Telah dibuat unil PHA unluk rektilinier skaner, ujilaboratorium dengan menggunakan sumber Co , Cs , Na dan60 137 22

PHA dengan aras bawah ber-

PEMBUATAN PHA UNTUK REKTILINIER SKANER

Bambang Supardiyono, J. Kamadi, Tejo Purnomo

Pusal Penelilian Nuklir Yogyakarla

ABSTRAK

I menunjukkkan bahv{a resolusi131geser tiap 0,1 V dan aras alas telap 0,1 V pada operasidif'erensial ada-lah 6 %, 9,5 %, 10 % dan 10,6 Yo. Uji sla­bilitas pencacahan menunjukkan kelelitian sebesar 98 % danuji linieritas penguatan menunjukkan kemiringan sebesar 57°.Resolusi yang disyaratkan adalah 9 % untuk sumber Cs137

dengan demikian PHA tersebut cukup laik bila dipergunakanpad a rektilinier skaner.

ABSTRACT

Na and I sources.22 131

6 %,9,5 %, 10 % and 10,6 % with 0.1 V lower level shif'lingand 0.1 V upper level discrimination on dif'f'erentialoperation. The accuracy of' the stability tesl is 98 % andthe liniearity amplif'ication is 57 degree. For Cs137

source, 9 Yo resolution is required. so this PHA is suilablef'or rectiliniear scanner.

indicate that the

hasA pulse high analyser CPHA) f'or rectiliniear scannerbeen constructed. Laboratorium test, using Co ,Cs ,60 137

PHA resolution is

I. PENDAHULUAN

Reklilinier skaner adalah peralatan dalam bidang kedok­

teran nuklir yang dipergunakan untuk memperoleh gambaran

(image) dua dimensi dari bagian/organ tubuh dalam pemeriksa­

an in vivo dengan menggunakan radiof'armaka pemancar gamma.

Berdasarkan f'ungsi dari bagian rektilinier skaner,

secara garis besar dapat dibagi dalam empat unit, yaitu unit

PHA, unit penampil, unit pengontrol dan unit mekanik Csta-

Uni t PHA berf'ungsi merubah gejala radiasi menjadi

pulsa listrik, menapis tinggi pulsa listrik yang tidak di-

453

454

kehendaki dan meloloskan pulsa yang sesuai dengan tenaga

sumber radiasi yang di gunakan , dan selanjutnya pulsa ter­

sebut diproses oleh unit penampil, untuk ditampilkan dalam

bentuk gambar dua dimensi yang memberi informasi tentang

aktifitas dan letak dari organ tubuh. Unit pengontrol ber-

fungsi mengatur pergerakan (pergeseran) detektor, mengatur

pencacahan persatuan waktu dan mengatur penampilan, sedang­

kan unit mekanik berfungsi sebagai penyangga detektor dan

tempat motor penggerak detektor.

Penelitian pembuatan rektilinier skaner dilakukan oleh

empat group peneliti, dalam makalah ini hanya dibahas me­

ngenai pembuatan PHA sesuai dengan tugas penulis.

II. DASAR TEORI

A. Rangkaian PHA

Rangkaian PHA dapat juga dikalakan sebagai rangkaian

speklromeler gamma yang lerdiri dari pengual awal (PA), pe­

ngual linier (PL), penganalisis saluran lunggal (PST), rale

meler (Rill, dan penyedi a daya tegangan tinggi (TT) ser la

deleklor NaITL sebagai lransduser.

agram kolak rangkaian PHA.

Gambar 1 menunjukkan di-

UNITPENAMPIL

DET

.1 PAl ' I PL I ·PST

TT I I RM

Gambar 1. Diagram kotak rangkaian PHA

455

Prinsip kerja rangkaian PHA adaiah sebagai berikut, de­

tektor sintiiasi NaITL menerima radiasi gamma dari organ

tubuh yang diperiksa, gejaia radiasi tersebut oieh detektor

diubah menjadi gejal a 1istr i k C pulsa), yang kemudi an di­

teruskan ke PA yang berfungsi sebagai penyesuai impedansi

dan pembentuk puisa. Pulsa-puisa dari PA diteruskan ke PL

yang berfungsi memperkuat puisa yang masuk sehingga dapat

diproses oleh PST, penganaiisis saiuran tunggal berfungsi

sebagai penapis yaitu akan meneruskan puisa yang dikehendaki

dan menahan pulsa yang tidak dikehendaki. Keiuaran dari PST

sebagai masukan RM dan masukan unit penampii, jumlah cacah

persatuan waktu ditampiikan dalam bentuk angka pada penampii

8 digit. Rat.emet.er dikendalikan oleh osiiat.or 1 MHz, dan

wakt.u pencacahan dapat. diatur secara otomat.is at.au manual

dengan mengat.ur sakiar.

B. Pengujian

Untuk menget.ahui aiat. yang teiah dibuat. berfungs~ baik

at.au t.idak, perlu dilakukan serangkaian uji/test. t.erhadap

alat. t.ersebut.. Ada beberapa cara dalam meiakukan pengujian

yaitu uji iaborat.orium dan uji iapangan, uji lapangan saat

ini belum diiaksanakan, karena menunggu unit-unit. lain yang

sedang dalam proses penyelesaian.

Uji laboratorium unit. PHA meiiputi uji stabiiitas pen­

cacahan, uji linierit.as penguat.an, menghitung resoiusi PHA,

disamping pengukuran resoiusi PHA diiakukan juga pengukuran

resoiusi dengan menggunakan MCA sebagai bahan pembanding.

Uji stabiiit.as pencacahan dengan cara mencacah akti­

vit.as sumber pada daerah t.enaganya, kemudian dicari ketidak­

past.ian relat.if sehingga akan diperoieh keleiitian unit PHA.

Uji linieritas penguat.an dilakukan pencacahan unt.uk

beberapa sumber radiasi gamma, kemudian dibuat. grafik

hubungan antara tenaga dengan tinggi puisa, dari grafik t.er­

sebut. dapat. dihitung kemiringan grafik sehingga diperoleh

1i nier i tasnya.

456

Pengukuran resolusi dilakukan dengan cara melakukan

pencacahan aktivitas sumber dengan aras bawah yang bergeser

setiap 0,1 V dan aras atas 0,1 V pada operasi diferensial.

Oari hasil pencacahan, dibuat grafik hubungan antara cacah

persatuan waktu dengan tinggi aras bawah, dari grafik ter­

sebut bisa dihitung resolusi dari unit PHA.

Pengukuran resolusi dengan MCA, dengan cara menghubung-kan keluaran dari dengan AD<:

tersebut,

penguat

berdasarkan gambar

1i ni er

Cdisplay) dari

pada MCA

MCA, dapat

diketahui resolusinya.

III. HASIL PENGUJIAN

A. Pengujian Stabilitas Pencacahan

Pencacahan dilakukan dengan waktu cacah 10 detik dan

dilakukan sepuluh kali pada tenaga puncak dari sumber Co60dengan 1ebar jendel a sebesar 0.1 V.danCs

137Hasil

Na22

pencacahan

I131tersebut di atas disajikan dalam bentuk

tabel, berdasarkan tabel tersebut dapat dihitung ketidak-

pasti an pencacahan dari masi ng-masi ng sumber. Hasi 1 per-

hitungan menunjukkan ketidakpastian pencacahan untuk sumber

CCo ) sebagai pat okan, maka ketidak­60pastian pencacahan PHA adalah sebesar 2 % atau PHA mempunyai

stabilitas pencacahan sebesar lebih kurang 98 %.

adal ah sebesar

1,6sebesar

sebesarsebesar 0,6 %, Na22

kalau diambil ketidakpastian

Cs1372 %,

I131maksimumpencacahan

Co60

1 ,2 % dan

B. Uji Linieritas Penguatan

Oal am penguj ian 1inieritas pengua tan , sumber radiasi

gamma yang dipergunakan sarna dengan sumber yang dipergunakan

pad a pengujian stabili tas pencacahan. Kemudi an di1akukan

pengamatan/pengukuran tinggi pulsa dari masing-masing sumber

pada tenaga puncak. Oari hasil pengukuran tinggi pulsa dan

tabel tenaga sumber radiasi gamma. dibuat grafik hubungan

tenaga dengan tinggi pulsa Cgambar 2). berdasarkan grafiktersebut dapat dicari kemiringan/linieritas penguatan.

457

Hasil perhi~ungan menunjukkan bahwa pengua~an PHA mempunyai

kemiringan sebesar 570 a~au mempunyai linieri~as sebesar

73 %.

(KeV)

1332,5

1173,2

1000

661,6

500

360

-------- - - - ---- /________ - - - - - - -/- - ;y C 60- - - - __ - - - - I- --0

Ie 60IIII

o 2 4 6 8 10Gambar 2. Linieri~as pengua~an

C. Pengukuran Resolusi

Pengukuran/perhi~ungan resolusi PHA berdasarkan grafik

spek~rum ~enaga gamma dari sumber radiasi yang dipergunakan.

Gambar 3, menunjukkan spek~rum gamma

perhi~ungan berdasarkan grafik ~ersebu~

dari sumber Co ,60diperoleh resolusi

sebesar 5 % pada puncak ~enaga 1,17 MeV dan resolusi sebesar

4,8 % pada ~enaga 1,33 MeV, gambar 4 menunjukkan spek~rum

~enaga Cs dengan resolusi sebesar 9,5 %.137

C/10 detik

750

500

250

o

C/10 det.ikl'

6000

5000

4000

3000

2000

1000

458

Gambar 3. Spektrum tenaga Co 60

o 1 2 3 4X X X1 2

5 CV)

Gambar 4. Spektrum tenaga Cs137

459

Gambar 5 merupakan spek~rum ~enaga darl Na dengan resolusi22

sebesar 10 % pada ~enaga 0,511 MeV Canihilasi) dan gambar 6

menunjukkan spek~rum ~enaga dari sumber I dengan~3~

resolusi sebesar 11 % pada 0,36 MeV.

C/l0 de~ik

2000

1500

1000

500

o 1 2 3

IIIIIIII

--r-r Ir II II III II II I Ii"tl-I 1 I

x 4 . (V)

C/l0 detik

2000

1500

1000

500

o

Gambar 5. Spektrum tenaga Na22

Gambar 6. Spek~rum ~enaga I~31

4 (V)

460

Sebagai bahan bandingan, dilakukan pembuat.an spekt.rum

t.enaga gamma dengan menggunakan MCA, gambar 7a menunjukkan

spekt.rum t.enaga dari Co dengan resolusi sebesar 3,5 % dan603 %, gambar 7b adalah spekt.rum t.enaga dari Cs dengan reso­137lusi 8 %.

Gambar 7a. Spekt.rum Co00

Gambar 7b. Spekt.rum Cs 137

461

Gambar 7c adalah spektrum tenaga dari Na dengan resolusi22

sebesar 10 %, untuk sumber I diperoleh resolusi sebesar131

12 % Ctanpa foto spektrum).

Gambar 7c. Spektrum Na22

Tabel 1. Hasil pencacahan pada tenaga puncak.

CoNo

60CsNaI

XX 13722131

12

1

538 5045412214314172

511 5255489219714143

542 4915422217513854

521 4975453214513675

529 5115415219414305

515 5155423212313887

527 5085495215314498

535 5235479215514089

513 52054952193140910

545 517545421911438- X 527,7511,25454,82157,11410,5

S11,7510,7532,5525,0523,83

KTPN

2 ?~2 %0,5 %1,2 %1,5 %

462

D. Peralatan Pengujian

Peralatan yang dipergunakan dalam pelaksanaan pengujian

PHA antara lain :

Lemari timbal, dimensi (25 x 22 x 22) em, ketebalan'3,5 em.

Detektor sintilasi 2 x 2" merk Harshaw tipe 8S8

Sumber standar

Co aktivitas2,48 /--lCi60 Csaktivitas10,18 /--lCi137 Naaktivitas0,86 /--lCizz I aktivitas0,80 /--lCi131

MCA Canberra 8100

Kondisi (seting) peralatan pada waktu pengujian adalah

sebagai berikut, tegangan tinggi diatur pada 450 V, tinggi

aras bawah dari PST digeser setiap 0,1 V dengan lebar jen­

dela tetap sebesar 0,1 V, lama peneaeahan adalah 10 detik

dan jarak sumber delektor 10 em.

1.V. PEMBAH.~AN

Berdasarkan hasil uji stabilitas peneaeahan dengan

keti dakpasti an (KTPN) sebesar 2 Yo (maksi mum), menunj ukkan

bahwa unit PHA mempunyai ketelitian eukup tinggi, mengingat

KTPN dari sumber radiasi tipikal sebesar 2,5 Yo, dengan demi­

kian PHA lersebut eukup baik bila dipergunakan pada rekti­

linier skaner.

Linieritas penguatan dengan kemiringan sebesar 570 me­

nunjukkan bahwa perubahan tenaga sebesar 100 KeV akan mem­

berikan perubahan tinggi pulsa sebesar 0,7 V dan dapat di­

katakan 1inieri tas pengua tan dari PHA sebesar 73 Yo. Ideal,

linieritas penguatan adalah 100 %, tetapi dalam praktek nilai

ideal tersebul sulit dieapai. Meskipun linieritas PHA

sebesar 73 % alat tersebut eukup baik bila dipasang pada

rektilinier skaner, mengingat isotrop yang dipergunakan

dalam kedokleran nuklir umumnya berlenaga rendah, tunggal

463

dan mempunyai wak~u paroh pendek. Maka ~inggi pulsa keluar­

an dapa~ dinaikkan dengan eara memper~inggi pengua~an a~au

dengan menaikkan ~egangan ~inggi. Sebagai eon~oh un~uk

sumber I dengan ~enaga 0,360 MeV akan menimbulkan pulsa.13.1

2,5 V, ~inggi pulsa ~ersebu~ dapa~ dinaikkan menjadi 5 V,

dengan demikian sua~u sumber dengan ~enaga lebih besar dari

0,7 MeV akan menimbulkan pulsa jenuh, karena ~inggi pulsa

keluaran dari pengua~ 1inier maksimum adalah 10 V. Dalam

prak~ek, penga~uran PHA adalah dengan menga~ur aras bawah

dari PST yai~u dengan memu~ar po~ensiomeler (linier), unluk

menghindari kekeliruan karena po~ensiome~er linier sedangkan

pengua~an ~idak 1inier maka per1u diser~akan ~abel peng­

a~uran (posisi) dengan isotop yang dipergunakan, tabel 2

menunjukkan posisi potensiome~er dengan isotop yang dihitung

berdasarkan gambar 2. Dengan demikian pemakai (user) tinggal

meneoeokkan saja antara posisi potensiometer dengan isolop

yang dipergunakan.

Tabel 2. Posisi Potensiometer

No Iso~opTenaga (KeV)Potensimeter('I)

1

I 35 1,40.1Z~ 2

Ie 140 2,4099m 3

I 360 5,00.13.1 4

In 393 6,40.1.13m

Resolusi PHA pada daerah tenaga lebih besar dari 1 MeV

sekitar 6 %, sedangkan pada daerah lebih keeil dari 1 MeV

menunjukkan resolusi seki~ar 10 %, mengingat bahwa rek~ili­

nier skaner dipergunakan pada daerah ~enaga rendah. maka

hanya di~injau resolusi pada daerah ~enaga lebih keeil dari

0,66 MeV. Berdasarkan resolusi hasil pengujian, dibuat

grafik hubungan resolusi dengan ~enaga (gambar 8), dari

grafik ~ersebu~ dapa~ disimpulkan bahwa un~uk PHA perubahan

~enaga sebesar 300 KeV akan menimbulkan perubahan resolusi

464

sebesar 1 Yo, sedangkan dengan MCA perubahan tenaga sebesar

100 KeV akan menimbulkan perubahan resolusi sebesar 1,5 Yo,

dengan demikian dapat dika.takan bahwa pada daerah t.enaga

rendah resolusi PHA dapat dikatakan tetap.

15

10

o 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Gambar 8. Resolusi vs.t.enaga

1200

Hasil· akhir Cgambar 2 dimensi) dari rekt.ilinier skaner, di

samping tergant.ung dari hasil pencacahan PHA yang akan

menimbulkan gambar gelap/terang sesuai dengan akt.ivit.as

organ t.ubuh yang diamati, juga tergant.ung dari resolusi PHA,

karena resolusi yang t inggi akan mendukung stabilit.as

pencacahan mempunyai ketelitian t.inggi.

465

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian yang ~elah dilakukan, dengan

hasil s~abili~as pencacahan 98 %, linieri~as pengua~an se­

besar 73 % sera~ resolusi 9,5 % un~uk sumber Cs ~idak'137

berbeda jauh dengan resolusi yang disyara~kan yai~u sebesar

9 %, dan berdasarkan pembahasan yang ~elah dilakukan. Maka

penganalisa ~inggi pulsa CPHA) yang ~elah dibuat cukup baik

apabila dipasang pada rektilinier skaner.

UCAPAN TERIMA KASIH

Kami ucapkan ~erima kasih pada saudara Supardjan ser~a

rekan-rekan di Kelompok Rekayasa dan Li~bang Instrumentasi

dan Elektronika Nuklir, yang telah membantu secara langsung

maupun tidak langsung sampai terlaksananya peneli~ian kami.

ACUAN

1. Belcher and Vetter., "Radioisotop In Medical Diagnosis",Bu~~erworth & Co, London, England, 1971.

2. James A. Sorenson and Michael EP Helps. ,clear Medicine", Grand and Stratton Inc,1987.

"Physics In Nu­New York, USA,

3. IAEA., "Quality Control of Nuclear Medicine Ins~ruments",Vienna, 1984.

4. Nicholson., "Nuclear Electronics",London, 1974.

TANYA JAWAB

John Wiley & Sons,

t. Sudiyanto

Apa~ah sudah dipikirkan hasit ~hirnya datam ptot, apa~ah

sistem penampit yang dipakai?

JAWABAN

Direncanakan penampi t da.ta<:8ambar 2 dimensi'> men8e-una~anmonitor PC dan hasitnya dapat diprint <:diceta~'>.

466

2. Arief Rivay

Gambar 1 daLa~ makaLa~. apakah detektor yang termasuk

di daLa~ kota~ diagram PHA juga dibuat?

Hengapa resoLusi (FWHH) pada PHA dan pada HCA tidak me-

nunjukkan kondisi ekivaLensi

11 % FWHff. pada HCA = 12 %

(misaL I pada PHA =131

FWHH. sedangkan untuk

sumber-sumber Lainnya berLawanan).

JAWABAN

- Detektor tidak ter~~uk sistem PHA yang dibuat. DaLam

haL ini detektor digambar untu.~ memberikan informasi

bahwa pULsa datang dari detektor.

- Bi La diambi L titiR Cs sebagai titik tengah. terL i-137

hat bahwa untuk sumber dengan energi Lebih besar maupun

Lebih Reei L. grafik resoLusinya adaLah simetris. baik

untuk PHA maupun HCA. Untuk PHA mempunyai kenaikRan 1 %

untuk perubahan 100 KeV. sedangRan untuk HCA adaLah

1,5 %, jadi IJ-v:J.jarbiLa pada I • resoLusi HCA 12 %.131

3. Dewi ta

Berapa maksimum dan minimum peneaeahan yang diperoLeh.

Rarena itu mempengaruhi kontras gambar?

JAWABAN

TipikaL untuk sumber yang dipergunaRan sekitar 20 ~Ci (in

vivo_1 memberikan eacah 250 e/det.

4. Didi Gayani

- ApaRah pemi Lihan isotop itu denga.n potensio yang mewa­

kiLi perubahan threshoLd?

- Berapa Lebar puLsa output dari PHA yang dibuat?

JAWABAN

- Benar. digunaRan ten-turn potensio sebagai pengatur

aras bawah (Lower LeveL) penganaLisa saLuran tunggaL.

PULsa output adaLah 5 VoLt/500 nanD detik.