Bagaimana alat USG bekerja hingga bisa melihat sesuatu yang tidak terlihat oleh mata? Pertanyaan ini menarik karena alat ultrasonografi atau USG mampu menampilkan gambaran bagian dalam tubuh tanpa dokter harus melakukan pembedahan.
Teknologi tersebut bekerja dengan memanfaatkan gelombang suara berfrekuensi sangat tinggi. Gelombang ini bergerak masuk ke dalam tubuh, kemudian memantul ketika bertemu dengan batas antara jaringan atau organ yang memiliki karakteristik berbeda.
Mesin USG menangkap pantulan tersebut dan mengolahnya menjadi gambar pada layar. Jadi, USG sebenarnya tidak “melihat” tubuh seperti mata melihat sebuah benda. Mesin membaca pantulan gelombang suara, lalu komputer menerjemahkan data tersebut menjadi gambar yang bisa dipahami manusia.
Apa Itu Teknologi USG?
USG merupakan teknologi pencitraan yang menggunakan gelombang suara berfrekuensi tinggi atau ultrasound. Frekuensinya berada di atas kemampuan pendengaran manusia.
Pemeriksaan USG menggunakan alat yang disebut transducer atau probe. Dokter atau tenaga medis menempatkan probe pada bagian tubuh yang ingin diperiksa. Gel kemudian membantu gelombang suara bergerak dari probe menuju tubuh dengan lebih baik.
Probe kemudian mengirimkan gelombang suara ke dalam tubuh. Gelombang tersebut akan bergerak melewati berbagai jaringan dan menghasilkan pantulan yang berbeda.
Komputer kemudian mengolah pantulan tersebut untuk membentuk gambar secara langsung pada monitor.
Bagaimana Gelombang Suara Bisa Menghasilkan Gambar?
Kunci cara kerja USG terletak pada pantulan gelombang suara.
Bayangkan seseorang melempar bola ke beberapa permukaan berbeda. Bola akan memantul dengan karakter yang berbeda ketika mengenai dinding, kasur, atau permukaan keras.
USG bekerja dengan prinsip yang mirip, tetapi menggunakan gelombang suara. Ketika gelombang ultrasound bertemu batas antara dua jaringan, sebagian energi suara akan kembali menuju probe.
Probe menangkap pantulan tersebut. Mesin kemudian menghitung waktu yang dibutuhkan gelombang untuk kembali serta karakter pantulannya.
Komputer menggabungkan jutaan informasi tersebut untuk membentuk gambar.
Karena setiap jaringan memberikan respons berbeda, mesin dapat membedakan batas antara berbagai struktur di dalam tubuh.
Probe USG Ternyata Memiliki Peran Penting
Probe bukan sekadar alat untuk mengirimkan suara. Komponen ini juga menerima pantulan gelombang dari dalam tubuh.
Di dalam probe terdapat material piezoelektrik. Material tersebut dapat mengubah energi listrik menjadi getaran mekanis dan sebaliknya.
Ketika mesin memberikan energi listrik, material tersebut menghasilkan getaran yang membentuk gelombang ultrasound. Setelah gelombang memantul dari dalam tubuh, probe menerima kembali energi suara tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.
Komputer kemudian memproses sinyal tersebut menjadi informasi visual.
Proses ini berlangsung sangat cepat sehingga pemeriksa dapat melihat gambar bergerak pada layar hampir secara langsung.
Mengapa USG Bisa Menampilkan Gerakan?
USG tidak hanya menghasilkan gambar diam. Mesin juga dapat menampilkan pergerakan struktur di dalam tubuh secara real-time.
Ketika jaringan atau organ bergerak, pantulan gelombang suara ikut berubah. Mesin terus menerima data baru dan memperbarui gambar pada layar.
Kemampuan tersebut membuat USG berguna untuk mengamati berbagai struktur yang mengalami pergerakan.
Teknologi ini juga membantu pemeriksa mengamati perubahan posisi atau gerakan selama pemeriksaan berlangsung.
Bagaimana USG Bisa Mendeteksi Aliran Darah?
Teknologi USG juga memiliki fitur yang dapat membantu mengamati aliran darah. Salah satunya adalah Doppler ultrasound.
Teknologi Doppler memanfaatkan perubahan frekuensi gelombang suara ketika gelombang berinteraksi dengan sel darah yang bergerak.
Komputer kemudian mengolah perubahan tersebut untuk memberikan informasi mengenai arah dan karakteristik aliran darah.
Pada layar, sistem Doppler dapat menampilkan informasi aliran darah dalam bentuk visual atau grafik tertentu. Dengan teknologi ini, USG tidak hanya memberikan gambaran struktur, tetapi juga informasi mengenai pergerakan darah.
Lalu, Bagaimana USG 3D dan 4D Bekerja?
Perkembangan teknologi membuat USG tidak berhenti pada gambar dua dimensi.
USG 3D menggabungkan sejumlah data dari berbagai sudut untuk membentuk gambaran tiga dimensi. Teknologi ini dapat memberikan bentuk objek yang lebih mudah dipahami dibandingkan gambar dua dimensi biasa.
Sementara itu, istilah USG 4D biasanya merujuk pada gambar tiga dimensi yang bergerak secara real-time. Angka “4D” pada praktiknya menggambarkan tambahan dimensi waktu pada tampilan tiga dimensi tersebut.
Teknologi ini membuat pengguna dapat melihat perubahan bentuk dan gerakan secara lebih jelas selama pemeriksaan.
Apakah USG Bisa Mengetahui Sesuatu yang Mustahil Dilihat Mata?
Dalam batas tertentu, iya. Namun, bukan berarti USG bisa mengetahui semua hal yang tersembunyi di dalam tubuh.
USG mampu memberikan informasi mengenai struktur dan karakteristik jaringan berdasarkan responsnya terhadap gelombang suara. Mesin kemudian menyajikan informasi tersebut dalam bentuk gambar.
Karena itu, istilah “melihat sesuatu yang tidak terlihat” lebih tepat dipahami sebagai menerjemahkan data gelombang suara menjadi gambaran visual.
USG juga memiliki keterbatasan. Gelombang ultrasound tidak dapat menembus semua jenis jaringan dengan kualitas yang sama. Udara dan tulang, misalnya, dapat menghambat perjalanan gelombang sehingga beberapa bagian tubuh sulit terlihat dengan jelas.
Kualitas gambar juga dapat dipengaruhi oleh posisi tubuh, jenis jaringan, teknologi mesin, dan keterampilan pemeriksa.
Mengapa Teknologi Ini Tidak Membutuhkan Pembedahan?
Salah satu hal menarik dari USG adalah kemampuannya memperoleh informasi dari dalam tubuh tanpa membuat sayatan.
Probe cukup mengirimkan gelombang suara melalui permukaan tubuh. Mesin kemudian menerima pantulan gelombang tersebut dan mengolahnya menjadi gambar.
Metode ini membuat USG berbeda dari prosedur yang membutuhkan tindakan invasif untuk melihat bagian tertentu secara langsung.
Selain itu, pemeriksaan USG tidak menggunakan radiasi pengion seperti yang terdapat pada pemeriksaan sinar-X. Meski begitu, pemeriksaan tetap perlu mengikuti kebutuhan medis dan dilakukan oleh tenaga kesehatan yang sesuai.
Teknologi yang Mengubah Suara Menjadi Gambar
Cara kerja USG menunjukkan bagaimana teknologi dapat membuat sesuatu yang tidak terlihat menjadi informasi visual. Mesin tidak benar-benar “melihat” bagian dalam tubuh. Probe mengirimkan gelombang suara, menerima pantulannya, lalu komputer mengolah data tersebut menjadi gambar.
Perkembangan transducer, komputer, Doppler, serta teknologi pencitraan 3D dan 4D membuat kemampuan USG semakin luas.
Pada akhirnya, hal yang terlihat seperti “keajaiban” di layar sebenarnya berasal dari proses fisika yang cukup kompleks. Gelombang suara, sensor, komputer, dan perangkat lunak bekerja bersama untuk menerjemahkan informasi dari dalam tubuh menjadi gambar yang dapat diamati manusia.
Baca juga: Bagaimana Printer 3D Bekerja? Dari Desain Digital Menjadi Benda Nyata
