Cari Blog Ini

Minggu, 24 April 2011

INTERAKSI RADIASI SINAR-X



Produksi Sinar X:
1.     SINAR- X KARAKTERISTIK =
-         Terjadi jika proyektil elektron berinteraksi kulit terdalam dari kulit terluar
-         Sinar-X karakteristik diemisikan ketika elektron kulit luar mengisi elektron di kulit dalam
-         Terbentuk ketika elektron atom target saat ditumbuk elektron dari luar akan terlempar dari lintasannya dan meninggalkan tempat kosong
-         Kekosongan tsb diisi oleh elektron di atasnya  sambil memancarkan sinar-X karakteristik
-         Sinar-X yg terbentuk memiliki energi yg sama dengan selisih energi kedua tingkat energi elektron tsb

2.     Sinar- X Breamstrahlung=
-         Breamstrahlung berasal dr bahasa Jerman perlambatan
-         Dihasilkan dr interaksi antara elektron proyektil dan target
-         Elektron mengalami perlambatan dan arahnya dibelokkan
-         Sinar-X yang terbentuk melalui proses ini mempunyai energi maksimal sama dengan energi kinetik elektron pada saat terjadinya perlambatan
-         Dalam diagnostik sinar-X yg sering digunakan adalah sinar-X breamstarlung
-         Krn breamstrahlung dapat diproduksi pada berbagai proyektil elektron
-         Sedangkan sinar-X karakteristik membutuhkan potensial tabung sedikitnya 70 kV.
-         Jika menggunakan 65 kV maka sinar-X karakteristik tidak dapat diproduksi
-         Jika pada 100 kV kira-kira 15% sinar-X yg dihasilkan adalah sinar-X karakteristik  dan sisanya breamstrahlung

SPEKTRUM SINAR-X
FAKTOR-FAKTOR YG MEMPENGARUHI EMISI SINAR-X
         mA dan mAs ; Perubahan mA dan mAs berpengaruh terhadap amplitudo emisi sinar-X



         Beda Potensial (kV ); Perubahan kV berpengaruh terhadap amplitudo dan jumlah energi emisi spektrum sinar-X , Pada gambar terlihat bahwa perubahan kV

         Filtrasi ; Bertambahnya filtrasi mengakibatkan meningkatnya jumlah energi sinar-X ( tingginya kualitas sinar-X mengakibatkan spektrum bergeser ke kanan) dengan diikuti pengurangan kuantitas sinar-X ( penurunan amplitudo sinar-X) , Penambahan filtrasi pada tabung sinar-X mengakibatkan penurunan intensitas tetapi meningkatkan energi efektif


         Target Material ; Bertambahnya jumlah atom semakin meningkatkan pula produksi sinar-X dan energi sinar-X karakteristik dan sinar-X breamstrahlung , Emisi spektrum distrik bergeser ke kanan jika jumlah atom bertambah




INTERAKSI SINAR-X DENGAN BAHAN
Energi/intensitas sinar-X berkurang ketika memasuki atau bahan yang dilaluinya dengan tiga pola interaksi:
1.     Efek Fotolistrik:  Penyerapan seluruh energi foton (elektron) yang menyebabkan terpentalnya elektron dari atom (fotoelektron). Terjadi pd sinar-X  berenergi rendah (0,01-0,5 MeV); 
2.     Efek Compton:  Penyerapan sebagian energi foton yang mengakibatkan terpentalnya elektron dan terhamburnya sinar-X tersebut pada arah tertentu;
                  Ee = hni - hn0
3.     Efek Produksi Pasangan:  Penyerapan seluruh energi sinar-X berenergi tinggi (> 1,02 MeV) untuk membentuk pasangan elektron-positron.
                 Ee+ + Ee-  = hni – 1,02 MeV



PARTIKEL TAK BERMUATAN
q Tumbukan elastik
-         Tumbukan dimana total energi kinetik partikel sebelum dan sesudah tumbukan tidak berubah
-         Antara neutron dan atom bahan penyerap, sebagian energi neutron diberikan ke inti atom yg ditumbuknya shg atom tsb terpental sedangkan neutronnya dibelokkan /dihamburkan
-         Terjadi bila atom yg ditumbuk neutron mempunyai masa yg sama/hampir samadgn masa neutron ( mis H), shg fraksi energi neutron yg terserap oleh atom tsb cukup besar

q  Tumbukan tak elastik
-         Proses tumbukan tak elastis sebenarnya sama saja dengan tumbukan elastis,
-         Tetapi energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan berbeda
-         Terjadi bila masa atom yang ditumbuk neutron jauh lebih besar dari masa neutron.
-         Setelah tumbukan, atom tersebut tidak terpental, hanya bergetar, sedang neutronnya terhamburkan .
-         Dalam peristiwa ini, energi neutron yang diberikan ke atom yang ditumbuknya tidak terlalu besar sehingga setelah tumbukan, energi neutron tidak banyak berkurang.
-         Oleh karena itu, bahan yang mengandung atom atom dengan nomor atom besar tidak efektif sebagai penahan radiasi neutron.

q   Reaksi inti (penangkapan elektron)
         Bila energi neutron sudah sangat rendah atau sering disebut sebagai neutron termal (En< 0,025 eV), maka terdapat kemungkinan bahwa neutron tsb akan “ditangkap” oleh inti atom bahan penyerap membentuk inti atom baru yang biasanya merupakan inti atom yang tidak stabil,yang memancarkan radiasi ( mis :a,b atau g).
         Peristiwa ini yang disebut sebagai  proses aktivasi neutron yaitu mengubah bahan yang stabil menjadi bahan radioaktif.

RADIOBIOLOGI


DASAR-DASAR RADIOBIOLOGI
Definisi Radiobiologi : Merupakan ilmu yang mempelajari pengaruh efek radiasi pengion terhadap materi biologis.
                Radiobiologi berkembang mengikuti perkembangan teknologi radiasi khususnya untuk tujuan radiasi di bidang medis, khususnya radioterapi dan mulai di pelajari sejak diketahui bahwa sinar – X dapat menimbulkan efek biologis 

HK.BERGOGNIE & TRITONDOEU (1906)
Dalam hukum tersebut didapatkan bahwa kepekaan sel terhadap radiasi adalah sebanding dengan kapasitas / kemampuan reproduksinya & berbanding terbalik  dengan tingkat diferensiasinya

HK.REGAUND & FERROUX (1926)
Bahwa efek steril (mandul) dapat diketahui dengan melakukan irradiasi pada testis binatang menyusui, & adanya perbedaan antara efek penyinaran dosis tunggal (single dose) & dosis terbagi (fractination).

HK.PUCK & MARKUS (1996)
l  Radiasi pengion dapat mempengaruhi hidup      ( Viabilitas ) & kematian suatu sel.
l  Akibat / Efek Radiasi tidak selalu terjadi secara langsung, tetapi dapat tertunda sehingga terjadi adanya hubungan antara dosis radiasi, stadium pembelahan masing-masing sel & waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya kematian sel (lysis)
Apabila radiasi pengion berinteraksi dengan tubuh manusia, Radiasi tersebut akan menembus tubuh sampai pada suatu kedalaman tertentu. Besarnya daya tembus tergantung pada jenis dan energi Radiasi pengion tersebut. Semakin besar energi radiasi maka semakin dalam jangkauan daya tembus.           jadi dapat diperkirakan semakin besar energi radiasi, maka semakin banyak kemungkinan terjadinya proses penyerapan energi, sehingga makin besar pula timbulnya kelainan biologis yang disebut Efek Biologi 

MEKANISME INTERAKSI RADIASI PENGION DENGAN SEL HIDUP
Bagian terkecil dari jaringan tubuh makhluk hidup adalah sel. Dalam satu individu, bentuk dan ukuran sel bermacam-macam (sel otot berbeda dengan sel tulang dsb) & tidak mungkin saling mengganti. Setiap sel berisi sejumlah besar struktur sub seluler yang disebut organel & struktur sub selular tersebut dapat dilihat dengan mikroskop electron
1.       Membran sel atau membran plasma berfungsi Suatu membran permiabel demikian unsur dari luar dapat masuk ke dalam sel selektif, dimana pula produksi yang dihasilkan melalui jalan yang sama dengancara yang sama
2.       Dinding Sel (Tumbuhan) berfungsiDinding terbentuk dari solulosa yang melapisi membran sel & memberikan kekuatan pada sel
3.       Kromosom  berfungsiPembawa intruksi genetic, mengatur proses didalam sel & hanya tampak pada sel saat sel dalam periode pembelahan
4.       Nukleolus berfungsi Secara pasti fungsinya belum diketahui, diduga sebagai sintesa ribosome
5.       Nukleoplasma berfungsi Cairan inti (nucleus), mengandung bahan untuk pembentukan DNA
6.       Sitoplasma berfungsi Mengandung banyak struktur yang berfungsi melaksanakan intruksi dari inti sel.
7.       Endoplasmic Reticulum berfungsi Suatu struktur yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi biokimia.
8.       Ribosome berfungsi  Tempat berlngsungnya sintesa protein
9.       Sentriol berfungsi Struktur yang terdapat pada kedua kutup sel & berfunsi pada saat pembelahan sel
10.   Mitochondria (MTC) berfungsi  Tempat produksi energi.
11.   Plastida (tumbuhan) berfungsi Struktur untuk fotosintesa pun menyimpan produk sel.
12.   Golgi Aparatus Merupakan organ sekresi sel.
13.   Lisosome Menghasilkan enzim pencerna untuk membantu membunuh bakteri / menghancurkan benda asing.
14.   Vakuola Tempan penyimpanan kelebihan air buangan

ADN ( Asam Dioksiribo Nukleat )
Tersusun sebagai sepiral ganda ( double helix ), masing-masing yang untaian dihubungkan seperti tangga oleh hidrogen oleh basa-basa
            Adenin ………………Timin
            Sitosin  ……………… Guanin
Pasangan ini dalam molekul ADN tersusun dalam urutan tertentu yang terdiri dari 3 pasang basa yang disebut KODON yang merupakan kesatuan dasar pada informasi seluler & pewarisan yaitu GEN. Molekul GEN ini dapat mengalami kerusakan akibat radiasi dan akan mengalami perubahan dalam susunan basanya yang disebut mutasi genetik. 

Efek Biologis Tingkat Jaringan
-          Molekul jaringan tubuh tersusun dari atom-atom yang dapat menyerap paparan energi radiasi.
-          Efek dari penyerapan energi radiasi tersebut tergantung pada 2 hal :
                1.            Efek radiasi langsung terhadap sel
                2.            Efek radiasi terhadap lingkungan              sekitar sel 

Efek Radiasi terhdap Molekul & Sel
Dapat diklafiksikan menjadi 2 type :
1.     Efek langsung ( direct effect )
            Timbul akibat proses interaksi langsung antara radiasi pengion dengan komplek molekul penyusun struktur jaringan molekul sel.
            Terjadi secara dominan pada interaksi materi biologi dengan radiasi pengion yang memiliki LET ( Livieu Energy Transfer ) tinggi, Ex : Neutron & Radiasi. Partikel Alpha sehingga menyebabkan terjadinya Ionisasi & Exitasi atom yang akan berakibat pada rusaknya struktur & fungsi jaringan yang bersangkutan.
2. Efek tidak langsung
-         Timbul akibat interaksi molekul jaringan dengan produk hasil interaksi radiasi pengion dengan molekul air
-         Proses terjadinya efek tidak langsung :
                        H2O   → H2O+ + e-
                        H2O + e          H2O- 
                        H2O+           H+ + OH*
                        H2O-            OH- + H*
                        OH* + OH-        H2O2 (Racun Peroksida)  

Berat ringannya efek radiasi langsung pada tingkat seluller dapat dipengaruhi banyak faktor :
1.     Jenis Radiasi Pengion
2.     Distribusi energi yang diabsorbsi oleh sel
3.     Peran faal dari sel yang bersangkutan dalam sistem jaringan
4.     Kondisi lingkungan sel pada saat paparan radiasi berlangsung
5.     Jenis sel penyusun jaringan atau organ

Kamis, 21 April 2011

PROTEKSI RADIASI dalam RADIOLOGI INTERVENSIONAL


q Layanan radiologi dikelompokkan menjadi 2 (dua) prosedur, yaitu radiologi diagnostik dan intervensional.
q Radiologi diagnostik adalah cabang ilmu radiologi yang berhubungan dengan penggunaan pesawat sinar-X untuk prosedur diagnosis.
q Radiologi intervensional adalah cabang ilmu radiologi yang berhubungan dengan penggunaan pesawat sinar-X seperti pelaksanaan biopsi, pengeluaran cairan, pemasukan kateter, atau pelebaran terhadap saluran atau pembuluh darah yang menyempit.
q Jenis pesawat sinar-X yang digunakan untuk radiologi intervensional: fluoroskopi konvensional dan C-Arm, C-Arm/U-Arm cinefluorografi dan Computed Tomography (CT).
q Oleh karena prosedur radiologi intervensional tersebut menggunakan radiasi pengion yang berasal dari pesawat sinar-X maka penggunaanya harus berdasarkan proteksi radiasi.
q Terapan proteksi radiasi tidak hanya terhadap personil atau pekerja, dan pengunjung (anggota masyarakat) yang berada di sekitar ruang pesawat sinar-X tetapi juga proteksi pasien.

Satuan dan Besaran
o       Interaksi sinar-X atau g dengan bahan akan menghasilkan pasangan ion melalui efek fotolistrik dan Compton.
o       Rontgen adalah satuan yang digunakan untuk mengukur jumlah pasangan ion yang dihasilkan oleh radiasi g  atau X dalam volume udara.
o       Satuan lama: Rontgen (R) dan satuan SI: coulomb per kilogram (C/kg).
o       Proses produksi pasangan ion tersebut secara umum dikenal dengan paparan radiasi. Satuan R atau C/kg ini merupakan dasar dalam proteksi radiasi.
o      Jumlah pasangan ion yang dihasilkan di udara tidak mengukur secara langsung jumlah energi yang terdeposit dalam medium lain sebab perbedaan serapan sinar-X oleh bahan yang berbeda.
o      Rad digunakan sebagai satuan ukuran dosis serap radiasi (energi terdeposit per satuan massa).
o      Dosis serap dapat dihitung asalkan paparan diketahui (dosis serap adalah konversi koefisien tergantung medium dikali paparan.
o      Satuan lama: rad dan satuan SI: Joule/kilogram (J/kg) atau Gray (Gy). Satuan rad atau Gy ini merupakan dasar penting dalam dosimetri pasien.
o      Radiasi pengion selain sinar-X dan g, seperti partikel b, a, dan neutron dapat menyebabkan efek biologi yang lebih besar untuk dosis serap yang diberikan. Untuk mengkuantitatifkan besarnya penerimaan radiasi digunakan rem, satuan untuk mengukur dosis ekivalen.
o      Rem adalah sama dengan jumlah rad dikali dengan faktor kualitas, rentang dari 1 – 20 yang menyatakan tingkat kerusakan biologi untuk jumlah yang sama jenis radiasi pengion yang berbeda.
o      Faktor kualitas untuk sinar- X dan g adalah 1 (satu), oleh karena itu pada umumnya dosis serap adalah sama secara numerik dengan dosis ekivalen untuk bidang kedokteran.
o      Konsep faktor kualitas ini adalah konsep lama         (ICRP No. 26) dalam dosimetri sedangkan konsep baru (ICRP No. 60) digunakan faktor bobot radiasi (WR). 
o      Satuan lama: rem dan satuan SI: Sievert (Sv). Satuan ini lebih sering digunakan dalam fisika kesehatan dan ukuran paparan personil.
o      Satuan radiasi tersebut disimpulkan dalam Tabel 1.1.





Dasar Proteksi Radiasi
รผ Untuk menurunkan dosis serap terhadap pasien dan paparan terhadap personil, prinsip proteksi radiasi meliputi waktu, jarak dan perisai radiasi harus diterapkan dengan benar.
รผ Paparan radiasi secara langsung dihubungkan dengan waktu paparan, sedemikian sehingga dengan mengurangi waktu paparan separuhnya maka mengurangi dosis separuhnya.
รผ  Oleh karena berkas sinar-X berbeda setelah melalui bahan, maka intensitas radiasi berkurang yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber radiasi tersebut:



Maka, jika jarak dari sumber radiasi digandakan maka intensitas radiasi berkurang seperempat kali dari nilai semula.

 
รผ Hanya sedikit bahan perisai radiasi yang dapat mengurangi secara besar intensitas berkas sinar-X.  Sebagai contoh, 99 % pengurangan berkas sinar-X diagnostik diperoleh dengan menggunakan bahan setara 0,5 mm Pb (timah hitam).
Contoh pelemahan eksponensial berkas sinar-X radiologi diagnostik ditunjukkan dalam


รผ Oleh karena fluoroskopi digunakan secara luas dalam prosedur radiologi intervensional maka observasi prinsip dasar proteksi radiasi secara terus-menerus dalam radiologi intervensional lebih penting dilakukan  daripada bidangtersebut  jauh  radiologi diagnostik.
รผ Masalah yang lebih sering diperbincangkan tentang dosis serap mata sebab risiko radiasi dapat menyebabkan katarak.
รผ Efek biologi timbul pada batas ambang tertentu, apabila sekitar 600 rad diterima dari paparan sinar-X diagnostik maka beberapa minggu setelah kejadian akan mengakibatkan katarak.
รผ Ada lagi pendapat lain yang menyatakan bahwa dosis serap sekitar 1500 rad dapat menyebabkan katarak dalam radiologi diagnostik.





 

รผ Adapun peralatan protektif sebagai perisai radiasi yang diperlukan untuk radiologi intervensional meliputi: apron, kaca mata, perisai gonad, perisai tiroid, dan sarung tangan.





 




Pemantauan Paparan Radiasi Personil
v Peralatan pemantauan harus digunakan apabila dimungkinkan bahwa seseorang dapat menerima 25 %  dari maksimum paparan yang dibolehkan (Nilai Batas Dosis-NBD) ketika seseorang tersebut melakukan tugasnya.
v pemantauan paparan dilakukan terhadap: dokter spesialis radiologi, dokter spesialis kardiologi dan semua personil lain (seperti radiografer dan perawat) yang terlibat dalam prosedur radiologi intervensional.
v Metode yang paling populer dalam pemantauan radiasi adalah film badge sebab alat tersebut sangat praktis dan ekonomis.
v Pilihan lokasi tersebut bergantung pada apakah paparan tersebut maksimum atau paparan seluruh tubuh lebih penting, sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 1.5.
v Alat pemantauan radiasi perorangan berupa ring badges yang mengandung dosimeter termoluminisen (TLD) dapat digunakan untuk memantau paparan radiasi tangan.

 v Paparan radiasi terhadap personil sangat tergantung pada geometri citra.
v Garis-garis isopaparan yang khas untuk beberapa konfigurasi citra ditunjukkan dalam Gambar 1.8.
v pertambahan paparan yang besar terhadap personil adalah konfigurasi tabung sinar-X berada di atas pasien. 

v Sebagai suatu ketentuan, paparan personil maksimum pada suatu jarak tertentu apabila tidak ada penghalang antara obyek dengan tabung sinar-X yang memancarkan berkas radiasi masuk ke pasien.
v Sebagai contoh, paparan mata personil maksimum akan terjadi apabila personil tersebut melihat berkas radiasi yang masuk ke pasien tanpa penghalang.
v Selain waktu pengamatan,  luas lapangan tertentu selama prosedur tersebut, jarak personel juga menjadi pertimbangan utama dalam proteksi
v Sebagai contoh, pengukuran paparan mata menggunakan pantom anthropomorpis perorangan ukuran 165 cm  x  25 cm dan 20 cm  x  10 cm diperoleh suatu paparan yang bertambah sekitar 70 – 115 % untuk perorangan yang lebih pendek.
v Oleh karena tidak selalu dimungkinkan mengubah posisi sesuai dengan berkas sinar-X maka sudah banyak pesawat sinar-X yang telah dibuat oleh pihak pabrik agar dapat mengurangi paparan personil selama prosedur radiologi intervensional.
v Konsep perisai radiasi permukaan terdiri dari perlindungan garis penglihatan operator dari permukaan pasien bukan tingkat paparan radiasi operator.
v Pengurangan paparan radiasi menggunakan  perisai 0,77 mm dapat mengurangi 33 – 75 % (Gambar 1.9).
v Penggunaan peralatan protektif tersebut penting untuk mengurangi paparan radiasi personil dan sesuai dengan peraturan.
 
v Selain parameter waktu, jarak, dan perisai radiasi, parameter proteksi radiasi penting lain adalah ukuran berkas sinar-X.
v Jumlah paparan radiasi yang dihamburkan secara langsung berhubungan dengan ukuran berkas.
v Selain hal tersebut, dosis pasien dan kualitas citra dipengaruhi oleh perubahan kolimasi. Maka, dengan membatasi ukuran berkas menjadi luas lapangan paling kecil sesuai yang diperlukan, personil yang mengoperasikan fluoroskopi dapat menurunkan paparan terhadap personil dan pasien sekaligus meningkatkan kualitas citra

v Untuk memberikan perspektif tentang paparan radiasi yang diperoleh dalam radiologi intervensional, sebagai contoh:
Jika:
paparan radiasi  = 300 mR/jam;
waktu fluoroskopi = 0,5 jam/pemeriksaan; dan
Paparan maksimum yang dibolehkan = 1,25            R/kuartal.
รจ maka prosedur fluoroskopi yang dibolehkan = 8 pemeriksaan/kuartal
v Pentingnya perhatian terhadap proteksi radiasi selama prosedur tersebut dinyatakan dalam Tabel 1.4.

v Dapat disimpulkan bahwa untuk mengurangi paparan personil selama radiologi intervensional fluoroskopi adalah dengan jalan:
laju paparan paling rendah dan ukuran luas lapangan paling kecil yang harus digunakan. jarak dari pasien harus dimaksimalkanbahan perisai radiasi harus ditempatkan antara pasien dan personil