Radiologi Kedokteran Nuklir dan Radioterapi; oleh Dr. Ir. Hj Rusmini Barozi, AIM., M.M.; Daniel Kartawiguna, S.T., M.M., M.Acc. Hak Cipta 2015 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283 Telp: 0274-882262; 0274-889398; Fax: 0274-889057; E-mail: info@grahailmu.co.id Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memper banyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN: 978-602-262-449-3 Cetakan Pertama, tahun 2015
BAB... KATA PENGANTAR P ada jaman super modern ini dunia kedokteran semakin maju. Demikian juga tidak ketinggalan perihal peralatan kedokteran. Dalam bidang diagnosis maupun terapi, para dokter dibantu dengan peralatan yang bermacam-macam jenisnya dan menggunakan teknologi modern termasuk penggunaan tenaga NUKLIR. Tenaga Nuklir yang sangat dahsyat tidak hanya digunakan untuk senjata perusak dan pembunuh manusia dalam peperangan antar negara, tetapi dapat juga digunakan untuk tujuan damai dan untuk menyelamatkan nyawa manusia. Buku yang kami tulis ini memuat tentang peralatan kedokteran yang menggunakan tenaga nuklir sebagai bahan untuk tujuan kemanusiaan yaitu untuk penyelamatan nyawa manusia dan yang dimasukkan dalam kategori Kedokteran Nuklir. Penulis dalam menyusun buku ini bekerja sama antara saya, DR. Ir. Rusmini B, AIM, MM., dengan Daniel Kartawiguna, ST., MM., M.Acc. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Bapak Almarhum Sombu Pilai yang telah mentransfer ilmu Kedokteran Nuklir kepada kami, semoga beliau diterima di sisi Tuhan Yang Maha Kuasa.
vi Radiologi Kedokteran Nuklir dan Radioterapi Dalam penulisan buku ini tentu ada kekurangan maupun kesalahan, kami menerima kritik yang membangun dan saran untuk penyempurnaannya. Jakarta, 3 April 2015 Penulis,
BAB... DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL v vii xiii xvii BAB I KEDOKTERAN NUKLIR 1 A. Sejarah Kedokteran Nuklir 1 B. Kedokteran Nuklir sebagai Pencitraan Diagnostik 3 dan Terapi C. Pemanfaatan Teknik Nuklir di luar Kedokteran 5 Nuklir D. Kedokteran Nuklir Molekuler 7 BAB II FISIKA NUKLIR 9 A. Inti Atom 9 B. Keluarga Nuklida 10 C. Kestabilan Inti 12 BAB III RADIOAKTIVITAS 15 A. Peluruhan (Disintegrasi) Radioaktif 16 1. Aktivitas 16 2. Konstanta Peluruhan 17
viii Radiologi Kedokteran Nuklir dan Radioterapi 3. Waktu-Paruh (Umur-Paro) 18 4. Persamaan Dasar Peluruhan 21 B. Transformasi Nuklir 23 1. Peluruhan Alfa (α) 24 2. Peluruhan Beta-negatif ( β- ) atau Negatron 25 3. Peluruhan Beta-positif (β+) atau Emisi 27 Positron 4. Penangkapan Elektron 29 5. Peluruhan Gamma ( γ ) atau Transisi Isomerik 31 BAB IV INTERAKSI RADIASI DENGAN PARTIKEL 33 A. Interaksi Partikel Radiasi dengan Zat 33 1. Eksitasi, Ionisasi dan Radiative Losses 33 2. Interaksi Neutron dengan Materi 40 B. Interaksi Foton Berenergi Tinggi dengan Bahan 41 1. Hamburan Rayleigh 41 2. Hamburan Compton 42 3. Efek Fotolistrik 45 4. Produksi Pasangan 48 C. Sumber-sumber Radiasi Pengion 48 1. Sumber Radiasi Alam 49 2. Sumber Radiasi Buatan 49 D. Sumber Radiasi Brachytherapi 50 BAB V SISTEM TERAPI AFTERLOADING 53 A. Alat Afterloading Elektro-Mekanik 54 B. Alat Afterloading dengan Komputer 57 BAB VI PESAWAT TELEGAMMA 61 A. Sumber Telegamma 62 B. Sistem Pengendali Penyinaran 63 1 Pemegang Sumber Berbentuk Drum 63 2. Pemegang Sumber Berbentuk Sepotong Balok Logam 64
Daftar Isi ix BAB VII PESAWAT KAMERA GAMMA 67 A. Konfigurasi Pesawat Kamera Gamma 68 B. Console Gamma Camera 73 C. Collimator 75 D. Detektor Skintilasi (Scintillation Detector) 77 E. Photo Multiplier Tube 80 F. Pre-Ampilifier 82 G. Pulse Height Analyzer (PHA) 84 H. Cathoda Ray Tube (CRT) / Monitor 88 I. Kualitas Gambar 89 J. Pemeliharaan Pesawat Gamma Camera 90 BAB VIII SINGLE PHOTON EMISSION COMPUTED 93 TOMOGRAPHY (SPECT) A. Prinsip 94 B. Aplikasi 98 1. Pencitraan Perfusi Miokard 98 2. Pencitraan Fungsional Otak 99 C. Rekonstruksi 101 D. SPECT/CT 102 BAB IX POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY 105 A. Prinsip Kerja PET 106 B. Karakteristik Pemindai PET 118 C. Keunggulan PET 120 D. Aplikasi Klinik 121 E. Pencitraan Molekuler 123 BAB X PEMERCEPAT PARTIKEL LINEAR 125 A. Cara Kerja Pemercepat Partikel Linear 125 B. Sistem Dosimetri 131 C. Pesawat Mevatron 60 132 D. Sistem Interlock 133 E. Proteksi Radiasi 135 F. Data Teknis 136
x Radiologi Kedokteran Nuklir dan Radioterapi BAB XI LABORATORIUM KLINIK KEDOKTERAN NUKLIR 139 A. Klinik Kedokteran Nuklir 141 B. Penggolongan Radioisotop 142 C. Syarat-syarat Umum untuk Tempat Kerja 142 D. Laboratorium Radioisotop 143 E. Syarat-syarat Khusus untuk Laboratorium Isotop 146 F. Ruang Perantara untuk Masuk 147 ke Laboratorium Isotop G. Penyimpanan Sumber Radioaktif 148 H. Pengamanan Limbah Radioaktif 150 I. Pengaturan Aliran Udara (Ventilasi) 153 BAB XII INSTALASI LABORATORIUM DIAGNOSTIK 155 A. Diagnostik 155 B. Laboratorium Radiokimia 157 C. Ruang Penakaran (Dispensing) dan Pengukuran 158 Isotop D. Ruang Penyimpanan Radioisotop 159 E. Ruang Peluruhan 160 F. Ruang Cuci Peralatan 161 G. Ruang Pemberian Isotop kepada Pasien 162 H. Ruang Periksa 163 I. Ruang Pengukuran Cuplikan 164 J. Ruang Pengukuran Fungsi (Saluran Tunggal) 165 K. Ruang Pengukuran Fungsi (Saluran Ganda) 166 L. Ruang Pengukuran Lokalisasi (Pencacah Skintilasi)167 M. Ruang Pengukuran Lokalisasi dan Fungsi 168 (Kamera Gamma) N. Klinik Kedokteran Nuklir Kecil untuk Diagnostik 169 BAB XIII INSTALASI LABORATORIUM TERAPI 173 A. Penggunaan Sumber Radioaktif 173 B. Terapi dengan Isotop 174