KEDOKTERAN NUKLIR

Nuklir dimaksudkkan sebagai inti radioaktif (zat kimia) yang memancarkan radiasi gamma yang umurnya relative pendek dan diformulakan untuk organ tertentu yang disebut Radiofarmaka. Kedokteran nuklir tekhnik nya ada 2 cara :

-          In vivo : inti radioaktif langsung dimasukkan ke dalam tubuh.

-          In vitro : harus di biopsy dlu mana yang mau dimasukkan radioaktifnya.

Radiofarmaka berasal dari radiofarmasi yang sudah diramu oleh bagian farmasi yang mempunyai keterikatan tertentu dengan organ tertentu. Radiofarmaka mempunyai unsur pembawa yang disuntikkan melalui IV dan akan memasuki organ tertentu yang mau diperiksa dan organ itu akan menjadi sumber radiasi. Radiasi yang terpancar dari organ nantinya akan di deteksi (ditangkap) yang dinamakan scanning. Alat deteksinya namanya detector gamma yang dipasang di alat gamma kamera. gamma kamera  merupakan generasi pertama pada KN. Dan kemudian di modifikasi menjadi SPECT (single photon emulsion computed tomography) yang setara dengan pencil beam di CT SCAN.

Salah satu kerugian pada KN yaitu pada limbah radioaktif apalagi masa waktu paruhnya yang  lebih lama akan memberikan dampak. Lalu diadakan teknologi  PET untuk mengurangi dampak limbah. Ketika organ diisi radioaktif pada saat sdg menjalankan fungsinya maka organ tersebut akan memberikan informasi dari pancaran radiasi yang terpancar dari radiofarmaka. Gambaran soft tissue pada SPECT  dan PET akan lebih baik dibanding MRI dan CT karena resolusinya begitu halus. Contohnya pada sel-sel otak jaringan otaknya lebih bagus pada PET misalnya ada tumor otak  pendarahan otak akan kelihatan lebih jelas.

Radiasi gamma mempunyai enersi :

1.     Tidak seperti sinar x karena semua fotonya mempunyai foton yang sama. (homogeny)

2.    Enersi relative tinggi bisa sampai 600eV

Pada gamma kamera proses rekon nya sama seperti CR tapi pada spect lebih canggih. Radiasi gamma ditangkap oleh detector dan diperbanyak oleh PMT dan data yang ditangkap akan di akusisi dan diubah ke elektronik. Radiofarmaka akan memancar pada organ tubuh yang diperiksa kemudian akan ditangkap oleh head of gamma kamera ( PMT, Detektor , Kolimator /mempunyai banyak kolimator untuk mendapatkan resolusi) kemudian akan mengalami PHA, Koord x,y logic circuit amplifikasi untuk memformat data.

Gambar yang dihasilkan tergantung pada kolimator yang ketat dan tdk ketat dalam menyaring gambar sehingga gambar tidak bagus karena yang dibutuhkan adalah kolimator yg tepat untuk organ tersebut dan juga dilihat dari fungsi / fisiologi organ tersebut apakah dapat memancarkan gamma dengan baik atau tidak. Ada kemampuan Kristal yang memiliki pencahayaan bagus dan yang memiliki scintilasi ratio yang baik. Korelasi antara jumlah energy yang tampil sebanding dengan jumlah energy radiasi yang mengenai scintilasi rasio. Proses pecahayaan radiasi dengan material disebut Scintilasi.

Unsur utama yang menentukan perkembangan pemeriksaan kedokteran nuklir :

•          Jenis dan formula radiofarmaka

•          Instrumen penangkap dan pengubah foton

•          Komputer pengolah data dan kemampuan rekonstruksi citra

A.  Gamma Kamera ke SPECT

            Pada SPECT masih menggunakan radiofarmaka yang sejenis dengan gamma kamera yang berubah hanya pada instrument penangkap radiasi (kolimator dan detector). Gamma kamera hanya bisa menggambarkan dalam 2 dimensi sedangkan spect hanya akan menangkap radiasi yang keluar pada organ yang diperiksa saja dan menangkapnya tidak sekaligus sehingga gambar yang ditampilkan lebih bagus  bahkan dapat menghasilkan gambar 3 dimensi.

Ada hubungan antara organ, radiofarmaka dengan inti tertentu memiliki enersi tertentu,

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

Instrumen SPECT

Kamera sinar gamma dikopel dengan gantry (head + gantry) yang Dapat bergerak mengelilingi obyek, sebagaimana pada CT dan Menggunakan colimator khusus untuk menangkap foton dari lapisan obyek tertentu.

Kolimator

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  kolimator diarahkan ke 1 bidang yang dituju saja.

Perkembangan head dan gantry pada spect

Makin dibatasi datanya akan berkurang oleh karena itu menggunakan Kolimator double atau triple yang akan menghasilkan resolusi yang lebih baik.yang dapat menghasilkan dimensi yang lebih banyak dan cross sectional dan dapat rotasi dari 180-360.

B.  SPECT menjadi PET

            Disini radiasi yang dihasilkan untuk intervensi pada gambar berbeda dengan radiasi yang dipancarkan. Radiasi yang terpancar adalah positron ( radiasi C,N,O) dan detector yang dipakai dalah detector koinsiden. C,N,O diproses dengan cyclotron menjadi radioisotop pemancar positron (b+)  dimasukkan ke organ b+ bertemu dengan elektron dari atom-atom organ yang diperiksa,
menghasilkan annihilasi terpancar keluar tubuh dg arah berlawanan (E=0,51 MeV) diterima oleh detektor koinsiden diteruskan menjadi data gambar dan direkonstruksi menjadi gambar. Accelerator yang kecepatanya hanya memutar disebut syslotron dan yang bergerak linear disebut LINAC

Kharakteristik positron

•          Definisi                                :  elektron bermuatan positif

•          Asal                                     :  inti yang kekurangan netron

•          Produksi                              :  accelerator (reaktor yang mempercepat)

•          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)