## ANALISIS JEDA WAKTU PEMBACAAN IMAGING PLATE TERHADAP SIGNAL TO NOISE RATIO PADA CITRA COMPUTED RADIOGRAPHY

## ANALYSIS OF READING TIME DELAY OF IMAGING PLATE TO SIGNAL TO NOISE RATIO ON COMPUTED RADIOGRAPHY IMAGE
Dwi Rochmayanti 1) , Defia Ayusari 2) , Andrey Nino Kurniawan 3)
1,3) Health Polytechnics of Semarang-Indonesia
2) Technologist at Cileduk e-mail: yanti.aqila@gmail.com

## ABSTRACT
Backgroud: Imaging plate (IP) is a storage media on computed radiography (CR). IP that has been exposed and does not process immediately will decrease the latent image exponentially over time and degrade the image quality. Normally, 25%  of signal will be lost if IP was scanned at 10 minutes till 8 hours after exposure. So It will decrease the image quality. Image quality is determined by several factors. One of them is the signal-to-noise ratio (SNR). This study aims to determine the effect of reading time delay of IP to SNR on CR image.
Methods: This research was a quantitative study with an experimental approach. Population of this study was CR digital image with various time delay of IP reading. Samples were 51 digital images of water phantom read by IP reading with time interval was 0 hours, 0.5 hours, 1 hour; 1.5 hour, 2 hours, 2.5 hours, 3 hours, 3.5 hours, 4 hours, 4.5 hours, 5 hours, 5.5 hours, 6 hours, 6.5 hours, 7 hours, 7.5 hours and 8 hours after exposure. Image pixel value and noise was weasured by ImageJ software to determine the value of SNR, then analyzed statistically with the regression test.
Results: There was effect of reading time delay to SNR on CR image. Time delay affected 30,5% decreasing of SNR. Generally, time delay of IP reading decrease the SNR. The average decrease was 1.55% of SNR.
Conclusion: T he decrease of the SNR value was not big enough, only 1.55%. However, it will better when IP read as soon as possible after exposure to reduce the decrease of image quality.
Keywords: time delay, imaging plate, signal to noise ratio, computed  radiography

## PENDAHULUAN
Sistem CR memiliki konfigurasi komponen akuisisi data dan  pemroses  citra.  Komponen  akuisisi  data  dan  pemroses citra  terdiri  dari  IP,  kaset  IP, digitizer dan  printer.    IP merupakan  media  penyimpan  citra  yang  terbuat  dari  bahan PSP yang sekaligus berfungsi sebagai sistem deteksi. Kaset IP sama  dengan  yang  digunakan  pada  radiografi  konvensional, hanya  saja untuk kaset IP memiliki celah ( window ). Digitizer berfungsi  sebagai  fungsi image  reader yang  berperan  dalam proses readout , erasure dan pengolahan citra. Printer sebagai media  pencetak  citra, printer ini  tidak  menggunakan  cairan kimia sebagaimana dalam radiografi konvensional.
IP  yang  telah  diekspose  ini  akan  menyimpan  bayangan laten  di  dalamnya.  Menurut  Seibert  (2006)  gambar  laten dalam IP dapat disimpan dalam waktu yang agak lama setelah dieksposi.  Hal  ini  dikarenakan  penurunan  sinyal  yang terperangkap secara eksponensial dari waktu ke waktu, karena phosphorescence secara  spontan.  Normalnya  IP  akan kehilangan  25%  sinyal  yang  tersimpan  antara  10  menit sampai  8  jam  setelah  eksposur  dan  lebih  lambat  setelahnya. Proses  penurunan  atau fading ini  terjadi  di  antara  setelah eksposi  IP  hingga  proses  pembacaan  IP  pada image  reader . Citra    laten  yang  mengalami  penurunan  tersebut  akan  diubah menjadi  citra  digital,  sehingga  penurunan  gambar  laten  akan menurunkan  kualitas  citra.  dari  beberapa  jurnal  dari  The British  Institute  of  Radiology  mengatakan  bahwa  IP  yang
tidak segera di- scan atau dibaca oleh reader akan mengalami pengurangan informasi yang disebabkan oleh degradasi citra.
Penelitian  ini  akan  mencari  besarnya  pengaruh penundaan  waktu  processing  terhadap  signal  to  noise  rasio, dan  berapa tingkat penurunan  nilai SNR selama  variasi delay time prosessing yang dilakukan.

## METODE
Jenis  penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  jenis  penelitian  kuantitatif  dengan  pendekatan eksperimental.  Metode  pengumpulan  data  dilakukan  dengan eksperimen  dengan  melakukan  perubahan  jeda  waktu pembacaan  IP  untuk  mengetahui  pengaruhnya  terhadap  SNR pada citra CR.
Penelitian ini menggunakan pesawat sinar-X GE dan CR Agfa  tipe  CR  35-X  dengan  IP  IP  Agfa  tipe  CR  MD  4.0 General Code ukuran 35x35 cm. Pada penelitian ini data citra digital  diperoleh  dengan  melakukan  eksposi  pada  IP  dengan objek  pemeriksaan water  panthom. IP  yang  telah  dieksposi diproses  pada imaging  plate  reader dengan  jeda  waktu pembacaan 0 jam;  0,5 jam; 1  jam; 1,5 jam; 2  jam; 2,5 jam; 3 jam; 3,5 jam; 4 jam; 4,5 jam; 5 jam; 5,5 jam; 6 jam; 6,5 jam; 7 jam; 7,5 jam; 8 jam setelah eksposi dengan protokol CR exam group  Chest .  Setelah  pemrosesan  selesai,  data  citra  tersebut diolah menggunakan software imageJ untuk dapat mengetahui nilai pixel  value .  Data  nilai pixe  lvalue tersebut  kemudian
diolah  untuk  mendapatkan  nilai  SNR  masing–masing  citra. Nilai SNR  yang telah didapat kemudian dilakukan uji analisa data dengan menggunakan uji statistik
Sebelum  melakukan  peneitian,  pada  awal  prosedur semua IP dilakukan erasing . Selanjutnya dilakukan pemotretan  dengan water  phantom diatas  IP.  Pada  semua eksposi  menggunakan  luas  lapangan  sebesar  35x  43  cm. Eksposi  dilakukan  dengan  parameter  60  kVp,  10  mAs  dan FFD 100 cm. Organ code dipilih untuk pemeriksaan chest PA . Setelah  dilakukan  eksposi  maka  pada  0  menit  segera dilakukan  pembacaan.  Hal  yang  sama  dilakukan  dengan variasi delay time pembacaan 0,5 jam, 1  jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5  jam,  3  jam,  3,5  jam,  3,5  jam,  4  jam,  4,5  jam,  5  jam,  5,5 jam, 6 jam, 6,5 jam, 7 jam, 7,5 jam dan 8 jam setelah eksposi dilakukan. Semua citra hasil diukur SNR dengan menggunakan software  image  J .  Untuk  mendapatkan  nilai pixel  dan noise dilakukan  ROI  dengan  pada  objek water phantom dengan  membagi  objek water  phantom menjadi empat daerah, yakni daerah atas, bawah, kanan dan kiri. Tiap daerah  ini  dilakukan  pengukuran pixel  value pada  enam  titik. Untuk  mengetahui noise dilakukan  pengukuran pixel  value pada empat kuadran daerah di luar objek water phantom yang masih  terpapar  radiasi  ( background ).  Tiap  kuadran  dilakukan pengukuran pixel  value pada  tiga  titik  dan  kemudian  hitung standar deviasi pixel value tersebut
Gambar 1. Pembagian daerah citra untuk ROI

## HASIL
Hasil  pengukuran  SNR  citra  digital water  phantom didapatkan  dari  pengukuran  rata-rata  nilai pixel  value dibagi noise .  Pada  citra  tersebut  dilakukan  pengukuran  sebanyak enam  kali  di  pada  bagian  atas,  bawah,  kanan  dan  kiri  dari objek water  phantom .  Sedangkan  untuk  pengukuran noise dilakukan  pengukuran  standar  deviasi pixel  value pada  setiap kuadran background citra.  Tiap  titik  pada  citra  digital water phantom pada  pengukuran  nilai pixelvalue dengan software imageJ  ini  menggunakan  ROI  sebesar  2,1x2,1  mm  yang memberikan 441 nilai pixel value pada tiap pengukuran.
Besarnya  peningkatan  nilai pixel  value dengan  variasi jeda waktu penundaan pembacaan terlihatpada grafik 2.
Gambar 2. Grafik hubungan jeda waktu pembacaan IP dengan nilai pixel value waterp hantom
Pada  gambar  2,  terlihat  meskipun  tidak  secara  linier, dapat  terlihat  bahwa  nilai pixel  value meningkat  dengan semakin  panjangnya  waktu  tunda  pembacaan  IP.  Sedangkan untuk  pengukuran  nilai  noise  menghasilkan  data  yang  lebih bervariasi. Data tersaji pada grafik 3.
Gambar 3. Grafik hubungan jeda waktu pembacaan IP  dengan noise
Dari gambar 3 dimana divisualisasikan hubungan antara nilai  noise  dengan  jeda  waktu  penundaan  menunjukkan  hal yang  bervariatif.  Sedangkan  hubungan  antara  penundaan waktu pembacaan terhadap SNR dapat terlihat pada grafik 4.
Gambar 4.  Grafik pengaruh jeda waktu pembacaan IP terhadap SNR
Data selanjutnya diuji secara statistik dengan menggunakan  uji  Shapiro-Wilk  untuk  mengetahui  normalitas data dan diikuti dengan uji regresi untuk mengetahui pengaruh antar  variabel.  Berdasarkan  hasil  analisis  uji  statistik,
diketahui  nilai  sig.  Shapiro-Wilk  untuk  variabel  jeda  waktu pembacaan IP sebesar 0,640 dan 0,962 untuk SNR. Maka data dikatakan terdistribusi normal karena nilai signifikansi > 0,05. Dari  uji  regresi  nilai  R Square pada  penelitian  ini  sebesar 0,305;  maka  diperoleh  prosentase  sebesar  30,5%  nilai  ini berasal  dari  0,305  x  100%.  Nilai  ini  mengandung  arti  bahwa SNR  dipengaruhi  oleh  jeda  waktu  pembacaan  IP  sebesar 30,5%  dan  69,5%  dipengaruhi  faktor  lain.  Dari  hasil menunjukkan  nilai  sig. Coeffcient sebesar  0,022;  maka  dapat diketahui  nilai  signifikansi  <  0,05  dan  berarti  Ho  ditolak  dan Ha  diterima.  Maka  disimpulkan  pada  penelitian  ini  ada pengaruh  jeda  waktu  pembacaan  IP  terhadap  SNR  pada  citra CR.  Hasil  statistik  penelitian  yang  telah  dilakukan  penulis menunjukkan  bahwa  ada  pengaruh  jeda  waktu  pembacaan  IP terhadap  SNR  pada  citra  CR.  Dimana  semakin  panjang  jeda waktu pembacaan IP maka SNR semakin menurun.
Besarnya  perubahan  nilai  SNR  sebagai  akibat  pendaan waktu pembacaan dapat terlihat pada tabel 1.
Tabel 1. Prosentase perubahan SNR No Jeda waktu penundaan (jam) Perubahan SNR (%) 1 0,5 29,52 2 1 37,37 3 1,5 24,45 4 2 25,34 5 2,5 25,55 6 3 20,17 7 3,5 12,42 8 4 12,97 9 4,5 22,31 10 5 4,89 11 5,5 -2,34 12 6 2,02 13 6,5 -12,53 14 7 19,06 15 7,5 8,48 16 8 6,29
Dari  tabel  1  diperoleh  hasil  perhitungan,  dan  didapatkan bahwa ada penurunan nilai SNR rata-rata sebesar 1,5%.

## DISKUSI
Hasil  statistik  menunjukkan  bahwa  ada  pengaruh  jeda waktu  pembacaan  IP  terhadap  SNR  pada  citra  CR.  Dimana semakin  panjang  jeda  waktu  pembacaan  IP  maka  SNR semakin menurun.
Pada  grafik  4.  dapat  kita  lihat  SNR  pada  jeda  waktu pembacaan  IP  0  jam  hingga  8  jam  mengalami  fluktuasi. Terilihat secara keseluruhan grafik, jeda waktu pembacaan IP yang  semakin  lama  menyebabkan  SNR  menurun.  Hal  ini sesuai  dengan  teori  yang  menyatakan  proses fading gambar laten  pada  PSP  terjadi  secara  non-linear,  dilihat  dari penurunan  SNR  dengan  penundaan  waktu  yang  lebih  besar dalam pemindaian (Sogur et. al ., 2012).
Jeda  antara  eksposi  hingga  pemrosesan  IP  diketahui dapat  mengurangi  elektron  yang  terjebak  pada F-state , sehingga  mengurangi  jumlah  elektron  yang  membentuk gambar  laten.  IP  yang  terpapar  cahaya  sekitar  dapat menyebabkan  eksitasi  elektron  dari  pita  valensi  dan
menyebabkan elektron muncul pada F-center meskipun tanpa paparan  sinar-X.  Hal  ini  disebut  juga  dengan noise ,  hal  ini seperti fog dengan  pada  radiograf  konvensional  (Al  Khalifah et. al ., 2012).
SNR mengalami naik-turun dikarenakan nilai pixel value water  phantom yang  meningkat  besar  tetapi noise tidak meningkat terlalu besar bahkan ada beberapa nilai noise yang mengalami naik-turun. Menurut penulis perubahan nilai noise inilah yang menyebabkan nilai SNR fluktuatif.
Dari grafik hubungan jeda waktu pembacaan IP  dengan nilai pixel  value  water  phantom pada  grafik  2,  dapat  dilihat bahwa  semakin  lama  jeda  waktu  pembacaan  IP  maka  nilai pixelvalue relatif  meningkat. Hal  ini sesuai dengan teori  yang menyebutkan  bahwa  peningkatan  nilai pixel seiring  dengan jeda  waktu  pembacaan  ( delay  scan ),  hal  ini  menyebabkan degradasi citra (Sogur et. al ., 2012).
Selain  itu  berdasarkan  grafik  hubungan  jeda  waktu pembacaan  IP  dengan noise ,  dapat  dilihat  bahwa  semakin lama jeda waktu pembacaan IP maka noise relatif  meningkat meskipun  ada  beberapa  yang  mengalami  naik-turun.  Salah satu  cara  untuk  menilai noise ini  dapat  dilakukan  dengan pengukuran standar deviasi nilai pixel value pada background . Seiring  dengan  peningkatan  nilai pixel yang  disebabkan  jeda waktu pembacaan maka noise juga akan meningkat.
Pada  grafik  3,  terlihat noise secara  keseluruhan  tidak meningkat  begitu  besar,  hal  ini  dimungkinkan  karena  adanya fitur noise  reduction pada  modalitas  alat  CR..  Penelitian  ini menggunakan  protokol  CR exam  group  Chest dengan  fitur noise  reduction ini  sudah  diatur  dari  pabrikan  CR  tersebut, sehingga  tidak  dapat  mengatur  fitur noise  reduction ,  karena secara  otomatis  akan  menyesuaikan  dengan  program  yang tersedia. Sebenarnya fitur ini dapat diatur sendiri yaitu dengan cara membuat protokol examination baru dan untuk membuat protokol  baru  ini  harus  dengan  vendor  CR  tersebut.  Seperti yang  dilakukan  pada  penelitian  sebelumnya  Fabrianto mengenai pengaruh speedclass terhadap spatial resolution dan SNR, noise  reduction ini  merupakan  faktor  yang  ikut dikontrol  pada  dengan  cara  dinolkan  pada  pengaturan MUSICA 2 sehingga citra yang dihasilkan murni tanpa adanya reduksi noise . Proses noise  reduction ini  menggunakan filter dari perhitungan contras  to  noise  ratio (CNR)  citra  dalam  tahap analisis  citra.  CNR  ini  mirip  dengan  SNR  tetapi  CNR difokuskan  pada  perbedaan  sinyal  lokal  terhadap noise lokal. Pada noise  reduction nilai pixel dievaluasi  dan  dilemahkan berdasarkan pixel yang  sesuai  dengan  CNR.  Jika  CNR pixel kurang  dari  nilai  minimum, pixel dikalikan  dengan  koefisien atenuasi  kurang  dari  satu.  Sebaliknya,  jika  CNR pixel lebih besar  dari  nilai  maksimum  maka pixel dikalikan  dengan koefisien sedikit lebih besar dari satu.
Faktor lain yang menyebabkan noise fluktuasi yaitu suhu ruangan  penyimpanan  IP  sebelum  IP  tersebut  diproses mengalami  naik-turun.  Nilai noise yang  meningkat  terjadi pada  saat  suhu  ruangan  penyimpanan  IP  meningkat  karena pendingin  ruang  yang  tidak  berfungsi  selama    pemadaman listrik  dan  hal  ini  terjadi  beberapa  kali.  Nilai noise menurun terjadi  pada  saat  suhu  ruangan  penyimpanan  IP  mengalami
penurunan,  penurunan  suhu  ini  dimana  terjadi  pada  saat malam  hari.  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  yang  menyebutkan bahwa IP memiliki sensitivitas tinggi terhadap radiasi pengion dan  atau  radiasi  non  pengion,  seperti  cahaya,  panas,  dan radiasi  hambur;  hal  tersebut  dapat  menyebabkan  efek  seperti noise dan  menurunkan  kualitas  gambar.  Peningkatan noise terjadi  ketika  waktu  antara  penghapusan  terakhir  dengan akuisisi  gambar  berikutnya  meningkat.  Peningkatan noise disebabkan  oleh  kondisi  lingkungan  sekitar,  seperti  cahaya sekitar  dan  suhu  di  mana  IP  yang  disimpan.  Untuk meminimalkan  noise  pada  IP  dapat  dilakukan  dengan melakukan erasing IP  sebelum  pemeriksaan  (Al  Khalifah et. al ., 2012)
Ada  beberapa  hal  yang  menjadi  catatan  pada  penelitian ini,  dimana  faktor  software  pada  modalitas  CR  adalah  sesuai apa  adanya,  sebagimana  fitur  noise  reduction  memang  secara otomatis  diaplikasikan  untuk  setiap  pemeriksaan  yang dilakukan  dengan  menggunakan  modalitas  CR  tersebut. Peneliti ini juga tidak mengontrol suhu ruangan penyimpanan IP,  karena  untuk  mendapatkan  data  yang  secara  real  sesuai dengan aplikasi pemeriksaan sehari-hari.

## SIMPULAN
Ada  pengaruh  jeda  waktu  pembacaan  IP  terhadap  SNR pada  citra  CR.  Pengaruh  ini  besarnya  30,5  %.  Sedangkan sisanya  (69,5%)  dipengaruhi  oleh  faktor  lain.  Semakin  jeda waktu pembacaan IP meningkat maka SNR semakin menurun dan  rata-rata  prosentase  penurunan  SNR  pada  penelitian  ini sebesar 1,55%.

## DAFTAR PUSTAKA
Agfa HealthCare N. V. 2014. Agfa’s MUSICA2 TMTaking Image Processing to  the  Next  Level.  http://www.agfahealthcare.com/global/en.  Selasa, 26 April 2015.
Akdeniz,  B.G.  dan  Gröndahl,  H.G.  2006.  Degradation  of  storage  phosphor images  due  to  scanning  delay.  The  British  Institute  of  Radiology. http://www.birpublications.org/doi/abs/10.1259/dmfr/51534985. Kamis, 21 April 2015.
Al Khalifah, Khaledet. al.   2012. Effect of Heat on Image Plates in Computed Radiography  Systems.  Journal  of  Medical  Imaging  and  Radiation Sciences  43.  http://www.jmirs.org/article/S1939-8654(11)00065- 8/abstract. Jumat, 29 April 2015.
Seibert,  J.A.  et.  al.  2006.  Acceptance  Testing  and  Quality  Control  Storage Phosor  Imaging  System.  American  Assocition  of  Physicist  in Medicine.  http://www.aapm.org/pubs/reports/rpt_93.pdf.  Jumat,  19 Desember 2014.
Sogur, E., Baksi, B.G. , dan Mert, A. 2012. The effect of delayed scanning of storage  phosphor  plates  on  occlusal  caries  detection.  The  British Institute  of  Radiology.  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC3729000/pdf/dmf-41-309.pdf. Kamis, 21 April 2015.
Strauss,  L.  J.  dan  Rae,  Williams  I.  D.  2012.  Image  Quality  Dependence  on Image Processing Software in Computed Radiography. Departement of  Medical  Physics,  University  of  The  Free  State:  Bloemfontein. http://ajol.info/index.php/sajr/article/download/81479/71656.  Jumat, 19 Desember 2014.