Cermin Dunia Kedokteran No. 52, 1988
54
Teknik Imaging Dalam Kedokteran
Nuklir
DR. Rochestri Sofyan
Pusat Pengkajian Teknologi Nuklir, Badan Tenaga Atom Nasional, Jakarta
PENDAHULUAN
Kedokteran nuklir yang pertama kali diperkenalkan tidak
menggunakan teknik imaging, akan tetapi hanya menggunakan
penentuan secara kuantitatif senyawa biokimia tertentu. Bidang
ini mengalami kemajuan yang sangat pesat selama 25 tahun
terakhir ini, berkat berbagai perkembangan sebagai berikut.
1.
Ditemukannya teknik radioimmunoassay (RIA) oleh SA
Berson dan RS Yalow yang memenangkan hadiah Nobel
pada tahun 1977.
2.
Kemajuan dalam instrumentasi nuklir untuk teknik imaging.
3.
Ditemukannya radionuklida yang mempunyai sifat lebih
menguntungkan seperti
99m
Tc,
125
I,
serta radionuklida pe-
mancar positron (
11
C,
13
N,
15
0
dan
I8
F).
Teknik imaging dalam kedokteran nuklir adalah imaging
yang menggunakan radionuklida atau lebih dikenal dengan
imaging, nuklir (nuclear imaging). Pada teknik ini, suatu radio-
nuklida pemancar sinar gamma/positron dikaitkan pada senyawa
yang sesuai untuk sesuatu pemeriksaan tertentu, lalu diberikan
kepada pasien. Selanjutnya, distribusi dari radiofarmaka tersebut
dalam organ yang akan diperiksa diamati dengan menggunakan
sebuah alat (detektor) radiasi yang diletakkan di luar tubuh.
Keuntungan dari imaging nuklir adalah tracer, dapat ber-
tindak sebagai pemeriksa fisiologifungsional yang sanggup meng-
gambarkan fungsi biokimiawi. Cara diagnosis lain seperti radio-
grafl dan ultrasound, hanya memvisualisasi sift-sifat statis dari
jaringan misalnya densitasnya. Sepintas kelihatannya memang
sama, namun ada perbedaan yang sangat nyata antara foto
sinar X dan imaging nuklir. Pada radiografi, jaringan merupakan
objek pasif pada waktu sinar X melalui tubuh, sehingga apa yang
divisualisasi hanya merupakan seleksi dari berkas sinar X yang
melewati jaringan. Gambar yang diperoleh tidak menggambar-
kan fungsi dari suatu organ. Jadi akan sama saja apakah organ
tersebut masih hidup atau sudah mati. Pada imaging nuklir,
adanya transpor biologi aktif dari radiofarmaka melalui organ
dapat divisualisasi terhadap waktu. Perbedaannya dapat di-
gambarkan sebagai sebuah alat foto dan cermin. Sebuah foto
memperlihatkan gambaran fisik yang statis, sedangkan cermin
dapat memperlihatkan perubahan bentuk fisik secara kontinu'.
PRINSIP KERJA
Suatu senyawa biomedis bertanda yang telah diketahui
proses metabolismenya secara spesifik pada organ tubuh yang
diselidiki, dimasukkan ke dalam tubuh pasien melalui penyuntik-
an, oral, atau pernafasan. Radiofarniaka bergabung dengan
proses metabolisme tubuh, akhimya terkumpul pada tempat
tertentu. Kemudian suatu detektor imaging didekatkan pada
tubuh pasien untuk menetapkan dari tempat mana dalam tubuh
sinar itu dipancarkan, sehingga pola distribusinya pada tempat
tersebut dapat diketahui secara tepat.
2
Kebanyakan teknik imaging menggunakan sinar atau radiasi
yang intensitasnya dapat diukursebagaijluxradiasi total. Aktivitas
radionuklida yang digunakan sangat kecil dan karena mem-
punyai sifat kimia yang sama dengan isotopnya yang tidak
aktif, maka secara faal hampir tidak berpengaruh terhadap ke-
adaan normal. Radionuklida yang diserap oleh organ tubuh
akan memancarkan foton sinar gamma ke segala arah. Foton
yang datang ditangkap oleh lempengan
.
kristal Nal (detektor
sintilasi) melalui lubang-lubang pada kolimator. Dalam sintilator
kristal, setiap foton sinar gamma dapat menghasilkan kilatan
cahaya yang lemah. Sebuah tabung photomultiplier atau tabung
pengganda foto kemudian mengubh sintilasi tersebut menjadi
pulsa elektronik yang selanjutnya diintegrasikan menjadi pulsa-
pulsa tegangan. Tingginya pulsa sebanding dengan energi gamma
yang datang, dan akan sebanding dengan aktivitas radionuklida
yang masuk ke detektor. Komputer dapat digunakan untuk
merekam dan mngolah pulsa sehingga dapat dihasilkan gambar
yang informatif yang menunjukkan distribusi radionuklida dalam
organ. Gambar yang diperoleh merupakan gambaran secara
fungsional dalam framework anatomi. Bila berfungsi normal,
distribusi radiofarmaka menunjukkan pola tertentu yang karak-
teristik, sedangkan pada bagian yang mempunyai fungsi
patologis, distribusinya tidak normal
2,3
. Dalam hal ini, gambar
yang diperoleh tidak hanya memperlihatkan struktur, akan tetapi
fungsi fisiologis. Karena terkumpulnya suatu senyawa di tempat
tertentu disebabkan oleh adanya ikatan afinitas fisiologis. Pola
distribusi pada layar antara lain dapat menunjukkan lokasi tumor,
bagian pada organ tubuh seperti otak dan paru-paru yang tidak
Cermin Dunia Kedokteran No. 52, 1988 55
menerima aliran darah, serta fungsi pemompaan jantung.
SEJARAH PERKEMBANGAN
Imaging radioisotop dimulai sebagai imaging dari distribusi
Iodium aktif pada kelenjar tiroid, secara in vivo titik demi titik.
Alat pertarna yang diperkenalkan pada dekade tahun 1950 adalah
penatah rektilinear yang menggunakan detektor padat berupa
kristal Nal yang dilekatkan pada tabung photomultiplier. Detektor
yang dilengkapi dengan kolimator digerakkan secara manual
pada bagian yang diamati. Pulsa elektronik yang keluar dari
detektor amplitudonya dapat menggerakkan pena pencatat yang
memberikan pukulan pada kertas; sehingga pada kertas diperoleh
gambar tatahan dari distribusi isotop pada organ tubuh yang
diperiksa.
Pada tahun 1959 tercipta suatu alat serupa dengan detektor
yang besar yang dapat mengamati organ secara keseluruhan
dalam waktu yang bersamaan, tanpa harus digerakkan secara
manual. Detektor tetap berupa kristal sintilasi yang peka terhadap
sinar gamma, hanya saja kristalnya berdiameter besar (» 50 cm),
yang dilekatkan pada sejumlah 20 -- 75 photomultiplier. Koli-
matornya berlubang banyak dan pola ruang gambar diatur secara
elektronik sehingga detektor tidak perlu digerakkan. Gambar-
gambar dapat dibuat secara berurutan terhadap waktu, serta
posisi relatifterhadap tubuhdapat diubah-ubah, sehingga dengan
bantuan komputer yang dihubungkan dengan alat tersebut, dapat
diperoleh gambar-gambar pola ruang dan pola waktu dari radio-
nuklida di dalam suatu organ yang aktif. Jadi gambar yang
diperoleh merupakan fungsi dinamikdari suatu organ yang aktif,
seperti jantung dengan aliran darahnya dan otak dengan aliran
glukosanya. Instrumen semacam ini dinamakan Kamera Anger
sesuai dengan nama penemunya Hal Anger. Akhir-akhir ini
Kamera Anger lebih dikenal dengan nama Kamera Gamma.
Pada pertengahan tahun 1970-an, instrumen semacam ini
dikembangkan lagi dengan teknik tiga dimensi. Dengan me-
ngubah konfigurasi detektor serta meningkatkan daya komputasi
secara elektronik, dapat dibuat gambar tiga dimensi dari distribusi
radionuklida dalam tubuh. Teknik seperti ini dikenal dengan
teknik computea tomography. Karena isotop yang dipakai me-
rupakan pemancar gamma tunggal, kemudian diberi nama single
photon computed tomography atau lazin
g
disingkat SPECP
4
.
Alat terbaru adalah yang menggunakan radionuklida pe-
mancar positron, dikenal dengan nama positron emission tomo-
graphy (PET). Pengoperasiannya harus ditunjang oleh adanya
siklotron di dekat fasilitas kerja, serta staf yang mempunyai
kemampuan tinggi untuk pengoperasian alat dan penanganan
produksi radiofarmaka dari radionuklida pemancar positron
seperti
15
0,
11
C, dan
13
N
yang umur paruhnya pendek, masing-
masing 2, 20 dan 10 menit
5
. Positron yang dipancarkan dalam
perjalanannya di dalam medium, bergabung dengan elektron
melalui reaksi anihilasi, membentuk dua paket sinar gamma de-
ngan energi masing-masing 511 kev. Sinar gamma yang terbentuk
pada peristiwa ini arahnya berlawanan satu dengan yang lain.
Oleh sebab itu, pada PET digunakan sepasang detektor kristal
Nal (Tl) yang berhadap-hadapan
6
. Sejauh ini basil yang paling
berharga yang diperoleh dengan PET adalah gambaran meta-
bolisme serta konsumsi oksigen daiam otak dan jantung. Sukses
yang lebih besar diperoleh pada penelitian faal tubuh dan bidang
mikrobiologi, karena atom C, 0 dan N merupakan komponen
utama berbagai senyawa organik.
PENGGUNAAN DALAM KEDOKTERAN NUKLIR
Kemajuan di bidang imaging nuklir tidak lepas dari kemajuan
di bidang radiofarmasi dan bioteknologi akhir-akhir ini.
Dengan ditemukannya sistem generator
99m
Tc
dan produksi radio-
nuklida lain seperti
125
I,
67
Ga,
201
T1,
123
I,
berbagai gas radio-
aktifumur pendek, radio nuklida pemancar positron, termasuk
telah dapat diproduksinya berbagai radiofarmaka yang dapat
dikaitkan dengan proses metabolisme organ-organ tertentu;
terbuka luas kemungkinan untuk dapat menatah berbagai organ
serta mempelajari fungsi biokimianya. Dengan imaging nuklir
telah dapat dilakukan studi aliran darah pada otak, jantung dan
paru-paru; fungsi ginjal; kelainan seperti tumor dan abses pada
hati; aliran udara di kedua lobus paru-paru; aliran cairan kelenjar
empedu; fungsi kelenjar gondok; dan perkembangan penyakit
kanker dengan meneliti sidik tulangnya. Keberhasilan di bidang
bioteknologi dalam memproduksi antibodi klon tunggal (mono-
clonal antibodies), sangat membantu balk dalam diagnosis mau-
pun terapi. Kini telah dapat diproduksi antibodi Mon tunggal
terhadap berbagai tumor ganas. Antibodi ditandai dengan
123
I
kemudian disuntikkan pada penderita yang mengidap tumor,
antibodi akan menuju ke tempat-tempat sel tumor untuk meng-
ikatkan diri pada antigen. Karena antibodi tadi membawa
pemancar gamma, maka gambaran yang terdeteksi oleh kamera
gamma sekaligus menunjukkan lokasi tumor dan penyebaran-
nya. Jika tujuannya untuk terapi, dapat digunakan radionuklida-
radionuklida pemancar alfa yang jarak tempuhnya pendek; se-
hingga pengumpulan antibodi pada sel-sel kanker memberi ke-
sempatan terapi penyinaran. Sistem terapi penyinaran seperti
ini sangat baik, karena penyinaran dapat berlangsung pada sel
tumor tanpa menyinari bagian tubuh lain.
KEPUSTAKAAN
1.
Ganatra R and Nofal M. Promoting Nuclear Medicine in Developing Coun-
tries. Bulletin IAEA, 1986; 28(2): 5.
2.
Kuhl DE. Principles of Radionuclides Emission Imaging, Pergamon Press
1982
.
4.
3.
Gerard Van Herk. Nuclear imaging : Advances and Trends, Bulletin IAEA,
1986; 28(2) : 20.
4.
Sorenson JA and Phelps ME. Physics in Nuclear Medicine, Florida: Grune &
Stratton Inc, 1987; 424.
5.
West B. Short Lived Radioactive Gases for Clinical Use. London: Butter-
worth & Co, 1975; 17.
6.
Chandra R. Introductory Physics of Nuclear Medicine, 3rd ed, Philadelphia:
Lea & Febiger, 1987; 197.