13
TEKNIK DASAR KEDOKTERAN NUKLIR
GAMMA CAMERA
MAKALAH
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kedokteran Nuklir
Dosen Pengampu : Ibu Yeti Kartikasari, ST, M.Kes
Disusun oleh:
Ikhlasul Amal (P1337430215046)
Pasha Adyka Primasari (P1337430215004)
Utpadita Chris Kohan R. (P1337430215039)
Yulia Bintari Astuti (P1337430215012)
Kelas : 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK RADIOLOGI
JURUSAN TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SEMARANG
2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rakhmat dan hidayah-Nya kepada kita semua, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang Gama Camera dengan baik meski banyak kekurangan didalamnya, dan juga kami berterima kasih kepada Ibu Yeti Kartikasari, ST, M.Kes selaku Dosen mata kuliah Kedokteran Nuklir Dasar yang telah memberikan tugas ini kepada kami.Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah pengetahuan tentang mata kuliah Kedokteran Nuklir Dasar . Kami juga menyadari sepenuhnya dalam penyusunan makalah ini jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami berharap adanya saran demi perbaikan makalah yang telah kami buat dimasa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.
Semoga makalah yang telah kami susun dapat bermanfaat bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan.
Semarang, 13 Maret 2017
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI ii
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang 1
Rumusan Masalah 2
Tujuan 2
Manfaat 2
BAB II PEMBAHASAN
Prinsip Dasar dan Sejarah Gamma Camera 4
Komponen Dasar Gamma Camera 5
Prinsip Pembentukkan Gambar Gamma Kamera 9
BAB III PENUTUP
Simpulan 12
Saran 12
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan kedokteran nuklir berbanding lurus dengan perkembangan dan penerimaan dgamma camera, yang merupakan salah satu instrument yang menghasilkan image dari radiasi isotop . Kedokteran nuklir didefinisikan sebagai suatu praktik yang menjadikan pasien mengandung radioaktif untuk keperluan diagnosis dan terapi. Bahan radioaktif yang biasa digunakan untuk pemeriksaan kedokteran nuklir disebut dengan radionuklida atau radiofarmaka. Radiofarmaka atau radionuklida ini diinjeksikan kedalam tubuh pasien (secara internal), atau dicampurkan ke cairan organ tubuh yang diambil keluar tubuh (secara eksternal). Kedua cara tersebut dinamakan teknik in vivo. Dalamm pemeriksaan kedokterann nuklir, radioisotop yang masuk kedalam tubuh, atau cairan tadi dimonitor dari luar dengan peralatan yang disebut instrumentasi kedokteran nuklir. Ada dua jenis instrumentasi nukir yakni keperluan diagnosis dan keperluan terapi. Pada kasus ini, salah satu instrumentasi nuklir yaitu gamma kamera dapat di golongkan sebagai instrumentasi nuklir jenis diagnostik.
Untuk kepentingan diagnosis ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu
Foton ( gelombang elektromagnetik) muncul dari elektron energi tinggi dengan positron yang kemudian menimbulkan peristiwa annihilasi dan menghasilkann sinar gamma yang dapat dideteksi menggunakan alat dari luar. Pada radionuklida tertentu, pancaran yang di deteksi adalah sinar-x dalam energi antara 50-300 keV
Umur paruh bahan radionuklida yang digunakan berkisar antara beberapa menit hingga mingguan. Pada umumnya diinginkan untuk tinggal sebesar 5 rad pada organ target setelah proses diagnosis.
Perangkat instrumentasi nuklir haruslah bisa melakukan diskriminasi dan memilih informasi yang hanya berasal dari radiasi gamma primer, selain itu harus digunakan detector yang memliki respon tinggi pulsa yang berbanding lurus terhadap energi radionuklida yang dideteksi.
Sistem instrumentasi yang digunakan haruslah memiliki unjuk kerja yang bagus meliputi low price, linear, akurasi tinggi, respon energi linear, sensivitas yang tinggi, bandwidth lebar. ( BATAN, 2009)
Sejak gamma camera ditemukan pertama kali oleh Anger, sejumlah papers yang mendipskripsikan tentang gamma camera dipublikasikan. Gamma kamera dalam berbagai diskusi dianggap sebagai parameter dari convrntional scanner, dan perhatian khusus diberikan pada gamma camera karena karakteristiknya yang unik. tentu saja, gamma camera perlu dibandingkan dengan alat scanner yang lain untuk menaksir keunggulanya. Akhirnya banyak penelitian yang membahas tentang sensitivitas dan resolusi yang terbatas dari gamma camera.
Komponen utama gamma camera adalah single crystal dari scintilator yang merupakan kristal sodium iodida yang berkombinasi dengan photomultiplir tubes dan jaringan elektronik untuk mendeteksi letak dari sinar gamma. Gamma camera yang ada sekarang bisa menghasilkan resolusi sampai 4.0mm atau lebih. Gamma camera yang berkembang saat ini sudah ada yang menggunakan deektor gas, dan detektor semikonduktor ( zimmerman RE,1979)
Intraoperative imaging sangat sering digunakan dalam dunia kesehatan. Dan penggunaan gamma camera berpotensi untuk meningkatkan hasil dari operasi. sebagai contoh, dalam sentinel lymph node biopsy, penggunaan modalitas gamma cameras membantu untuk mengidentifikasi lymph node yang lengkap untuk pembedahan (Koops et al. 1999, Salvador et al. 2007). Dan dalam kasus tertentu bisa menegakkan kemana saja sel tumor menyebar dari tumor primer.(Alan c. Prenkins, John E. Lees, 2016)
Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan gamma camera?
Bagaimana mekanisme kerja gamma camera ?
Apa radiofarmaka yang digunakan pada gamma camera?
Tujuan
Untuk mengetahui tentang modalitas gama camera.
Untuk mengetahui cara kerja dari gamma camera.
Untuk mengetahui radiofarmaka yang digunakan pada gamma camera.
Manfaat
Untuk mengetahui tentang modalitas gama camera.
Untuk mengetahui cara kerja dari gamma camera.
Untuk mengetahui radiofarmaka yang digunakan pada gamma camera.
BAB II
PEMBAHASAN
Prinsip Dasar dan Sejarah Gamma Camera
Gamma camera adalah camera yang di gunakan pada medical diagnostic imaging,yang digunakan untuk melacak radiofarmaka yang telah disuntikan kedalam tubuh manusia. (medical dictionary. Farflex, 2012).
Gamma camera adalah alat kedokteran nuklir yang menggunakan teknik scintigraphy. Yaitu teknik yang menggunakan scintillation counter atau detector sejenis untuk menditeksi tracer radioactive guna menghasilkan citra suatu organ atau fungus organ tersebut.
Gamma camera ditemukan oleh Hal Anger di Barkeley pada tahun 1957. Oleh sebab itu, gamma camera juga disebut anger camera. Sebelum itu sistem pencacahan konvesional mulai dikembangkan oleh Copeland dan Benjamin tahun 1949.Gamma camera adalah alat elektonik yang bisa mendeteksi siar gamma yang di pancarkan oleh radio pharmaceautical yang biasanya adalah technetium 99m (Tc-99m) yang di suntikan ke tubuh pasien. Posisi dari radiofarmaka bisa terekam dan di tampilkan dalam monitor atau film fotografi.
Gamma camera digunakan untuk melakukan scanning pada otak, tiroid, paru-paru, hati, ginjal, empedu, dan kerangka tulang. Image yang tampak pada gamma camera dihasilkan oleh pancaran radiofarmaka yang di injeksikan ke dalam tubuh pasien. Radiofarmaka yang sering digunakan adalah technetium 99m, alasan digunakanya radiofarmaka ini karena Tc-99m memiliki waktu paruh yang singkat yaitu 6 jam. Berikut adalah beberapa radiofarmaka yang digunakan pada kedokteran nuklir:
I-125 memiliki waktu paruh 60,1 hari dengan energi pancaran 0,035 MeV
I-135 memiliki waktu paruh 8 hari dengan energi pancaran Radiasi beta 0,61 MeV Dan energi Radiasi gamma 0,08-0,7 MeV
P-32 memiliki waktu paruh 14,3 hari dengan energi pancaran 1,7 MeV
Komponen Dasar Gamma Camera
Gamma camera memiliki komponen dasar yang terdiri dari :
Kolimator
Dalam kedokteran nuklir juga diperlukan sarana untuk memfokuskan sinar gamma ke detektor. Untuk itu diperlukan kolimator yang terbuat dari timbal yang berisikan pipa-pipa kecil yang disebut dengan septa, dimana arah dari pipa-pipa ini tergantung dari jenis kolimator. Ada 4 jenis kolimator :
Paralel Hole kolimator
Terdiri dari selubung timah hitam yang mempunyai lubang-lubang parallel dengan detektor. Alat ini menekan hampir semua sinar gamma yang tidak paralel dengan lubang detector yang tidak mempunyai sistem focusing. Resolusi yang terbaik adalah meletakan objek sedekat mungkin dengan detektor. Alat ini digunakan untuk objek berukuran besar.
Konverging Kolimator
Terdiri dari selubung timah yang mempunyai lubang-lubang yang memusat dari detektor ke objek. Pancaran sinar gamma dari objek tidak paralel. Kolimator ini dapat digunakan untuk objek yang terletak pada bagian dalam tubuh. Sensitifitas kolimator akan bertambah jika jarak kolimator ke objek di perbesar. Dua objek yang sama mempunyai kedalaman yang berbeda dan akan diproyeksikan secara berbeda.
Diverging Kolimator
Terdiri dari selubung timah hitam yang mempunyai lubang-lubang yang memusat dari objek ke detektor. Sensitifitas kolimator akan berkurang bila jarak kolimator ke objek diperbesar. Objek yang lebih besar dari ukuran kolimator dapat dideteksi tanpa terpotong.
Pin Hole Kolimator
Mempunyai bentuk kerucut. Mempunyai sebuah lubang dengan jarak yang tetap dari objek ke detektor. Proyeksi kolimator ini mirip dengan kamera konvensional sinar gamma setelah melewati pin hole kolimator akan diterima detektor dengan terbalik. Kolimator ini biasa digunakan untuk objek yang sangat kecil, misal kelenjar tyroid.
Gambar 1. Jenis-jenis Kolimator
Dengan kolimator, hanya sinar gamma yang searah dengan pipa-pipa dapat melalui kolimator dan menumbuk detektor. Sedangkan sinar gamma yang arahnya miring akan menumbuk pipa-pipa dan akan diabsorbsi sehingga tidak sampai detektor (kristal skintilasi), hanya menerima signal dari radionuklida terbatas pada sebagian tertentu didalam tubuh pasien. Karenanya kolimator dalam menjalankan fungsinya adalah dengan mengabsorbsi dan menghalangi radiasi photon yang datang diluar bidang tertentu yang berhadapan dengan permukaan detektor. Sehingga radiasi yang diterima oleh kolimator dengan posisi oblique tidak dapat mempengaruhi pembentukan citra.
Detektor
Detektor terdiri dari scintilasi kristal yang diletakkan di belakang kolimator, terbuat dari Natrium Iodida (NaI) kristal ditambah Thalium. NaI (Tl) ini akan mengeluarkan cahaya apabila tertumbuk sinar gamma. Fungsi utama kristal ini ialah untuk mengubah sinar gamma menjadi photon.
Interaksi photon gamma dengan kristal detektor akan menyebabkan terjadinya efek penyerapan photoelektrik, sehingga menghasilkan cahaya fluorosensi yang intensitasnya proposional dengan kandungan energi dari photon gamma yang bersangkutan. Semakin luas ukuran bidang kristal semakin luas pula bidang pencitraan yang dimiliki kamera gamma.
Gambar 2. Detector
Photo Multiplier Tube (PMT)
PMT berfungsi untuk merubah signal cahaya menjadi signal elektrik secara terukur. Gamma camera terdiri atas 37 – 91 PMT. PMT ditempatkan dibagian belakang kristal NaI(Tl) dan berjumlah banyak serta tersusun dalam suatu konfigurasi. Dengan elektroda pertama yaitu photo katoda, merubah cahaya menjadi elektron, elektroda selanjutnya yaitu dynoda, melipat gandakan elektron-elektron dan dynoda terakhir yaitu anoda, menghasilkan pulsa out put. PMT dihubungkan dengan kristal secara optis dengan bahan silicon-like materials. Signal skintilasi yang dihasilkan dari kristal akan diterima/dicatat oleh satu atau lebih PMT.
Gambar 3. Photo Multiplier Tube (PMT)
Cathode Ray Tube (CRT)
Signal-signal yang dapat dari PMT akan diproses menjadi 3 (tiga) signal X, Y, Z. spatial coordinates X dan Y sebagai sumbu , dan komponen Z sebagai parameter besarnya energi yang masuk dalam kristal detektor dan diproses oleh PHA. Koordinat X dan Y dapat langsung diamati pada layar display (CRT) atau didalam komputer. Sedang signal Z (intensitas) akan diproses lebih lanjut oleh komponen berikutnya, yaitu PHA.
Pulse Height Analyzer (PHA)
PHA pada prinsipnya memiliki fungsi membuang signal-signal radiasi yang berasal dari sinar hambur atau radiasi lain dari hasil interferensi isotop, sehingga hanya foton yang berasal dari photopeak yang dikehendaki yang dicatat. PHA akan melakukan pemilahan terhadap signal-signal tersebut, selanjutnya meneruskan signal yang sesuai untuk diteruskan ke sistem komputer, sedang yang tidak sesuai ditolak. PHA mampu melakukan fungsi tersebut karena energi yang diterima oleh detektor akan diubah menjadi signal skintilasi yang memiliki korelasi linier dengan voltage signal yang dikeluarkan oleh PMT.
Prinsip Pembentukkan Gambar Gamma Kamera
Pada prinsipnya alat/ pesawat kedokteran nuklir hanya digunakan sebagai detector, yaitu menangkap radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif dalam tubuh dan merubahnya menjadi data yang dapat dilihat sebagai angka angka, warna ataupun grafik. Pemeriksaan pencitraan kedokteran nuklir memerlukan gamma kamera yang mempunyai detector dalam jumlah banyak. Satu gamma kamera terdiri dari kolimator, detector, Photo Multiplier Tube (PMT), Catode Ray Tube (CRT), Pulse Height Analizer (PHA) (Bailey,2014)
Gambar 4. Skema kerja Gamma Kamera
Sinar gamma yang dipancarkan dari tubuh pasien ditangkap oleh kristal- kristal sintilasi (NaI/Tl) setelah melalui suatu kolimator. Kolimator melakukan penajaman pada citra dengan hanya melewatkan sinar gamma yang searah dengan timbal yang berisikan pipa- pipa kecil yang akan menumbuk detector. Sinar gamma yang arahya miring akan menumbuk pipa-pipa dan akan diabsorbsi sehingga tidak sampai ke detector (kristal sintilasi). Jadi radiasi yang diterima oleh kolimator dengan posisi oblique tidak dapat mempengaruhi pembentukan citra.
Gambar 5. Gambar sisi sebelah kiri ilustrasi gambaran dari dua titik sumber radiasi tanpa menggunakan kolimator. Gambar sisi sebelah kanan ilustrasi gambaran dari dua titik sumber radisi menggunakan kolimator.
Sinar gamma yang telah melewati kolimator akan menumbuk detector yang terbuat dari Natrium Iodida (NaI) kristal plus Thalium. NaI (Tl). Tumbukan antara sinar gamma dan detector akan menyebabkan terjadinya efek photo elektrik, sehingga menghasilkan pulsa cahaya flourosensi yang intensitasnya proporsional dengan kandungan energy gamma yang bersangkutan.
Pulsa pancaran cahaya yang dihasilkan pada detector kemudian dideteksi dan dikuatkan oleh setiap PMT di sepanjang permukaan belakang kristal, PMT mengubah pulsa cahaya menjadi suatu sinyal listrik dengan bearan suatu pulsa cahaya dengan besaran yang dapat diukur. Sinyal hasil konversi dari pulsa cahaya menjadi sinyal listrik tersebut mempunyai tiga komponen yaitu koordinat spasial sumbu X dan sumbu Y serta suatu sinyal (Z) yang berhubungan dengan intensitas yang amplitudanya sebanding dengan jumlah total energy yang diterima dari kristal. Sinyal analog koordinat X an Y dapat langsung dikirim ke peralatan penampil gambar atau direkam oleh computer, sedangkan sinyal Z diolah oleh PHA. PHA menyeleksi dan memisahkan signal- signal radiasi yang berasal dari sinar hamburan dan yang berasal dari photopeak. Signal- signal yang sesuai akan diteruskan ke system computer sedangkan yang tidak sesuai akan ditolak.
Sinyal sinyal analog (X,Y dan Z (PHA) yang telah dihasilkan pada proses sebelumnya akan diproses oleh kartu antarmuka agar dapat diolah lebihh lanjut oleh computer. Sinyal- sinyal analog X dan Y akan diubah menjadi angka- angka digtal oleh Digital to Analog Converter (DAC). Kemudian kombinasi kedua angka tersebut digunakan sebagai penunjuk memori computer yang berfungsi sebagai pencacah kejadian. Sinyal dari PHA digunkan entuk memvalidasi yaitu memberi informasi pada computer apakah kejadian dapat diproses atau tidak. Jika dapat diterima, maka akan terbentuk citra organ pada monitor computer dengan intensitas dari titik-titik gambar (piksel) yang sebanding dengan hasil pencacahan (Ardisasmita, 1993).
BAB III
PENUTUP
Simpulan
Dari pemaparan pada bab sebelumnya maka dapat diambil kesimpulan bahwa:
Pesawat gamma kamera adalah salah satu modalitas diagnostic imaging yang digunakan untuk menangkap radiasi radiofarmak yang telah ditanam pada tubuh pasien.
Mekanisme kerja gamma kamera adalah dengan mendeteksi radiasi dari radiofarmaka lalu mengubahnya menjadi cahaya tampak yang bersifat analog dan diubah lagi menjadi sinyal listrik bersifat digital yang dapat diolah oleh computer.
Radiofarmaka yang sering digunkan pada modalitas ini adalah Tc-99 dengan waktu paruh 6 hari.
Saran
Perlu dilakukan pengawasan yang ketat terhadap pasien yang baru saja dilakukan diagnostic pada modalitas ini, karena pasien tertanam radiofarmaka yang memancarkan radiasi gamma yang dapat membahayakan bagi orang disekitarnya.
DAFTAR PUSTAKA
Ardisasmita, M. Syamsa. 1993. Peningkatan Kemampuan Kamera Gamma Analog Menggunakan Sistem Berbasis Komputer PC dan Pengembangan Perangkat Lunak Pengolahan Citra. Pusat Pengenbangan Teknologi Informasi dan Komputasi: BATAN.
Bailey, D,L, J.L Humm, A. Todd-Pokropek, dan A. Van Aswegen. 2014. Nuclear Medicine Physics. Vienna, Austria: International Atomic Agency (IAEA) Vienna International Center.
