tinjauan prinsip fisika positron emission.docx
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
1/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
TOMOGRAPHY(PET)
Tugas Mata Kuliah Biofisika
Oleh :
Willman Faturrohman (0811000!1)
"#i $usanto (0811000%1)
&urusan Fisika
Fakultas Matematika 'an lmu Pengetahuan "lam
ni*ersitas $ri+i,a-a
01.
Halaman 1 dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
2/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
KATA PENGANTAR
Pu,i s-ukur /enulis /an,atkan keha#iran "llah $WT -ang telah memerikan
karunia ke/a#a kami #alam men-elesaikan makalah ini2 Makalah ini #iuat seagai
salah satu tugas #alam rangka mengikuti mata kuliah Biofisika2 Makalah ini er,u#ul
3Tinjauan Prinsip Fisika Positron Eemission.
$eagai /enulis /astin-a ti#ak /ernah terle/as #ari kesalahan atau/un
kekurangan2 Oleh karena itu kami mohon maaf atas segala kekurangann-a2
'isa#ari se/enuhn-a ah+a makalah ini masih ,auh #ari sem/urna2 Oleh karena
itu kami menghara/kan kritik #an sarann-a2 $emoga makalah kami #a/at men,a#i
referensi ins/irasi #an ahan renungan agi semua kalangan2
n#rala-a Oktoer 01.
Pen-usun
AFTAR !"!
Halaman 2 dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
3/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
KATA PENGANTAR 2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 i
AFTAR !"! 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 ii
#A# !. PENAH$%$AN 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1
1212 4atar Belakang 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1
122 5umusan Masalah22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
1262 Tu,uan Makalah222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
12%2 Meto#e Penulisan 2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
#A# !!. PEAHA"AN 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 6
21 Pengenalan PET (Positron Emission Tomography) 777777 62 Prinsi/ Ker,a PET2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 !
262 Keuntungan 5esiko #an Keteratasan2222222222222222222222222222222222222222222
2%2 "/likasi PET (Positron Emission Tomography) 77777772 11
#A# !!!. PEN$T$P 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 16
6212 Kesim/ulan 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 16
622 $aran 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 16
AFTAR P$"TAKA 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222
%A&P!RAN
#A# 1
PENAH$%$AN
Halaman ' dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
4/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
1.1 %atar #elakan(
Ke/utusan Menteri Kesehatan 5e/ulik n#onesia nomor 0089Menkes9$K99
00 memerikan #efinisi /ela-anan ke#okteran nuklir a#alah /ela-anan /enun,ang
#an9atau tera/i -ang memanfaatkan sumer ra#iasi2 Pemanfaatan teknologi nuklir #alam
i#ang teknologi ke#okteran su#ah #imulai se,ak a+al aa# ke 02 Beragai /enemuan
ra#ionukli#a untuk kese,ahteraan manusia terus #iu/a-akan se,alan #engan
/engemangan /eralatan teknologi nuklir2 Perkemangan #alam /enggunaan alat
#iagnosti; #itan#ai #engan /engemangan alat /en#eteksi ra#iasi kemu#ian
#ikemangkan alat #engan kemam/uan /en;itraan se#erhana eru/a reti!inear
sanner" Penemuan kamera gamma meru/akan /erkemangan -ang sangat signifi;an#alam i#ang #iagnosti; /en;itraan alat ini ,auh #a/at menghasilkan hasil /en;itraan
,auh leih aik #an leih ;e/at #ian#ingkan #engan menggunakan alat reti!inear
sanner"
Peralatan -ang /aling ;anggih saat ini a#alah kamera gamma #engan teknologi
Positron Emission Tomography (PET) -ang #igaungkan #engan /eralatan
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
5/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
12 "/a -ang #imaksu# #engan PET >
2 Bagaimana ;ara ker,a #an /rinsi/ fisika /a#a PET >
62 Bagaimana #an keselamatan /enggunakan PET >
%2 Bagaimana a/likasi PET #alam i#ang me#is >
1.' Tujuan &akala)
12 Mengetahui tentang teknologi PET2
2 Mengetahui ;ara ker,a #an /rinsi/ fisika /a#a PET2
62 Mengetahui keselamatan /enggunaan PET 2
%2 Mengetahui a/likasi PET #ii#ang me#is2
1.* &etode Penulisan
Meto#e /enulisan -ang #igunakan #alam /emuatan makalah ini a#alah meto#e
literature -aitu mema;a uku uku #an ,urnal -ang ersangkutan #engan
/ermasalahan ini2
#A# !!
Halaman + dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
6/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
PEAHA"AN
2.1 Pen(enalan PET ,Positron Emission Tomography-
Keutuhan untuk melihat agian #alam o-ek se;ara non - in.asi.e (tan/a
merusak) mau/un non - instr/ti.e(tan/a memasukan alat) meru/akan keutuhan -ang
men#asar ukan han-a #i #unia ke#okteran teta/i #alam i#ang lainn-a2 'i #unia
ke#okteran teknologi me!ihat tem0/sini #i/erlukan untuk melihat #iagnosa #ini atau
mengamil ke/utusan seelum o/erasi2 ntuk ke/erluan ini /ara ilmuan #an engineer
telah mengemangkan teknologi tomografi2 Kata tomografi erasal #ari kata -unani
-aitu tomos (/enam/ang -ang #ielah) -aitu teknologi -ang #igunakan untuk melihat
/enam/ang #alam (melakukan /emelahan) seuah o-ek tan/a harus memelah o-ek-ang ersangkutan2 Beragai mo#e ini #iiang ke#okteran antara lain
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
7/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
ra#ioisoto/ /eman;ar /ositron ;itra -ang #i#a/atkan a#alah /enggamaran fungsi
organ tuuh2 PET memiliki /ere#aan #engan alat /en;itraan lainn-a se/erti foto
rontgen
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
8/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
masing masing ra#iasi gamma -ang #ihasilkan a#alah .11 keC2 $ifat /ositron inilah
-ang #imanfaatkan #alam /engemangan teknologi /en;itraan me#is PET2
2.1.2 PET
Gam0ar '") Positron Emission Tomography
Positron Emission Tomography /a#a #asarn-a a#alah tomografi untuk
memetakan #istriusi unsur /eman;ar /ositron #alam ,aringan tuuh -ang #i/eriksa2
nsur /eman;ar /ositron ini senga,a #imasukan ke#alam tuuh (seara ora! ma/p/n
parentera!)2 4angkah /ertama a#alah memilih Dat -ang ,ika #imasukan ke#alam tuuh
akan #iakumulasikan #i#alam #i#alam ,aringan -ang akan #i/eriksa2 at teseut #ieri
lael unsur ra#ioaktif /eman;ar /ositron (ra#iofarmaka)2 nsur ra#ioakatif
(ra#ioisoto/) -ang iasa #igunakan untuk lael antara lain11
< (0 menit)16
(10menit) 1.O ( menit) #an 18F (110 menit)2 "ngka #alam kurung a#alah umur /aro -aitu
ukuran akti*itas unsur ra#ioaktif tinggal se/aroh #ari semula2 'i/ilih unsur ra#ioaktif
#engan umur /aro /en#ek agar akti*itasn-a segera hais +alau/un masih a#a
ra#iofarmaka tersisa #alam tuuh2 Positron -ang #i/an;arkan akan ertemu elektron
#alam ,aringan (#a-a temus /ositron han-a eera/a mm #alam ,aringan terseut) #an
ter,a#ilah /eristi+a /emusnahan elektron /ositron #an #i/an;arkan #ua uah ra#iasi
elektromagnet (gamma) masing masing #engan energi .11 keC #an #engan arah salingerla+anan serta #alam +aktu ersamaan2 $elan,utn-a /roses s;anning tomografi
#ilakukan menggunakan se/asang #etektor -ang erha#a/ ha#a/an untuk men#eteksi
ra#iasi .11 keC se;ara ersamaan (Ko/ris+ )7,'+ $iam0i!a $ari 3/sminarto+ '((8)2
Sing!e 1hane! Ana!y2er ($
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
9/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
KeC)2 "lat koinsi#en han-a men;atat ra#iasi -ang #atang ke /asangan #etektor se;ara
ersamaan #igunakan untuk memastikan ah+a ra#iasi erenergi .11 keC -ang
ter#eteksi a#alah erasal #ari seuah /eristi+a anihilasi2 'engan #emikian se/asang
#etektor terseut men#eteksi ra#iasi hasil anihilasi -ang ter,a#i #i se/an,ang garis
/enghuung ke#ua #etektor2 &ika "(-) a#alah kera/atan unsur /eman;ar /ositron #i
titik (-) maka intensitas ra#iasi hasil anihilasi se/an,ang garis terseut sean#ing
#engan GA#9+y* $s2 Persamaan ini #i/eroleh #engan men-e#erhanakan masalah -aitu
mengaaikan efek /elemahan ra#iasi oleh ,aringan -ang #ile+atin-a2 Pema-aran
#ilakukan se;ara translasi /asangan #etektor untuk men-a/u seluruh i#ang #iikuti
gerakan rotasi untuk men-a/u i#ang -ang sama #ari arah su#ut -ang lain hingga 6!0o 2
Pa#a PET generasi ke . gerakan translasi rotasi ti#ak #i/erlukan lagi karena PET telah
#ilengka/i #engan #eretan #etektor -ang melingkari o,ek /emeriksaan2 'enganantuan kom/uter #ata -ang terkum/ul terseut #igunakan untuk menghitung A#9+y*
-ang meru/akan #istriusi kera/atan unsur /eman;ar /ositron -ang terakumulasi #alam
,aringan -ang se#ang #i/eriksa2 $elan,utn-a hasil /erhitungan #istriusi kera/atan
terseut #itam/ilkan #alam entuk ;itra #ua #imensi2 ntuk /emeriksaan suatu organ
/engamilan ;itra #ilakukan eera/a kali untuk +aktu -ang ere#a2 Peruahan
kera/atan unsur /eman;ar /ositron #i#alam organ -ang #i/eriksa seagai fungsi +aktu
#a/at memeri informasi tentang kiner,a organ terseut (K/sminarto+ '((8)2
2.2 Prinsip Kerja PET
'etektor PET ter#iri #ari seuah arra- #ari riuan kristal #an ratusan taung
/hotomulti/lier (#iatur #alam /ola melingkar #isekitar /asien2 Kristal ini mengkon*ersi
ra#iasi gamma ke #alam ;aha-a -ang #i#eteksi #an #i/erkuat oleh PMT$2
Halaman dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
10/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
?amar 221 Prinsi/ Ker,a PET
Pen,elasan mengenai agian agian /a#a lok #etektor a#alah seagai erikut :
$inar tam/ak seagai hasil #ari /roses skintilasi -ang ter,a#i saat sinar gamma
menemus kristal2 $inar terseut meru/akan sinar tam/ak #engan /an,ang gelomang
se/erti ultra *iolet2 ntensitas #an +aktu /en#istriusian sinar #ari /roses skintilasi
terseut tergantung ahan -ang #igunakan untuk kristal skintilator terseut2
Kristal $kintilator
Kristal skintilator terseut #a/at #iuat #ari ahan organik se/erti /lastik atau
inorganik -ang masing masing ahan terseut memiliki keleihan #an kekurangan
masing masing #alam men#eteksi sinar gamma2 $emua kamera -ang #igunakan untuk
ke/entingan klinik ke#okteran nuklir #iuat #engan skintilator inorganik karena
efisiensi /en#eteksiann-a leih tinggi untuk sinar gamma2 Makin tinggi #ensitas ahan
#ari kristal skintilasi #an makin tinggi nomor atom maka makin aik efisiensi #etektor
terseut untuk sinar gamma2 Makin an-ak sinar skintilasi -ang #i/an;arkan #alamkurun +aktu -ang /en#ek akan memerikan keuntungan /roses #eteksi #alam inter*al
+aktu -ang /en#ek2
$kintilator -ang sering #igunakan /a#a kamera PET a#alah Bismuth ?erminate
(B?O) -ang memiliki efisisensi #eteksi sangat tinggi untuk sinar anihilasi -ang ren#ah
#an +aktu /eluruhan -ang /an,ang2
Photomulti/lier Tue
Halaman 10 dari 20
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
11/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
PMT erfungsi menggan#akan sinar tam/ak -ang #ile/askan #ari kristal
#etektor2 $inar tam/ak -ang terentuk akiat /eristi+a skintilasi #engan masukn-a sinar
gamma sangat lemah sehingga /erlu #ikuatkan oleh PMT2 $elain mem/erkuat sinar
PMT ,uga mengkon*ersikann-a men,a#i /ulsa elektrik2 $inar -ang ta#in-a erkekuatan
100 C #ili/atgan#akan men,a#i 100 C2
?amar 22 PMT$elan,utn-a sin-al -ang terentuk men,a#i tiga ,enis -ang #ire/resentasikan men,a#i
- D2 $in-al - #an meru/akan sin-al -ang #igunakan untuk menentukan lokasi /a#a
la/ang /an#ang #etektor se#angkan D mere/resentasikan kekuatan #ari sin-al -ang
masuk (Kartarahar$%a+ '()))2
?amar 226 Blok 'iagram PET
$in-al#ari setia/ out/ut PMT #ikon*ersi men,a#i tegangan #an am/litu#o oleh
:o; Noise Amp!it/$o (4")2 $in-al -ang #ihasilkan oleh PMT eru/a sin-al /ulsa
-ang lamat kemu#ian setelah itu sin-al masuk ke C?" (
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
12/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
'ari hasil /en#eteksian #ilakukan image rekontruksi untuk men#a/atkan
gamaran searan glukosa #i#alam tuuh2 Perangkat kamera PET iasan-a telah
#ilengka/i #engan /rogram ini sehingga hasil image rekontruksi #a/at #i/eroleh
#engan mu#ah (Mar$ati!!ah+ '((,)2
2.' Keuntun(an3 Resiko3 dan Keter4atasan
Penggunaan PET #alam i#ang me#is memiliki eera/a keuntungan resiko
#an keteratasan -aitu :
a) PET #a/at memantu mem/ela,ari fungsi ,aringan atau organ #alam tuuh2
) Karena ra#ionukli#a -ang #igunakan erumur /aro /en#ek maka /a/aran
ra#iasin-a ren#ah2 ¨ah ra#ionukli#a -ang #imasukan ke#alam tuuh ,uga relatif
se#ikit sehingga ti#ak menggangu /roses normal tuuh2;) ntuk +anita hamil ra#ionukli#a -ang masuk ke#alam tuuh #a/at memerikan
/a/aran /a#a ,anin2 'engan #emikian /emeriksaan PET ti#ak #ian,urkan untuk
+anita hamil2
#) PET #a/at sa,a keliru2 Kekeliruan ini #a/at #iseakan oleh keseimangan kimia
tuuh /asien -ang ti#ak normal2
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
13/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
'osis ra#iasi total -ang #iterima oleh /asien a#alah sekitar @ m$*2 Pa#a saat
ra#ionukli#a #imasukan ke#alam tuuh /asien maka /asien terseut telah men,a#i
sumer ra#iasi aru agi /eker,a #i 5umah $akit atau mas-arakat umum #alam
/enelitian -ang #ilakukan oleh (ME!roy $iam0i! $ari Karti3o $an A!amsyah+ '((>)
/eker,a ra#iasi menerima /a/aran ra#iasi /a#a saat /ersia/an /emin#ahan menentukan
/osisi /asien #alam PET s;anner2 $elama rangkaian kegiatan terseut untuk
menangani satu /asien /eker,a menerima ra#iasi seesar 6 H$* #an 0018 H$*9MBI
untuk setia/ kegiatan /emasukan ra#ionukli#a ke #alam tuuh /asien2
'engan #emikian a#a ;atatan ;atatan -ang harus #i/erhatikan :
a2 ntuk keselamatan /asien hal ter/enting a#alah as/ek klinik #alam menentukan
,enis ra#ioaktif #an #osisn-a serta /engkon#isian /asien seelum #an selama
/engoatan2 "s/ek fisik ,uga #i/erlukan #alam memastikan kemurnian #an #osisra#ionukli#a serta /en;am/uran #engan molekul aktif metaolik -ang akan
#igunakan2
2 $eagaimana #alam ke#okteran nuklir /a#a umumn-a untuk keselamatan /eker,a
ra#iasi ah+a /engaturan ,arak /enggunaan +aktu #an /erisai #ari /asien -ang
telah men#a/atkan ra#ionukli#a a#alah meto#e -ang #a/at mengo/timalkan
/enerimaan ra#iasi agi /eker,a ra#iasi itu sen#iri2
;2 Keselamatan untuk mas-arakat umum harus #i,amin #engan sistem #an /rose#ur-ang memisahkan antara /asien -ang telah men#a/atkan ra#ionukli#a #engan
mas-arakat umum2
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
14/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
d. Perlin#ungan terha#a/ lingkungan hi#u/ #alam ke#okteran nuklir /a#a umumn-a
#ilakukan #engan /en-im/anan sementara seelum /emuangan akhir (#ela- an#
#e;a- metho#) atas sekresi /asien -ang telah menerima ra#ionukli#a selama
/erlakuan #an arang arang lain se/erti ,arum suntik -ang #i#uga
terkontaminasi2 =al ini harus /ula #i/ertimangkan #alam #esain fasilitas (Karti3o+
$an A!amsyah+ '((>)2
2.* Aplikasi PET ,Positron Emission Tomography-
2.*.1 #idan( 5nkolo(i
PET s;an -ang menggunakan ra#ionukli#a F 18 (fluoro#eo-glu;ose9F'?
F'? PET) telah an-ak #igunakan #alam i#ang onkologi2 5a#iofarmaka ini
meru/akan glukosa analog -ang #isera/ oleh sel mengalami /roses /hos/or-lasi olehenDim heokinase serta akan #itahan (retaine#) oleh ,aringan tuuh2 åan -ang akan
menahan ra#iofarmaka ini memiliki akti*itas metaolik tinggi se/erti : /a-u#ara /aru
/aru usus /rostat otak hati #an kean-akan tumor ganas lain2 ?amar -ang #i/eroleh
#igunakan untuk : #iagnosis /enentuan sta#ium (staging) /enentuan /en-earan
/emantauan /engoatan /en-akit kanker #ll2 ntuk /en-akit tumor sta#ium a+al
/emeriksaan PET s;an leih sensitif #ari/a#a
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
15/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
/emeriksaan #igunakan untuk men#iagnosis s-stem #isor#es ,aringan s-araf se/erti
/en-akit a!2heimer+ par3inson+ transient ashemi atta3+ amyothropi !atera! s!erosis
#A:S*+ H/ntington+ stro3e+ shi2ophrenia"
2.*.' #idan( Kardiolo(i
'alam i#ang kar#iologi F'? PET #a/at mengi#entifikasi hy0ernating
myoar$i/m2 $elain itu #a/at memantu #alam /enentuan erkurangn-a
aliran9tersumatn-a /emuluh #arah ke ,antung2 =al ini #iin#ikasikan #engan a#an-a
/eningkatan metaolisme glukosa2 Pasien #engan ge,ala ini #i#iagnosis men#erita
oronary artery $isease (
-
7/24/2019 TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION.docx
16/20
TINJAUAN PRINSIP FISIKA POSITRON EMISSION
#A# !