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