BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di zaman sekarang manusia telah mengenal kata instrumentasi, dimana
sangat berguna bagi kehidupan. Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti (device)
yang dipakai untuk pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih
besar dan lebih kompleks. Instrumentasi bias berarti alat untuk menghasilkan efek
suara, seperti pada instrument musik. Namun secara umum instrumentasi 3 fungsi
utama yaitu :
1. Sebagai alat pengukuran
2. Sebagai alat analisa
3. Sebagai alat kendali
Instrumentasi alat pengukuran meliputi instrumentasi survey/statistic,
instrumentasi pengukuran suhu, dan lain-lain. Contoh instrumentasi sebagai alat
analisa banyak dijumpai dibidang kimia dan kedokteran.
Istrumentasi sebagai alat pengukur sering merupakan bagian depan dari
bagian-bagian selanjutnya, dan bisa berupa pengukur dari semua jenis besaran
fisik, kimia, mekanis, maupun besaran listrik. Beberapa contoh diantaranya adalah
pengukur massa, waktu, panjang, luas, suhu, dan lain-lain. Sistem pengukuran
analisa dan kendali dalam instrumentasi ini bisa dilakukan secara manual, tetapi
bisa juga dilakukan secara otomatis dengan menggunakan komputer (sirkuit
elektronik).
1
Dunia kedokteran di Indonesia sudah mengenal teknik nuklir yang sangat
bermanfaat dalam dunia kesehatan. Maka dari itu teknik nuklir akan dibahas
selengkapnya pada pembahasan ini.
1.2 Rumusan Masalah
1. Mengetahui kegunaan-kegunaan nuklir di bidang kesehatan.
2. Mengetahui keuntungan nuklir bagi kedokteran.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Nuklir di Bidang Kesehatan dan Kedokteran
Abad 20 ditandai dengan perkembangan yang menakjubkan dibidang Ilmu
dan Pengetahuan (IPTEK) termasuk Kesehatan dan Kedokteran. Sehingga
memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam diagnosis dan terapi
berbagai penyakit. Penggunaan Isotop radioaktif dalam bidang kedokteran telah
dimulai tahun 1901 oleh Henry Danlos yang menggunmakan radium untuk
pengobatan Tuberculosis pada kulit. Tetapi yang dianggap Bapak Kedokteran
Nuklir adalah George C. de Havessy. Dialah yang melakukan dasar prinsip
peruntut dengan menggunakan zat radioaktif Waktu itu yang digunakan adalah
Radio isotop alam Pb 212 . Dengan ditemukannya Radio Isotop buatan, maka
radio isotop alam tidak lagi digunakan. Radio Isotop buatan yang banyak dipakai
pada masa awal perkembangan kedokteran nuklir adalah 1 131 ( ditemukan oleh
Glenn Seaborg, 1937 ), Tetapi pemakaiannya kini telah terdesak oleh TC 99m
(1940), selain karena sifatnya yang ideal dari segi proteksi radiasi dan
pembentukan citra juga dapat diperoleh dengan mudah, serta harga relative
murah. Namun demikian I 131 masih sangat diperlukan untuk diagnostic dan
terapi, khususnya kanker tiroid.
Perkembangan ilmu kedokteran nuklir yang sangat pesat didukung oleh
perkembangan teknologi instrumentasi untuk pembuatan citra terutama dengan
digunakannya komputer untuk pengolahan data sehingga system instrumentasi
yang dahulu hanya menggunakan detektor radiasi biasa dengan sitem elektronik
3
sederhana, kini telah berkembang menjadi peralatan canggih kamera gamma
( ditemukan oleh HAL AGNER, 1958). dan kamera positron yang dapat
menampilkan citra alat tubuh , baik dua dimensi maupun tiga dimensi, serta static
maupun dinamik. Berbagai disiplin ilmu kedokteran seperti penyakit dalam, ilmu
penyakit syaraf, jantung, dsb telah mengambil manfaat dari teknik nuklir ini.
2.2 Kedokteran Nuklir
Dalam bidang kedokteran dikenal cabang kedokteran nuklir, yaitu ilmu
kedokteran yang dalam kegiatannya menggunakan radioaktif yang terbuka, balk
untuk diagnosis maupun dalam pengobatan penyakit. atau dalam kedokteran.
Radio isotop dapat dimasukkan kedalam tubuh pasien (Studi in-vivo)
maupun hanya direaksikan sajadengan bahan biologis antara lain darah, cairan
lambung, urine, dsb yang diambil dari tubuh pasien yang lebih dikenal sebagai
Studi Invitro (dalam gelas percobaan).
Pada studi in-vivo, setelah radio isotop dapat dimasukkan ketubuh pasien
melalui mulut, suntikan, atau dihirup lewat hidung, maka informasi yang dapat
diperoleh dari pasien dapat barupa
1. Citra atau gambar dari organ / bagian tubuh pasien yang diperoleh dengan
bantuan peralatan kamera gamma atau kamera positron (teknik imaging).
2. Kurva-kurva kinetika radio isotop dalam organ / bagi tubuh tertentu dan
angka-angka yang menggambarkan akumulasi radio isotop dalm organ /
bagian tunuh tertentu disamping citra atau gambar yang diperoleh dengan
kamera gamma ataupun kamera positron.
4
3. Radioktivitas yang terdapat dalam contoh bahan biologis (darah, urine, dll)
yang diambil dari tubuh pasien, dicocok dengan instrument yang dirangkaikan
pada detector radiasi (teknik non-imiging).
Dalam kedokteran nuklir, diagnosis dan terapi dilaksanakan berdasarkan
pada pemanfaatan emisi radioaktif dari radionuklida tertentu. Akhir-akhir ini
kedokteran nuklir berkembang pesat dan sangat dirasakan manfaatnya oleh
masyarakat. Tercatat bahwa hampir tidak ada satu pun rumah sakit dinegara-
negara maju yang tidak mempunyai unit kedokteran nuklir. Negara sedang
berkembang seperti Indonesia juga tidak ketinggalan sekarang ini, hampir semua
kota besar di pulau Jawa mempunyai sedikitnya satu rumah sakit yang dilengkapi
dengan unit kedokteran nuklir.
Seorang ahli kimia berkebangsaan Hongaria, George Hevesy, pada tahun
1923 mengukur distribusi timbal (pd) radioaktif dengan jalan memasukkan pb-
210 dari pb-212 pada batang dan akar kacang dalam jumlah yang tidak
menimbulkan efek toksik pada tanaman. Pada tahun 1924, dipelajari distribusi pb
dan bismut (Bi) pada hewan percobaan. Ini merupakan langkah pertama
penggunaan perunut untuk penelitian biomedik, sehingga pada tahun 1943
George Hevesy mendapat hadiah nobel dibidang kimia. Radionuklida pertama
yang digunakan secara luas dalam kedokteran nuklir adalah I-131, yang
digunakan pertama kali sebagai indikator fungsi kelenjar tiroid dengan jalan
mendeteksi sinar yang diemisikan, dengan pencacah geiger yang ditempatkan
didekat kelenjar tiroid. Diikuti dengan pemakaiannya untuk pengobatan
hipertiroid pada tahun 1940. Penemuan selanjutnya Seaborg yaitu radionuklida te-
ggm dan co-60, yang merupakan tonggak sejarah dibidang kedokteran nuklir.
5
Berkat jasanya tersebut, Seaborg mendapat hadiah nobel untuk bidang
kimia pada tahun 1951. Pada periode berikutnya, kedokteran nuklir berkembang
pesat setelah ditemukan kamera gamma oleh Hal Anger. Alat tersebut mampu
mendeteksi distribusi foton yang dipancarkan dari dalam tubuh, yang dapat
menggambarkan fungsi suatu organ. Metode ini disebut imagin nuklir, yang
digunakan untuk diagnosis in vivo, suatu senyawa organik bertanda
(radioformaka) pemancaran sinar gamma/positron yang telah diketahui
metabolismenya secara spesifik pada organ tubuh yang diselidiki, dimasukkan ke
dalam tubuh pasien melalui penyuntikkan, oral atau pernafasan. Radiofarmaka
bergabung dengan proses metabolisme dalam tubuh, akhirnya terkumpul dan
terdistribusi pada tempat-tempat tertentu, kemudian suatu detekron radiasi
didekatkan pada tubuh pasien, untuk menetapkan tempat di dalam tubuh asal sinar
itu dipancarkan, sehingga pola distribusinya pada tempat tersebut serta
perpindahannya dari satu tempat ketempat lain dapat diketahui secara tepat.
Data yang diperoleh baik dengan teknik imaging maupun teknik non-
imaging memberikan informasi mengenai fungsi organ yang diperiksa.
2.3 Kedokteran Nuklir Radiologi
Pada studi In-vitro, adri tubuh pasien diambil sejumlah bahan
biologis tertentu misalnya 1 ml darah, campurkan bahan biologis tersebut
kemudian direaksikan dengan suatu zat yang telah ditandai dengan radio isotop.
Pemeriksaannya dilakukan dengan bantuan detector radiasi gamma yang
dirangkai dengan suatu system instrumentasi. Studi semacam ini biasanya
dilakukan untuk mengetahui kandungan hormone-hormon tertentu dalam darah
pasien seperti Insulin, Tiroksin, dll.
Pemeriksaan Kedokteran nuklir banyak membantu dalam menunjang
6
diagnosis berbagai penyakit seperti penyakit jantung koroner, kelenjar godok,
gangguan fungsi ginjal, menentukan tahapan penyakit kanker dengan
mendeteksi penyebarannya pada tulang, mendeteksi Dendrahan Dada seluruh
pencernaan makanan dan menentukan lokasinya.
7
2.4 Pemanfaatan Teknik Nuklir Diluar Kedokteran Nuklir
Diluar kedokteran nuklir, teknik nuklir masih banyak memberikan
sumbangan yang besar bagi kedokteran serta kesehatan, yaitu :
1. Teknik pengaktifan Neutron
Teknik ini dapat digunakan untuk mementukan kandungan mineral tubuh
terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang
sangat kecil ( CO, Cr, f, Mn, Se, Si, Zn, dll ) sehingga sulit ditentukan
dengan metode konvensional, kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya
yang tidak merusak dan kepekaan yang sangat tinggi.
2. Penetuan kerapatan tulang dengan Bone Densito Meter
Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari
tulang dengan radiasi gamma atau sinar —X. Berdasarkan banyaknya
radiasi gamma atau sinar-X yang diserap tulang yang diperiksa maka dapat
ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan
oleh computer yang dipasang pada alat Bone Densito meter tersebut.
Teknik ini bermanfaat sebagai alat bantu diagnosis kekeroposan
tulang (Osteoporosis) yang sering menyerang pada usia manupause sehingga
menyebabkan tulang mudah patah.
3. Three Dimensional Conformal Radiotheraphy (3D-CRT)
Terapi radiasi dengan menggunakan sumber radiasi tertutup atau
pesawat pembangkit radiasi sudah lama dikenal untuk pengobatan penyakit
kanker. Perkembangan teknik elektronika maju dan peralatan computer
canggih dalam dua dekade, telah membawa perkembangan pesat dalam
teknologi radioterapi. Dengan menggunakan pesawat mempercepat
8
partikel generasi terakhir telah dimungkinkan untuk melakukan
radioterapi kanker dengan sangat presisi dan tingkat keselamatan yang
tinggi melalui kemampuan yang sangat selektif untuk membatasi bentuk
jaringan tumor yang akan dikenal radiasi.
Untuk diagnosis in-vivo salah satu radionuklida yang banyak digunakan
adalah Tc-99m. Penggunaanya berkembang pesat sejak tahun 1961.
Beberapa contoh penggunaan Tc-99m adalah :
1. Tc-99m sulfur koloid, untuk pemeriksaan jantung, hati dan limpa.
2. Tc-99m diethyl lenetriamine penta aceticacid (DTPA), untuk pemeriksaan
otak.
3. Tc-99m sodium Tripoli phosphate (STPP), untuk penataan tulang.
Radionuklida I-123 juga banyak dipilih untuk imaging, merupakan
pemancar gamma dengan umur paruh 13 jam, sehingga sangat cocok untuk studi
dalam waktu tidak terlalu pendek. Imaging dengan kamera gamma cukup jelas
karena energi gamma yang dipancarkan optimal yaitu isg kev. Ketentuan lain
ialah mudah berkaitan dengan antibodi, sehingga sangat baik untuk menanda
antibodi, pada pelacakan kanker. Selain radioisorop pemancar gamma, radioisorop
pemancar Positron Emission Tomography (PET) dalam diagnosis, banyak
digunakan gas radioaktif pemancar positron umur pendek yaitu antara lain, untuk
mengamati berbagai penyakit dan kelainan pada pernafasan, serta sistem sirkulasi
cairan tubuh. Gas radioaktif tersebut 0-15, c-11, dan N-13 yang dihasilkan dari
siklotron dengan umur paruh masing-masing 20 dan 10 menit.
Perkembangan dalam kedokteran nuklir ditunjang pula oleh penemuan
dibidang bioktenologi antara lain, ditemukannya teknologi hibridoma untuk
9
memproduksi berbagai jenis antibodi klon tunggal atau monocional antibody
(MAb), terutama untuk diagnosis dan terapi penyakit kanker. Dalam
penggunaannya dibidang kedokteran nuklir, terutama untuk diagnosis dan terapi,
antibody klon tunggal harus ditanda dengan istop radioaktif. Prinsip menggunakan
teknik ini cukup sederhana. MAb terhadap tumor ganas tertentu yang tertanda
radioaktif pemancar sinar gamma (misalnya 123 I) bila disuntikkan ke dalam
tubuh pasien yang diduga menderita tumor tersebut, akan terbawa oleh aliran
darah dan akhirnya terakumulasi pada jaringan tumor. Dalam hal ini, antibody
anti tumor berikatan secara spesifik dengan jaringan tumor yang berfungsi sebagai
antigen. Oleh karena antibody yang digunakan monospesifik, maka antibody yang
disuntikkan hanya akan terakumulasi pada jaringan tumor, tidak terjadi
penyebaran keradio aktifan pada jaringan lain. Dengan teknik imaging nuklir,
lukasi tumor dengan metastasinya dapat diamati secara jelas, tanpa harus
melakukan biopsi atau cara lain. Jika dikaitkan dengan AbM tadi suatu pemancar
sinar alfa yang jarak tempuhnya pendek dan dipilih yang mempunyai linear
energy transfer (LET) yang tinggi, maka pengumpulan antibody juga dibantu oleh
penyembuhan lewat penyinaran (radioterapi).
Penggunaan radioisotop dalam kedokteran nuklir juga sangat bermanfaat
dalam diagnosis yang dilakukan diluar tubuh atau diagnosis ini vitro, setelah
ditemukannya teknik radioimmuno-assay (RIA) pada tahun 1977. Teknik RIA
adalah suatu teknik penentuan berdasarkan reaksi imunologi yang menggunakan
tracer radioaktif. Teknik ini merupakan perpaduan dua keampuhan metode
penentuan :
10
1. Penggunaan teknik nuklir. Pengukuran radioaktivitas memberikan kepekaan
dan ketelitian yang tinggi, serta tidak terpengaruh oleh faktor-faktor lalin yang
terdapat dalam sistem.
2. Berdasarkan reaksi imunologi yaitu terjadinya komplek antara dua senyawa
komplementes antigen dan antibodi, yang berlangsung secara spesifik. Karena
sifat kerja antiserum yang sangat spesifik tadi, maka adanya senyawa-senyawa
lain dalam sistem reaksi dalam ribuan sampai jutaan kali sekalipun, tidak akan
mempengaruhi reaksi.
Keuntungan imaging nuklir adalah tracer dapat bertindak sebagai
pemeriksa fisiologi fungsional yang sanggup menggambarkan fungsi bio-
kimiawi, karena adanya transport biologi aktif dari radiofar maka melalui organ
tubuh dapat divisualisasi terhadap waktu. Gambar yang diperoleh merupakan
gambar secara fungsional dalam tramework anatomi. Bila berfungsi normal
distribusi radiafar maka menunjukan pola tertentu yang karakteristik,
sedang pada bagian yang mempunyai fungsi patologis distribusinya tidak normal.
Berbeda dengan foto sinar-x pada radiograsi. Jaringan merupakan objek pasif,
sehingga yang divisualisasikan hanya berupa seleksi dari sinar-x yang, melewati
jaringan. Gambar yang diperoleh tidak menggambarkan fungsi dari suatu
organ. Jadi akan sama saja apakah organ itu masih hidup atau sudah mati.
Aktivitas radio isotop yang digunakan pada imaging nuklir sangat kecil dalam
orde beberapa mCi, dan mempunyai sifat kimia yang sama dengan isotopnya yang
tidak aktif Sehingga secara hal tidak berpengaruh terhadap keadaan normal. Alat
yang digunakan adalah kamera gamma yang dilengkapi dengan, detector
sintilasi untuk mengubah foton sinar gamma menjadi kilatan cahaya yang
11
dilipat gandakan oleh tabung pelipat ganda foto (photo multiplier).
Selanjutnya sintilasi diubah menjadi pulsa. Pulsa tegangan yang tinggi sebanding
dengan energi soton terpancar dari dalam tubuh. Dengan bantuan komputer,
pulsa direkam dan diolah, kenudian ditampilkan pada layar. –
2.5 Teleterapi
Teleterapi adalah perlakuan radiasi dengan sumber radiasi tidak secara
langsung berhubungan dengan tumor. Sumber radiasi pemancar gamma seperti
Co-60 pemakaiannya cukup luas, karena tidak memerlukan pengamatan yang
rumit dan hamper merupakan pemancar gamma yang ideal. Sumber ini banyak
digunakan dalam pengobatan kanker/tumor, dengan jalan penyinaran tumor secara
langsung dengan dosis yang dapat mematikan sel tumor, yang disebut dosis detal
kerusakan terjadi karena proses eksitasi dan ionisasi atom atau melekul.
2.6 Sterilisasi Alat Kedokteran
Alat/ bahan yang digunakan dibidang kedokteran pada umumnya harus
steril. Banyak diantaranya yang tidak tahan terhadap panas, sehingga tidak bisa
disterilkan dengan uap air panas yang atau dipanaskan. Demikian pula sterilisasi
dengan gas etilen oksida atau bahan kimia lain dapat menimbulkan resiko yang
membahayakan kesehatan. Satu-satunya jalan adalah sterilisasi dengan radiasi,
dengan sinar gamma dan Co-60 yang dapat memberikan hasil yang memuaskan,
sterilisasi tersebut sangat efektif, bersih dan praktis. Untuk transpiantasi jaringan
biologi seperti tulang dan urat, serta ammion chorion untuk luka bakar, juga
disterilkan dengan radiasi.
12
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Teknik nuklir sangat berperan dalam penanggulangan berbagai masalah
kesehatan manusia. Banyak masalah sebelumnya dengan metode konvensional
tidak terpecahkan, dengan teknik nuklir dapat terpecahkan. Dengan kemajuan
Iptek di bidang Instrumentasi Nuklir, bioteknologi dan produksi isotop umur
pendek yang menguntungkan ditinjau dari segi cermin dunia kedokteran. Manfaat
dari teknik nuklir ini yaitu digunakannya komputer untuk pengolaan data sehingga
sistem instrumentasi yang dulu hanya menggunakan detektor radiasi biasa dengan
sistem elektronik sederhana, yang kini telah berkembang menjadi peralatan
canggih kamera gamma dan kamera positron yang dapat menampilkan citra alat
tubuh, baik di dunia medis atau tiga dimensi, serta statik maupun dinamik.
3.2 Saran
Bagi masyarakat yang mempunyai permasalahan dalam kesehatan, maka
hendaklah mencoba teknik nuklir kedokteran tersebut. karena manfaatnya sangat
baik dan menguntungkan bagi masyarakat. Kita juga dapat mengetahui/melihat
citra tubuh kita melalui kecanggihan alat yang sederhana terdahulu seperti kamera
gamma, kamera positron ataupun sinar-x.
13
KATA PENGANTAR
Segala Puja dan Puji Syukur kami panjatkan ke-Hadirat Allah SWT.
Karena hanya dengan izin dan kuasa-Nyalah kami dapat menyelesaikan makalah
ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas
kelompok yang diberikan dosen untuk mendukung proses pembelajaran tahap
awal. Kami menyadari bahwa dalam makalah ini masih terdapat banyak
kekurangan, karena itu kritik yang sifatnya membangun sangat kami harapkan
datang dari pembaca sekalian.
Taklupa pula kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga makalah ini bisa
berguna bagi para pembaca sekalian dalam menambah pengetahuan Ilmu Pisika
khususnya tentang “Isntrumental dalam Ilmu Kesehatan”.
Gorontalo, 10 November 2008
Penyusun
14i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................. i
DAFTAR ISI ................................................................................................. ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Nuklir di Bidang Kesehatan dan Kedokteran ................................... 3
2.2 Kedokteran Nuklir ............................................................................ 4
2.3 Kedokteran Nuklir Radiologi............................................................. 6
2.4 Pemanfaatan Teknik Nuklir Diluar Kedokteran Nuklir .................... 7
2.5 Teleterapi........................................................................................... 11
2.6 Sterilisasi Alat Kedokteran................................................................ 11
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan ....................................................................................... 12
3.2 Saran ................................................................................................. 12
DAFTAR PUSTAKA
15ii