Pada awal tahun 1950-an, teknologi ultrasonik mulai beralih dari laboratorium fisika dan militer ke dunia klinis. Saat itu, beberapa peneliti di Amerika Serikat dan Eropa mulai mencoba menggunakan gelombang ultrasonik untuk membedakan jaringan normal dan jaringan patologis, terutama tumor. Sistem yang digunakan masih sangat sederhana dan berukuran besar, bahkan sebagian merupakan modifikasi dari peralatan industri atau militer.
Salah satu tokoh yang sangat berperan dalam perkembangan USG klinis adalah Ian Donald, seorang dokter kandungan dari Glasgow, Skotlandia. Sekitar tahun 1955–1958, ia bekerja sama dengan insinyur teknik untuk mengadaptasi alat ultrasonik industri menjadi alat medis. Pada awalnya, ia menggunakan sistem A-mode (Amplitude mode), yaitu tampilan grafik satu dimensi berupa lonjakan gelombang yang menunjukkan adanya pantulan dari struktur dalam tubuh. Metode ini belum menghasilkan gambar seperti sekarang, tetapi sudah mampu membedakan massa kistik (berisi cairan) dan massa padat berdasarkan pola pantulannya.
Salah satu pencapaian penting Ian Donald adalah kemampuannya membedakan kista ovarium dari tumor padat abdomen tanpa pembedahan eksploratif. Pada masa itu, banyak pasien dengan massa abdomen langsung menjalani operasi karena keterbatasan metode diagnostik. Dengan ultrasonografi, dokter dapat memperkirakan sifat lesi secara non-invasif. Ini merupakan lompatan besar dalam dunia kedokteran.
Kemudian sistem berkembang menjadi B-mode (Brightness mode), yang mulai menghasilkan gambaran dua dimensi. Pada tahun 1958, Ian Donald dan timnya mempublikasikan hasil penelitian yang menunjukkan penggunaan USG untuk mengevaluasi kehamilan, termasuk pengukuran ukuran janin dan deteksi kelainan tertentu. Inilah awal penggunaan USG dalam bidang obstetri dan ginekologi, yang kemudian menjadi aplikasi paling luas hingga saat ini.
Namun, pada fase awal tersebut kualitas gambar masih sangat terbatas:
- Resolusi rendah
- Gambar statis (belum real-time)
- Tampilan hitam-putih kasar
- Proses akuisisi gambar memerlukan waktu lama
Transduser masih menggunakan kristal tunggal dan sistem mekanik untuk menggerakkan berkas suara. Untuk memperoleh satu gambar saja bisa memakan waktu beberapa menit. Tidak seperti sekarang yang real-time, dahulu pemeriksaan terasa lebih lambat dan kurang praktis.
Memasuki akhir 1960-an hingga 1970-an, kemajuan elektronik dan komputer memungkinkan munculnya real-time ultrasound, di mana pergerakan janin dapat dilihat langsung di layar. Hal ini merevolusi praktik obstetri karena dokter dapat memantau perkembangan janin secara dinamis, mengukur biometrik, dan mendeteksi komplikasi lebih dini.
Dengan demikian, kontribusi Ian Donald bukan hanya memperkenalkan USG ke praktik klinis, tetapi juga mengubah paradigma diagnosis di bidang kebidanan dan kandungan — dari pendekatan invasif menjadi non-invasif. Perkembangan yang dimulai pada tahun 1950-an tersebut menjadi fondasi bagi teknologi USG modern yang kita gunakan saat ini di berbagai bidang radiologi.
 |
diasonograph
Diasonograph adalah pemindai ultrasound 2D komersial pertama di dunia, yang dikembangkan di Glasgow, Skotlandia, pada akhir tahun 1950-an hingga awal 1960-an. Alat ini merevolusi perawatan prenatal dengan memungkinkan tenaga medis untuk pertama kalinya melihat janin di dalam rahim secara langsung.
|
Memasuki dekade 1970–1980-an, kemajuan besar dalam bidang elektronik dan teknologi komputer membawa perubahan signifikan pada sistem ultrasonografi. Sebelumnya, mesin USG masih menggunakan sistem mekanik dan pemrosesan analog yang menghasilkan gambar statis dengan resolusi terbatas. Dengan berkembangnya mikroprosesor dan sistem pemrosesan sinyal digital (digital signal processing), mesin USG mulai mampu mengolah data echo dengan lebih cepat dan lebih akurat. Hal ini meningkatkan kualitas resolusi spasial, kontras, serta mengurangi noise pada gambar.
Salah satu lompatan terbesar pada periode ini adalah munculnya real-time imaging. Jika pada generasi awal dokter harus menunggu hasil gambar statis diproses, maka sistem real-time memungkinkan gambar ditampilkan secara langsung di layar saat transduser digerakkan. Artinya, dokter dapat melihat organ bergerak secara dinamis—misalnya kontraksi jantung, gerakan katup jantung, atau pergerakan janin di dalam rahim. Kemampuan ini sangat revolusioner karena memungkinkan evaluasi fungsi, bukan hanya struktur.
Selanjutnya, teknologi Doppler ultrasound mulai dikembangkan dan disempurnakan pada akhir 1970-an hingga 1980-an. Prinsip Doppler didasarkan pada perubahan frekuensi gelombang suara akibat pergerakan objek, dalam hal ini sel darah yang mengalir di dalam pembuluh. Dengan teknologi ini, USG tidak hanya mampu menampilkan anatomi organ, tetapi juga dapat menilai arah, kecepatan, dan karakteristik aliran darah. Munculnya Color Doppler memungkinkan visualisasi aliran darah dalam bentuk warna (umumnya merah dan biru untuk arah berbeda), sementara Spectral Doppler menampilkan grafik kecepatan aliran terhadap waktu. Inovasi ini memperluas penggunaan USG ke bidang kardiologi dan vaskular karena fungsi hemodinamik dapat dinilai secara non-invasif.
Memasuki era modern, USG berkembang menjadi modalitas diagnostik yang sangat luas penggunaannya. Dalam bidang abdomen, USG digunakan untuk evaluasi hati, ginjal, kandung empedu, dan organ intraabdomen lainnya. Dalam kardiologi, berkembang menjadi ekokardiografi, yang mampu menilai struktur dan fungsi jantung secara detail. Pada sistem vaskular, USG digunakan untuk mendeteksi stenosis arteri atau trombosis vena. Dalam muskuloskeletal, USG membantu menilai tendon, ligamen, dan sendi secara dinamis. Di bidang kegawatdaruratan, protokol FAST (Focused Assessment with Sonography for Trauma) memungkinkan deteksi cepat cairan bebas intraabdomen pada pasien trauma.
Keunggulan utama USG dibandingkan modalitas lain adalah tidak menggunakan radiasi ionisasi, sehingga relatif aman untuk ibu hamil dan pemeriksaan berulang. Selain itu, alatnya semakin portabel—bahkan kini tersedia dalam bentuk handheld—serta mampu memberikan hasil secara real-time. Kombinasi faktor keamanan, kecepatan, biaya yang relatif lebih rendah, dan fleksibilitas penggunaan menjadikan ultrasonografi sebagai salah satu modalitas pencitraan paling penting dan paling sering digunakan dalam praktik kedokteran modern.
TIME LINE
🔹 1880 – Penemuan Efek Piezoelektrik
Ditemukan oleh Jacques Curie dan Pierre Curie
Kristal menghasilkan listrik saat ditekan
Kristal bergetar saat diberi arus listrik
Menjadi dasar kerja transduser USG
🔹 1915–1917 – Pengembangan SONAR (Perang Dunia I)
Dikembangkan oleh Paul Langevin
Digunakan untuk mendeteksi kapal selam
Menggunakan prinsip pulse–echo (pantulan gelombang suara)
Konsep ini menjadi dasar sistem USG modern
🔹 1939–1945 – Penyempurnaan SONAR (Perang Dunia II)
Teknologi makin akurat & sensitif
Sistem perhitungan jarak berdasarkan waktu tempuh gelombang
Meningkatkan pemahaman tentang pantulan gelombang dalam medium cair
🔹 1950-an – Awal Penggunaan Klinis
USG mulai digunakan dalam diagnosis medis
Ian Donald
Digunakan untuk evaluasi tumor abdomen & kehamilan
Mengembangkan sistem B-mode awal
🔹 1958 – Diasonograph
Mesin USG 2D komersial pertama
Dikembangkan di Glasgow, Skotlandia
Revolusi dalam bidang obstetri
🔹 1965–1967 – Real-Time Ultrasound
Sistem real-time pertama dikembangkan oleh Siemens
Dokter dapat melihat gambar bergerak langsung
Revolusi dalam ekokardiografi & obstetri
🔹 1970-an – Teknologi Grayscale
Peningkatan kualitas gambar
Tampilan berbagai tingkat abu-abu
Detail jaringan lebih jelas
🔹 1980-an – Era Modern Awal
Munculnya Color Doppler
Penilaian aliran darah
USG 3D mulai dikembangkan
Mesin menjadi lebih portabel
🔹 1990–Sekarang – USG Modern
Resolusi tinggi
3D & 4D imaging
Portable & handheld ultrasound
Digunakan luas di:
Abdomen
Obstetri
Jantung
Vaskular
Muskuloskeletal
Emergency (FAST)
