Kedokteran Nuklir

KEDOKTERAN NUKLIR

1. Pengertian Kedokteran Nuklir

            Kedokteran Nuklir adalah suatu cabang ilmu kedokteran yang memanfaatkan energi inti atom buatan untuk tujuan diagnostik, terapi dan penelitian kedokteran.

2. Instrumentasi Kedokteran Nuklir

a. Prinsip Pencitraan Kedokteran Nuklir

•         Menggunakan radioisotop sbg sumber sinar gamma dengan energi 80-511 keV

•         Radioisotop dimasukkan kedalam organ tubuh yang diperiksa (in vivo)

•         Organ tubuh memencarkan radiasi, detektor mencatat paparan diluar tubuh

•         Radiasi diubah menjadi cahaya, cahaya diubah menjadi data digital, data digital direkonstruksi menjadi citra diagnostik.

b. Alur Pencitraan Kedokteran Nuklir

            Dalam prinsip pencintraan pada kedokteran nuklir ada beberapa alur-alur yang harus di ketahui. Berikut alur-alur untuk pencitraan pada kedokteran nuklir :

• Pembuatan jenis radiofarmaka sesuai dengan jenis pemeriksaan kedokteran nuklir yang akan di lakukan. Radiofarmaka adalah senyawa aktif yang dapat diberikan kepada pasien, merupakan sumber terbuka dan ikut metabolisme tubuh.
• Radiofarmaka yang sudah di siapkan tersebut lalu di suntikan melalui pembuluh darah pasien, jenis radiofarmaka yang dimasukan sesuai dengan jenis pemeriksaan yang akan di lakukan pada kedokteran nuklir.
• Setelah disuntikan radiofarmaka melalui pembuluh darah pasien, maka radiofarmaka atau radiasi yang ada di dalam tubuh pasien pasti akan memancar sinar gamma atau radiasi gamma ke segala arah..
• Radiasi gamma atau sinar gamma yang dipancarkan dari tubuh pasien itu akan di tangkap oleh detektor pada pesawat gamma kamera, lalu akan di saring dengan kolimator, fungsi kolimator pada kedokteran nuklir ini adalah untuk menangkap radiasi gamma atau sinar gamma yang dipancarkan dari tubuh pasien, kolimator yang digunakan pada kedokteran nuklir ini harus di sesuaikan dengan pemeriksaan yang akan dilakukan, misalkan untuk pemeriksaan thyroid, maka kolimator yang digunakan adalah kolimator khusus pemeriksaan thyroid. Jadi, bila kolimator tidak sesuai untuk pemeriksaan yang dilakukan, maka gambaran kedokteran nuklir akan menjadi tidak jelas, atau bisa di sebut blur dan banyak noise.
• Sinar gamma atau radiasi gamma yang ditangkap oleh detektor ataupun kolimator maka akan di teruskan ke PHA, Kordinat x.y, logic sirkuit amplifikasi. PHA, Kordinat xy, dan logic sirkuit amplifikasi ini berguna untuk menentukan gambaran kedokteran nuklir, apakah gambaran itu bagus atau blur/jelek.
• Setelah melawati PHA, Kordinat xy dan logic sirkuit amplifikasi maka akan diteruskan melalui komputer untuk menampilkan gambaran kedokteran nuklir ataupun untuk pencatatan dan mencetak gambaran kedokteran nuklir.

Berikut bagan atau skema alur pembentukan pencitraan pada kedokteran nuklir

3. Unsur utama untuk menentukan perkembangan pemeriksaan kedokteran nuklir

            Ada beberapa faktor atau unsur utama yang sangat menentukan perkembangan pemeriksaan kedokteran nuklir dari awal penemuan kedokteran nuklir sampai pada zaman modern ini. Berikut unsur-unsur utama yang dianggap menentukan perkembangan pemeriksaan kedokteran nuklir, yaitu :

•         Jenis dan formula radiofarmaka

•         Instrumen penangkap dan pengubah foton

•         Komputer pengolah data dan kemampuan rekonstruksi citra

4. Perkembangan kedokteran nuklir

            Dalam materi ini akan dijelaskan perkembangan kedokteran nuklir dari awal penemuan kedokteran nuklir hingga zaman modern seperti sekarang ini,

a. Perkembangan dari gamma kamera menuju spect

            Berikut akan dijelaskan bagaimana perkembangan dari gamma kamera menjadi SPECT (Single photon energi computed tomography) :

•         Menggunakan radiofarmaka yang sejenis.

•         Perubahan/modifikasi pada instrumen penangkap radiasi (kolimator dan detektor).

•         Tujuannya untuk menangkap energi foton tunggal yang mewakili lapisan/potongan organ tertentu

Selain itu akan kami tampilkan beberapa perbedaan radiofarmaka (energi) yang akan di gunakan dengan pemeriksaan yang akan dilakukan :

Organ:         radiofarmaka:             energy

Thyroid              ¹³¹ I                     364 keV

SSP                ^99m Tc DTPA               140 keV

CSF               ¹³¹ I RISA                 364 keV

Tulang            ^87m Sr                      388 keV

Paru              ^99m Tc MAA            140 keV

Liver         ^99m Tc sulfur coll           140 keV

GB            131 I Rosebengal           364 keV

            Berikut instrument-instrumen yang digunakan pada pesawat SPECT :

•         Kamera sinar gamma dikopel dengan gantry (head + gantry)

•         Dapat bergerak mengelilingi obyek, sebagaimana pada CT

•         Menggunakan colimator khusus untuk menangkap foton dari lapisan obyek tertentu

•         Konstruksi lobang-lobang colimator (colimator hole) dibuat supaya dapat menangkap foton yang terpancar dari kedalaman tertentu organ tertentu.

•         Apabila head bergerak (scanning) maka detektor akan menangkap foton-foton dari lapisan tertentu saja, yang dibutuhkan untuk penggambaran .

            Ada beberapa perkembangan yang begitu pesat pada head dan Kolimator di pesawat SPEC :

•         Single head, double head dan triple head

•         Rotasi dari 180⁰ sampai 360⁰

•         Gambaran : planar, bi-planar, multi planar dan cross-sectional

b. Perkembangan dari SPECT menuju PET pada pemeriksaa kedokteran nuklir

            Berikut perkembangan spect menuju PET :

•         Foton gamma merupakan  radiasi annihilasi

•         Radionuklida C,N,O pemancar positron, diproduksi dengan cyclotron

•         Data koinsiden (detektor,sirkuit)

•         Konstruksi gantry dan detektor seperti pada CT scan  

•         Pencitraan : planar, crosssectional, coronal.

•         Reolusi gambar hampir sama dengan SPECT

•         Foton gamma      radiasi annihilasi

•         Radionuklida C,N,O pemancar positron, diproduksi dengan cyclotron

•         Data koinsiden (detektor,sirkuit)

•         Konstruksi gantry dan detektor seperti pada CT scan  

•         Pencitraan : planar, crosssectional, coronal.

•         Reolusi gambar hampir sama dengan SPECT

Kelelahan pada pasien  untuk PET :

•         Elemen stabil C,N,O dijadikan radionuklida menggunakan cyclotron untuk menghasilkan positron.

•         Dimasukkan kedalam tubuh sehingga positron bertemu elektron menghasilkan radiasi annihilasi, enersinya kembar (0.51 MeV) arah berlawanan, keluar tubuh ditangkap oleh detektor koinsiden.

C,N,O diproses dengan cyclotron  menjadi radioisotop pemancar positron (b+)

C,N,O diproses dengan cyclotron 

5. Karakteristik Positron

•         Definisi                                    :  elektron bermuatan positif

•         Asal                                         :   inti yang kekurangan netron

•         Produksi                                  :  accelerator

•         Peluruhan inti                         :  p           n  + e⁺ + neutrino

•         Peluruhan positron                 :    annihilasi,

                                                                 foton kembar 0,511 MeV,

                                                                 arah berlawanan

•         Radionuklida  dalam PET        :    ¹¹C,  ¹³N,  ¹⁵O,  ¹⁸F,  ⁶⁸Ga

Radionuklida dalam PET

                     Carbon       Nitrogen          Oksigen

Inti        :         ¹¹C                ¹³N                   ¹⁵O

Half-life :     20,4 min       9,97 min          2,03 min

Proton   :    ¹⁴N(p,a)¹¹C   ¹⁶O(p,a)¹³N       ¹⁵N(p,n)¹⁵O

Target   :      N₂ (gas)        H₂O (liquid)     N₂+1%O(gas)