-X bersifat digital dan film poliester telah menjadi usang. Radiologi benar-benar merupakan “teknologi pencitraan digital.”

Teknologi Ultrasonik

Ultrasonografi, yang sering disebut sebagai sonografi medis, adalah penggunaan gelombang suara frekuensi sangat tinggi untuk prosedur medis. Frekuensi suara ini jauh di atas rentang pendengaran manusia dan aman untuk aplikasi pada manusia. Meskipun dokter kandungan Skotlandia, Ian Donald, menciptakan ultrasonografi pertama pada tahun 1958, teknologi ini sebenarnya sudah ada sejak Jacques dan Pierre Curie pada tahun 1877. Mereka adalah orang pertama yang menggunakan piezoelektrik, yaitu mengubah energi kinetik atau mekanik menjadi energi listrik. Ini adalah komponen penting dari transduser ultrasonografi.

Pada tahun 1958, Dr. Ian Donald menggunakan teknologi ini untuk mengamati pertumbuhan janin di dalam rahim guna memvisualisasikan kelainan selama kehamilan. Ketertarikan Donald pada teknologi ultrasound dimulai ketika ia bertemu dengan direktur sebuah perusahaan manufaktur boiler.

Perusahaan tersebut menggunakan ultrasonik industri untuk memeriksa retakan pada lasan mereka. Donald penasaran ingin mengetahui apakah ultrasonik dapat membedakan berbagai jenis jaringan. Dia mengunjungi pabrik tersebut pada bulan Juli tahun 1955, membawa serta fibroid dan kista ovarium yang besar. Dia menggunakan mesin ultrasonik pada sampel jaringan ini, membandingkannya dengan steak sebagai kontrol.

Percobaan tersebut mengkonfirmasi kemampuan mesin untuk memindai jaringan biologis. Bersama dengan kontributor lain, Donald membangun versi ultrasound yang lebih kecil untuk digunakan pada wanita yang sedang hamil. Namun, ultrasound modern meluas melampaui bidang obstetri, dan dapat secara efektif memvisualisasikan sebagian besar bagian tubuh, termasuk jantung, pembuluh darah, dan perut. Baru-baru ini, frekuensi suara yang lebih tinggi digunakan untuk studi muskuloskeletal (MSK) yang secara klinis penting bagi dokter ortopedi.

Tomografi

Pada tahun 1930-an, ahli radiologi Dr. Alessandro Vallebona, direktur Institut Radiologi, memperkenalkan metode untuk merepresentasikan secara anatomis satu irisan tubuh pada film radiografi. Tomografi adalah penggunaan sinar-X untuk membuat gambar. Kata ini berasal dari kata Yunani “tomos,” yang berarti “irisan” atau “bagian,” dan “graphia,” yang berarti “menggambarkan.” Pembuatan kumpulan data gambar sinar-X sebagai irisan, mengatasi tumpang tindih anatomi manusia pada gambar, yang dapat membingungkan para ahli radiologi.

Saat ini, tomografi adalah ilmu yang digunakan oleh semua orang, mulai dari arkeolog hingga ahli oseanografi, dan memiliki aplikasi luas dalam kedokteran diagnostik. Para ilmuwan telah mengembangkan lebih lanjut karya Dr. Vallebona untuk menciptakan tomografi terkomputasi.

Tomografi Komputer

Tomografi terkomputasi adalah apa yang kebanyakan orang kenal sebagai CT atau CAT scan. CT menggunakan teknologi yang sama dengan sinar-X tetapi menghasilkan gambar dalam penampang melintang. Diciptakan pada tahun 1972 oleh matematikawan Oxford Sir Godfrey Hounsfield dan Allan Cormack, CT scan dapat mendeteksi kondisi yang tidak terlihat pada sinar-X konvensional, seperti:

• Struktur di dalam otak termasuk tumor
• Gumpalan darah
• Ventrikel membesar
• Kelainan pada saraf atau otot
• Massa perut
• Patah tulang

Pemindai CT memfokuskan berkas sinar-X sempit melalui pasien, sementara detektor sinar-X dan rakitan tabung sinar-X yang canggih berputar mengelilingi pasien dalam waktu kurang dari satu detik. Ini menciptakan kumpulan data CT anatomi manusia secara irisan demi irisan, analog dengan “mengiris sepotong roti”. Kepadatan yang berbeda dari berbagai struktur dan organ menyerap sinar-X dalam berbagai tingkat, suatu proses yang dikenal sebagai penyerapan diferensial, menciptakan gambar yang ditampilkan di layar komputer untuk interpretasi. Seringkali, gambar-gambar ini dapat ditampilkan dalam bentuk 3-D.

Pada tahun 1979, Sir Hounsfield dan Cormack dianugerahi Hadiah Nobel dalam bidang Fisiologi atau Kedokteran atas kontribusi mereka terhadap kesehatan dan penelitian.

Pencitraan Resonansi Magnetik

Dr. Raymond Vahan Damadian adalah seorang dokter Amerika dan pengembang mesin pemindai MRI pertama. Ia pertama kali mengusulkan ide MRI pada tahun 1969. Pemindaian MR, seperti yang biasa disebut, bergantung pada karakteristik atom dari magnetisme dan frekuensi radio untuk menciptakan gambar pada tingkat atom, dari sel dan jaringan yang mengandung air, dan khususnya hidrogen, sebagai unsur penting air. Pemindai MR tampak mirip dengan pemindai CT tetapi prinsip kerja fisiknya sangat berbeda. Teknologi MR tidak menggunakan radiasi dan mampu mengungkapkan kondisi jaringan dan penyakit pada tingkat seluler, dengan menggunakan berbagai sekuens MR.

Dr. Damadian menunjukkan bahwa keganasan dan jaringan normal dapat dibedakan secara in vivo menggunakan resonansi magnetik nuklir (NMR) karena durasi relaksasi atomnya yang lebih panjang. Ia melakukan MRI seluruh tubuh pertama pada manusia pada tahun 1977 untuk mengidentifikasi kanker. Pemindaian MR telah merevolusi kedokteran dari sudut pandang diagnostik dan kini menjadi alat penting dalam kedokteran.

Radiologi Digital dan Komputasi

Teknologi pencitraan yang luar biasa ini telah menghasilkan kemajuan lebih lanjut seperti radiografi digital (DR) dan radiografi terkomputasi (CR). Keduanya memerlukan penggunaan teknologi digital yang bergantung pada jaringan komputer dan koneksi internet berkecepatan tinggi.

DR menggunakan detektor panel datar dan teknologi transistor film tipis yang mengubah sinar-X menjadi muatan listrik secara langsung atau tidak langsung, yang kemudian diproses oleh komputer menggunakan program perangkat lunak yang kompleks untuk menghasilkan gambar digital menggunakan sinar-X. Material canggih seperti selenium, silikon, dan perovskit banyak diaplikasikan pada detektor DR seiring dengan kemajuan industri dan pencarian kualitas gambar yang lebih tinggi serta dosis radiasi yang lebih rendah.

CR menggunakan pelat penyimpanan fosfor (PSP) berbasis kaset yang kemudian dipindai ke dalam format digital oleh sistem terkomputerisasi untuk pemrosesan gambar, pengarsipan, dan tampilan. Baik dengan CR maupun DR, seluruh operasi didigitalisasi untuk menghasilkan gambar radiografi yang dapat dihubungkan dan ditransmisikan ke seluruh dunia untuk konsultasi dan interpretasi. Sebagai kumpulan data digital, gambar-gambar ini diarsipkan untuk penyimpanan jangka panjang, dalam sistem pengarsipan dan komunikasi gambar (PACS) yang canggih .

Tomografi Emisi Positron (PET)

Pemindaian PET adalah jenis pencitraan yang menggunakan radionuklida untuk mengungkapkan aktivitas metabolisme atau biokimia jaringan dan organ. Zat radioaktif (tracer) seperti Fluorin-18 digunakan dalam pemindaian PET untuk menunjukkan aktivitas metabolisme normal dan abnormal. Pemindaian PET bergantung pada reaksi atom produksi pasangan untuk membuat gambar menggunakan “detektor gamma” nuklir. Pemindaian PET-CT menggabungkan CT dengan pemindai PET dan umumnya lebih akurat dalam mendiagnosis kanker. PET sering digunakan untuk membantu menentukan stadium kanker dan membantu ahli onkologi dalam mengembangkan rencana perawatan kemoterapi dan radioterapi.

Masa Depan Radiologi

Teknologi yang terlibat dalam radiologi bersifat transformatif dan laju inovasi terus meningkat. Anda dapat mengharapkan kecerdasan buatan (AI) memainkan peran penting dalam ilmu ini di masa depan.

AI akan diintegrasikan ke dalam praktik rutin ahli radiologi, membantu dokter dalam meningkatkan efisiensi dan kemampuan diagnostik. AI dapat menyaring sejumlah besar data pencitraan dalam hitungan detik, mendukung ahli radiologi dengan memprioritaskan daftar kerja dan diagnosis.

Selain itu, sedang dikembangkan juga mikroskopi resonansi magnetik (MRM) untuk pencitraan jaringan dalam. MRM unik karena menyediakan informasi tingkat seluler dari jaringan sedalam beberapa sentimeter. Pemanfaatan perangkat keras khusus, medan ultra-tinggi, dan algoritma pengumpulan dan pemrosesan data yang inovatif menciptakan metode unik untuk mengekstrak informasi biofisik pada tingkat seluler dalam sampel utuh.

Cabang menarik lainnya adalah informatika pencitraan medis. Cabang informatika biomedis ini mengumpulkan, menganalisis, dan mengkomunikasikan informasi pencitraan penting yang sangat penting untuk perawatan pasien.

Selama lebih dari 100 tahun, radiologi telah menggabungkan teknologi dan sains terbaik untuk meningkatkan penelitian dan perawatan pasien. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang karier di bidang yang menarik ini, lihat program yang tersedia di Medical Technology Management Institute (MTMI) . Anda dapat menghubungi kami hari ini untuk informasi lebih lanjut.