MAKALAH

PEMANFAATAN PERALATAN ILMU FISIKA

DALAM ILMU KEDOKTERAN

Disusun Oleh :

HAIRIL ANWAR1.B

09.055

YAPENAS 21

KABUPATEN MAROS

2009

1

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala

karunaia-Nya sehingga makalah yang berjudul “Pemanfaatan Peralatan Ilmu Fisika dalam Ilmu

Kedokteran“ dapat diselesaikan. Salam dan Taslim ditujukan kepada Nabi Muhammad SAW

yang telah memberikan petunjuk bagi kita semua agar tetap beraktivitas sebagai seorang

hamba yang di ridhoi oleh Allah SWT.

Cukup banyak hambatan dan kesulitan yang dihadapi dalam menyelesaikan skripsi ini.

Meskipun demikian, atas petunjuk dan limpahan rahmat-Nya hambatan dan kesulitan tersebut

dapat teratasi dengan adanya uluran tangan dan bantuan dari berbagai pihak. Sehingga pada

saatnya makalah ini dapat terwujud meskipun dalam bentuk sederhana. Untuk itu sudah

sepantasnya jika penyususn menyampaikan penghormatan yang setinggi-tingginya dan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dosen Pembimbing, atas petunjuk dan bimbingan

yang diberikan kepada Penyusun sehingga makalah ini dapat diselesaikan. Ucapan terima

kasih penyusun sampaikan kepada rekan-rekan dan segenapa pihak yang telah membantu

penulis dalam pengumpulan data selama penyusunan makalah ini. Keberhasilan penyusunan

makalah ini takkan ada tanpa restu dan dorongan kedua orang tua kamis tercinta. Oleh karena

itu, penyusun mengucapkan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya.

Disadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu,

saran dan kritikan yang konstruktif senantiasa diharapkan demi perbaikan.

Akhirnya kepada Allah SWT. penulis memohon doa restu atas segala jasa-jasa mereka

dapat dibalas dengan pahala yang berlipat ganda. Amin.

Maros, 18 Desember 2009 Penyusun, Hairil Anwar

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................

DAFTAR ISI...........................................................................................

BAB I PENDAHULUAN .........................................................................

A. Latar Belakang .........................................................................

B. Rumusan Masalah....................................................................

C. Tujuan.......................................................................................

D. Manfaat ....................................................................................

BAB II KAJIAN PUSTAKA .....................................................................

A. Peralatan Fisika dalam Ilmu Kedokteran .................................

B. Jenis Peralatan Fisika dalam ilmu Kedokteran.........................

BAB III PEMBAHASAN .........................................................................

A. Ilmu Kedokteran .......................................................................

B. Penggunaan Peralatan Fisika dalam Ilmu Kedokteran.............

BAB IV SIMPULAN DAN SARAN .........................................................

A. Simpulan ................................................................................

B. Saran ......................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................

3

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Saat ini perkembangan dunia teknologi sangat berkembang pesat

terutama dalam dunia IT (Informatic Technology). Perkembangan dunia IT

berimbas pada perkembangan berbagai macam aspek kehidupan manusia.

Salah satu aspek yang terkena efek perkembangan dunia IT adalah kesehatan.

Dewasa ini dunia kesehatan modern telah memanfaatkan perkembengan

teknologi untuk meningkatkan efisiensi serta efektivitas di dunia kesehatan.

Salah satu contoh pengaplikasian dunia IT di dunia kesehatan adalah

penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah

satunya adalah USG (Ultra sonografi).

USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan

gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi

(250 kHz - 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.

Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang

ultrasonik kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an,

prinsip kerja gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran.

Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan

untuk kepentingan terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit. Dalam hal

ini yang dimanfaatkan adalah kemampuan gelombang ultrasonik dalam

menghancurkan sel-sel atau jaringan “berbahaya” ini kemudian secara luas

diterapkan pula untuk penyembuhan penyakit-penyakit lainnya. Misalnya, terapi

untuk penderita arthritis, haemorrhoids, asma, thyrotoxicosis, ulcus pepticum

(tukak lambung), elephanthiasis (kaki gajah), dan bahkan terapi untuk penderita

angina pectoris (nyeri dada).

Baru pada awal tahun 1940, gelombang ultrasonik dinilai

memungkinkan untuk digunakan sebagai alat mendiagnosis suatu penyakit,

4

bukan lagi hanya untuk terapi. Hal tersebut disimpulkan berkat hasil eksperimen

Karl Theodore Dussik, seorang dokter ahli saraf dari Universitas Vienna, Austria.

Bersama dengan saudaranya, Freiderich, seorang ahli fisika, berhasil

menemukan lokasi sebuah tumor otak dan pembuluh darah pada otak besar

dengan mengukur transmisi pantulan gelombang ultrasonik melalui tulang

tengkorak. Dengan menggunakan transduser (kombinasi alat pengirim dan

penerima data), hasil pemindaian masih berupa gambar dua dimensi yang terdiri

dari barisan titik-titik berintensitas rendah. Kemudian George Ludwig, ahli fisika

Amerika, menyempurnakan alat temuan Dussik.

Tahun 1949, John Julian Wild, ahli bedah Inggris yang bekerja di

Medico Technological Research Institute of Minnesota, berkolaborasi dengan

John Reid, seorang teknisi dari National Cancer Institute. Mereka melakukan

investigasi terhadap sel-sel kanker dengan alat ultrasonik. Beberapa jenis alat

yang dibuat untuk kepentingan investigasi tersebut antara lain B-mode

ultrasound, transduser/alat pemindai jenis A-mode transvaginal, dan transrectal.

Prinsip alat-alat tersebut mengacu pada sistem radar. Oleh sebab itu mereka

kemudian menyebutnya sebagai Tissue Radar Machine (mesin radar untuk

deteksi jaringan). Beberapa hasil penelitian lanjutan yang cukup penting dalam

bidang obstetri ginekologi antara lain ditemukannya metode penentuan ukuran

janin (fetal biometry), teknologi transduser/alat pemindai digital, transduser dua

dimensi dan tiga dimensi modern penghasil tampilan gambar jaringan yang lebih

fokus, dan penentuan jenis kelamin janin dalam kandungan (Fetal Anatomic Sex

Assignment/FASA).

Teknologi transduser digital sekira tahun 1990-an memungkinkan

sinyal gelombang ultrasonik yang diterima menghasilkan tampilan gambar suatu

jaringan tubuh dengan lebih jelas. Penemuan komputer pada pertengahan 1990

jelas sangat membantu teknologi ini. Gelombang ultrasonik akan melalui proses

sebagai berikut, pertama, gelombang akan diterima transduser. Kemudian

gelombang tersebut diproses sedemikian rupa dalam komputer sehingga bentuk

tampilan gambar akan terlihat pada layar monitor. Transduser yang digunakan

5

terdiri dari transduser penghasil gambar dua dimensi atau tiga dimensi. Seperti

inilah hingga USG berkembang sedemikian rupa hingga saat ini.

B. Rumusan MasalahDari latar belakang di atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1. Apa itu peralatan fisika dalam kedokteran ?

2. Bagaimana Penggunaan peralatan fisika dalam ilmu kedokteran ?

3. Apa peran peralatan fisika dalam ilmu Kedokteran ?

C. Tujuan Dari rumusan masalah di atas maka tujuan makalah ini adalah

1. Untuk mengetahui peran peralatan fisika dalam ilmu kedokteran

2. Untuk mengetahui perkembangan ilmu kedokteran dengan peralatan ilmu

fisika

D. ManfaatDari rumusan masalah di atas maka dapat diperoleh manfaat sebagai berikut :

1. Dapat mengetahui peran peralatan ilmu fisika dalam kedokteran

2. Dapat memberikan manfaat tentang begitu pentingnya peralatan fisika dalam

dunia kedokteran

3. Dapat memberikan inspirasi untuk menciptakan suatu alat baru guna

peningkatan peralatan kedokteran

6

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Ilmu Fisika Dalam Kedokteran

Mempelajari ilmu fisika tentunya hampir semua orang yang menempuh

pendidikan mencapai sekolah lanjutan tingkat atas mengetahuinya. Contoh yang

selalu disajikan dari SLTP ilmu fisika tidak jauh dari gerak peluru, pesawat

pengebom, dan bola bilyard bertumbukan.

Fisika Medis menjadi asing bagi telinga kita yang baru mendengar istilah ini,

karena jauh dari contoh-contoh yang selalu disampaikan guru-guru kita. Secara

harfiah Fisika Medis mempunyai makna ilmu fisika pada ilmu kedokteran,

sehingga cakupan fisika medis memang sangat luas sebanding dengan luasnya

ilmu kedokteran.

Namun, dengan tingkat urgensinya fisika medis banyak berperan dalam ikut

berkontribusi dalam pemanfaatan radiasi nuklir dalam bidang kesehatan yaitu

bidang radioterapi, radiodiagnostik, dan kedokteran nuklir. Sehingga tenaga

fisika medis di rumah sakit tidak jauh dari lulusan fisika nuklir atau radiasi.

Secara profesi, fisika medis di Indonesia telah diakui menjadi tenaga kesehatan

dengan amandemen terhadap peraturan pemerintah tentang tenaga kesehatan

dengan peraturan menteri kesehatan dan dilajutkan  dengan ditetapkannya

keputusan menteri pendayagunaan aparatur negara dan badan kepegawaian

negara.

Secara internasional dengan payung lembaga International Organization for

Medical Physics (IOMP), sedang dalam tahap memperjuangkan di forum

International Labour Organization (ILO) untuk menjadi tenaga ksehatan seperti

halnya dokter.7

Tugas utama dari fisikawan medis adalah berkontribusi dalam pelayanan rumah

sakit dalam jaminan kualitas/kontrol kualitas peralatan sumber radiasi,

pengukuran keluaran berkas radiasi, dan menghitung dosis radiasi. Selain itu,

fisikawan medis dituntut untuk berkreasi atau meneliti untuk dapat meneliti

keakurasian sistem, metode dan peralatan yang dipakai dalam menjaga

keakuratan dosis radiasi. Lebih lanjut juga dapat membuat sistem atau perangkat

yang dapat membantu dalam peranannya di rumah sakit, sehingga ketelitian dan

keakuratannya meningkat.

Melihat tugas di rumah sakit, fisika medis akan terfokus pada pengukuran,

perhitungan, dan ketelitian dosis dan sumber radiasi. Hal ini mengingat filosofi

pemanfatan radiasi untuk kesehatan harus mempunyai manfaat dengan dosis

radiasi dapat dipertanggungjawabkan keakuratannya. Pemanfaatan radiasi yang

tidak bermanfaat dapat membahayakan baik pasien, pekerja, radiasi dan

masyarakat umum.

B. Jenis Peralatan Fisika dalam ilmu Kedokteran Fisika medis menggunakan alat fisik, termasuk optik dan radiasi

pengion, USG, laser, panas dan kemaknitan teknologi, dalam diagnosis dan

pengobatan penyakit. The high technology equipment used in diagnostic and

therapeutic applications is often designed and maintained by medical physicists.

Peralatan teknologi tinggi yang digunakan dalam aplikasi diagnostik dan

terapeutik sering dirancang dan diurus oleh fisikawan medis.

Kesehatan teknologi tinggi merupakan salah satu sektor industri

terkemuka di dunia ekonomi terkemuka. The major killers and debilitating

diseases of an aging population are cancer, heart disease, stroke, diabetes,

arthritis and neurological disorders. Pembunuh utama penyakit dan melemahkan

populasi yang menua adalah kanker, penyakit jantung, stroke, diabetes, arthritis

dan gangguan neurologis. Industry is spending hundreds of millions of dollars on

research on new diagnostic and therapeutic tools. Industri menghabiskan ratusan

juta dolar untuk penelitian baru alat diagnostik dan terapeutik. The NIST Physics

8

Laboratory plays a major role in developing both research tools and national

measurement standards that support US industry and allow our industries to

compete, to gain, and to maintain market share in this intense international

competition. Laboratorium Fisika yang NIST memainkan peran utama dalam

pengembangan penelitian baik alat dan standar pengukuran nasional yang

mendukung industri AS dan membiarkan industri kami untuk bersaing, untuk

memperoleh, dan mempertahankan pangsa pasar di kompetisi internasional

intens ini.

Medical Physics Fisika Medis

The role of NIST in developing national standards for medical physics is

exemplified by the work of the Ionizing Radiation Division in standards for

diagnostic and therapeutic radiology. Peran NIST dalam mengembangkan

standar nasional untuk fisika medis ditunjukkan oleh karya Divisi Radiasi

pengionan dalam standar-standar untuk radiologi diagnostik dan terapeutik. X-

rays continue to provide some of the most effective screening tools in modern

medicine. X-sinar terus menyediakan beberapa alat penyaringan yang paling

efektif dalam pengobatan modern. There are approximately 26 million x-ray

mammograms per year and helical computerized tomography (CT) is recognized

as extremely effective in screening for early stage lung cancer and for

atherosclerosis of coronary arteries. Ada sekitar 26 juta x-ray mammograms per

tahun dan heliks computerized tomography (CT) diakui sebagai sangat efektif

dalam penyaringan untuk tahap awal kanker paru-paru dan untuk aterosklerosis

arteri koroner. NIST provides the x-ray standards for the medical physics

community in North America through close collaborations with the American

Association of Physicists in Medicine and the Food and Drug Administration

(FDA). NIST menyediakan x-ray standar bagi masyarakat fisika medis di Amerika

Utara melalui kolaborasi erat dengan American Association of fisikawan dalam

Obat dan Food and Drug Administration (FDA). We have recently moved to

expand this support to the International Atomic Energy Agency to provide for

9

mammography instrument calibrations for developing countries. Kami baru

pindah untuk memperluas dukungan ini kepada Badan Energi Atom Internasional

untuk menyediakan alat mamografi kalibrasi untuk negara berkembang.

Biofisika menggunakan konsep dan alat-alat fisik kimia dan fisika

molekular untuk menentukan dan menganalisis struktur, energetika, dinamika,

dan interaksi dari molekul biologis. This field of research is leading to designs of

new classes of instrumentation for use in the expanding fields of genomics,

proteomics, and clinical diagnostics for a variety of biological markers. Bidang

penelitian ini mengarah pada desain kelas baru instrumentasi untuk digunakan

dalam bidang memperluas genomika, proteomics, dan klinis diagnostik untuk

berbagai marker biologis

Terahertz spektroskopi Suatu program sedang dilakukan untuk

mengeksplorasi intramolekul dinamika frekuensi rendah protein dan DNA.

Current efforts focus on obtaining THz spectra of models for proteins (eg, N-

methylacetamide) and small, synthetic DNA oligomers (eg, poly(A)4). Saat ini

fokus pada upaya mendapatkan spektrum THz model untuk protein (misalnya, N-

methylacetamide) dan kecil, DNA sintetis oligomers (misalnya, poli (A) 4). We

then plan to employ mid-infrared and far-infrared (THz) time-resolved

spectroscopies to directly monitor low frequency, concerted motions of small

proteins and helical DNA oligomers or related systems. Kami kemudian

berencana untuk menggunakan inframerah pertengahan dan jauh-inframerah

(THz) waktu-spectroscopies memutuskan untuk secara langsung memantau

frekuensi rendah, gerakan terpadu protein kecil dan heliks DNA oligomers atau

sistem terkait. Such measurements will extract protein-folding rates and

determine mechanisms responsible for DNA base pair hydrogen-bonding,

surface interactions and helix dynamics. Pengukuran seperti itu akan

mengekstrak protein-lipat mekanisme tarif dan bertanggung jawab untuk

menentukan pasangan basa DNA-ikatan hidrogen, interaksi dan heliks

permukaan dinamika. These investigations use state-of-the-art pulsed THz

generation and detection methods including GaAs antennas and ZnTe nonlinear 10

crystals for broadband spectroscopic determinations and imaging of short-chain

DNA probes on supports. Penyelidikan ini menggunakan state-of-the-art THz

berdenyut generasi dan metode pendeteksian Gaas termasuk antena dan

nonlinier ZnTe broadband spektroskopi kristal untuk penentuan dan pencitraan

rantai pendek DNA probe pada mendukung. Application of molecular dynamics

modeling and 2D correlation techniques are also being employed for identifying

molecular motions responsible for observed THz spectra. Penerapan model

dinamika molekuler dan teknik korelasi 2D juga sedang digunakan untuk

mengidentifikasi gerakan molekuler THz bertanggung jawab untuk mengamati

spektra.

Enhanced Raman spectroscopy Raman spectroscopy is being applied

to the conformational studies of small peptides in crystals, in rare-gas matrixes,

and in solution. Enhanced Spektroskopi Raman spektroskopi Raman sedang

diterapkan pada studi konformasi peptida kecil dalam kristal, di matrixes gas

langka, dan dalam larutan. In addition, we are using polarized Raman

spectroscopy to determine the secondary and tertiary structures of membrane

proteins and their orientation with respect to the membrane. Selain itu, kami

menggunakan terpolarisasi Raman spektroskopi untuk menentukan struktur

sekunder dan tersier protein membran dan orientasi mereka terhadap membran.

In these studies, the proteins are bound to synthetic lipid bilayers or bicelles and

aligned in a high magnetic field for study. Dalam studi ini, protein terikat lipid

sintetis bilayers atau bicelles dan selaras dalam medan magnet yang tinggi untuk

belajar. The alignment is similar to what can be done with liquid crystals with

electric or magnetic fields and has been successfully used in bimolecular NMR

spectroscopy. Penjajaran serupa dengan apa yang dapat dilakukan dengan

kristal cair dengan listrik atau medan magnet dan telah berhasil digunakan dalam

bimolecular spektroskopi NMR. By studying these aligned proteins with polarized

Raman spectroscopy we obtain additional data about the orientation of the bond-

polarizability tensors with respect to the known polarization direction of the laser.

Dengan mempelajari ini selaras protein dengan spektroskopi Raman 11

terpolarisasi kita memperoleh data tambahan tentang orientasi ikatan-

polarizability tensors sehubungan dengan arah polarisasi dikenal laser. This

information is combined with molecular models to infer details about the structure

of the protein. Informasi ini digabungkan dengan model molekular untuk

menyimpulkan rincian mengenai struktur protein. The Raman spectrometer

presently consists of a single-frequency Ar + laser, operating at various

frequencies between 455 nm and 514 nm, a He-Ne laser operating at 633 nm, or

a single or frequency doubled Ti:Sapphire laser, with tunable frequency output

from 700 nm to 975 nm and from 350 nm to 490 nm. Spektrometer Raman

sekarang yang terdiri dari frekuensi tunggal Ar + laser, beroperasi pada berbagai

frekuensi antara 455 nm dan 514 nm, sebuah laser He-Ne yang beroperasi pada

633 nm, atau satu atau dua kali lipat frekuensi Ti: Sapphire laser, dengan output

frekuensi merdu dari 700 nm ke 975 nm dan dari 350 nm ke 490 nm. The

Raman-scattered light is analyzed with a 0.5 cm -1 resolution triple-grating

monochromator. The Raman-cahaya tersebar dianalisis dengan resolusi 0,5 cm -

1 triple-kisi monochromator. The selectivity of the monochromator is sufficient for

resolving features to within 10 cm -1 of the excitation frequency. The selektivitas

dari monochromator cukup untuk menyelesaikan fitur untuk dalam 10 cm -1 dari

frekuensi eksitasi.

Near field scanning optical microscopy Single molecule probes have

been used by others to study structure and dynamics of single proteins in a

biological or biomimetic environment. Lapangan dekat mikroskop optik scanning

probe molekul tunggal telah digunakan oleh orang lain untuk mempelajari

struktur dan dinamika protein tunggal dalam biomimetic biologis atau lingkungan.

In the next year we plan to extend these studies to include the behavior of single

molecules in bioengineered materials. Pada tahun berikutnya kami

merencanakan untuk memperluas studi ini mencakup perilaku molekul tunggal

dalam bahan-bahan buatan. As part of this effort we are constructing an

instrument capable of fast full-field single-molecule imaging whose applications

include studying translational diffusion. Sebagai bagian dari upaya ini kita 12

membangun sebuah alat yang mampu cepat penuh bidang pencitraan molekul

tunggal-aplikasi yang mencakup difusi translasi belajar. Traditionally, molecular

diffusion has been studied in biological systems using fluorescence fluctuation

correlation spectroscopy (FCS), a confocal technique. Secara tradisional, difusi

molekuler telah dipelajari dalam sistem biologis menggunakan korelasi fluktuasi

fluoresensi spektroskopi (FCS), sebuah teknik confocal. There is some concern

that in FCS the diffusion of molecules is affected by the confocal beam.

Dikhawatirkan bahwa dalam FCS difusi molekul dipengaruhi oleh sinar confocal.

We plan to combine our single-molecule full-field imaging apparatus with a

confocal beam to help elucidate the effect of light-forces on single fluorescent

molecules in embedded in biological membranes. Kami berencana untuk

menggabungkan satu-molekul kita penuh pencitraan lapangan aparat dengan

berkas confocal untuk membantu menjelaskan efek cahaya-gaya pada

fluorescent satu molekul dalam tertanam dalam membran biologis.

Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy Oxidative and

radiation damage to biological tissues result in formation of free radicals and

these paramagnetic centers can be quantified by EPR spectroscopy. Resonansi

paramagnetik elektron (EPR) spektroskopi oksidatif dan kerusakan radiasi

jaringan biologis hasil dalam pembentukan radikal bebas dan pusat-pusat

paramagnetik ini dapat diukur oleh EPR spektroskopi. NIST is one of the leaders

in applying this technique to measurement of low levels of radiation doses in

bone, tooth enamel and dentin. NIST adalah salah satu pemimpin dalam

menerapkan teknik ini untuk pengukuran tingkat radiasi rendah dosis dalam

tulang, gigi enamel dan dentin. In a collaboration with Russian scientists and the

National Cancer Institute we are developing measurement methods to determine

the radiation doses to residents near major nuclear facilities in the old Soviet

Union. Dalam kerjasama dengan para ilmuwan Rusia dan National Cancer

Institute pengukuran kami sedang mengembangkan metode untuk menentukan

dosis radiasi kepada penduduk di dekat fasilitas nuklir utama di Uni Soviet lama.

Research is focused on improving the sensitivity and accuracy to the level that 13

the method can be a quantitative tool in radiation epidemiology. Penelitian ini

difokuskan pada peningkatan sensitivitas dan keakuratan ke tingkat yang metode

kuantitatif dapat menjadi alat dalam radiasi epidemiologi. The weak signal from

the irradiated hydroxy apatite is confounded by signals from other organic free

radicals, and sample preparation techniques and instrumentation must be

substantially improved to measure environmental doses. Sinyal yang lemah dari

iradiasi hidroksi apatit yang bingung dengan sinyal dari radikal bebas organik

lainnya, dan teknik-teknik persiapan sampel dan instrumentasi harus ditingkatkan

secara substansial untuk mengukur dosis lingkungan.

14

BAB III

PEMBAHASAN

A. Ilmu Kedokteran

Abad 20 ditandai dengan perkembangan yang menakjubkan di bidang

ilmu dan teknologi, termasuk disiplin ilmu dan teknologi kedokteran serta

kesehatan. Terobosan penting dalam bidang ilmu dan teknologi ini memberikan

sumbangan yang sangat berharga dalam diagnosis dan terapi berbagai penyakit

termasuk penyakit-penyakit yang menjadi lebih penting secara epidemologis

sebagai konsekuensi logis dari pembangunan di segala bidang yang telah

meningkatkan kondisi sosial ekonomi masyarakat.

Penggunaan isotop radioaktif dalam kedokteran telah dimulai pada

tahun 1901 oleh Henri DANLOS yang menggunakan radium untuk pengobatan

penyakit tubercolusis pada kulit. Namun yang dianggap Bapak Ilmu Kedokteran

Nuklir adalah George C. de HEVESSY, dialah yang meletakkan dasar prinsip

perunut dengan menggunakan radioisotop alam Pb-212. Dengan ditemukannya

radioisotop buatan maka radioisotop alam tidak lagi digunakan.

Radioisotop buatan yang banyak dipakai pada masa awal

perkembangan kedokteran nuklir adalah I-131. Akan tetapi pemakaiannya kini

telah terdesak oleh Tc-99m selain karena sifatnya yang ideal dari segi proteksi

radiasi dan pembentukan citra juga dapat diperoleh dengan mudah serta relatif

murah harganya. Namun demikian I-131 masih sangat diperlukan untuk

diagnostik dan terapi, khususnya kanker kelenjar tiroid.

Perkembangan ilmu kedokteran nuklir yang sangat pesat tersebut

dimungkinkan berkat dukungan dari perkembangan teknologi instrumentasi

untuk pembuatan citra terutama dengan digunakannya komputer untuk

pengolahan data sehingga sistem instrumentasi yang dahulu hanya

menggunakan detektor radiasi biasa dengan sistem elektronik yang sederhana, 15

kini telah berkembang menjadi peralatan canggih kamera gamma dan kamera

positron yang dapat menampilkan citra alat tubuh, baik dua dimensi maupun tiga

dimensi serta statik maupun dinamik.

Dewasa ini, aplikasi teknik nuklir dalam bidang kesehatan telah

memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam menegakkan diagnosis

maupun terapi berbagai jenis penyakit. Berbagai disiplin ilmu kedokteran seperti

ilmu penyakit dalam, ilmu penyakit syaraf, ilmu penyakit jantung, dan sebagainya

telah mengambil manfaat dari teknik nuklir ini.

Kedokteran Nuklir

Ilmu Kedokteran Nuklir adalah cabang ilmu kedokteran yang

menggunakan sumber radiasi terbuka berasal dari disintegrasi inti radionuklida

buatan, untuk mempelajari perubahan fisiologi, anatomi dan biokimia, sehingga

dapat digunakan untuk tujuan diagnostik, terapi dan penelitian kedokteran. Pada

kedokteran Nuklir, radioisotop dapat dimasukkan ke dalam tubuh pasien (studi

invivo) maupun hanya direaksikan saja dengan bahan biologis antara lain darah,

cairan lambung, urine da sebagainya, yang diambil dari tubuh pasien yang lebih

dikenal sebagai studi in-vitro (dalam gelas percobaan).

Pada studi in-vivo, setelah radioisotop dapat dimasukkan ke dalam

tubuh pasien melalui mulut atau suntikan atau dihirup lewat hidung dan

sebagainya maka informasi yang dapat diperoleh dari pasien dapat berupa:

1. Citra atau gambar dari organ atau bagian tubuh pasien yang dapat diperoleh

dengan bantuan peralatan yang disebut kamera gamma ataupun kamera

positron (teknik imaging)

2. Kurva-kurva kinetika radioisotop dalam organ atau bagian tubuh tertentu dan

angka-angka yang menggambarkan akumulasi radioisotop dalam organ atau

bagian tubuh tertentu disamping citra atau gambar yang diperoleh dengan

kamera gamma atau kamera positron.

16

3. Radioaktivitas yang terdapat dalam contoh bahan biologis (darah, urine dsb)

yang diambil dari tubuh pasien, dicacah dengan instrumen yang

dirangkaikan pada detektor radiasi (teknik non-imaging).

Data yang diperoleh baik dengan teknik imaging maupun non-imaging

memberikan informasi mengenai fungsi organ yang diperiksa. Pencitraan

(imaging) pada kedokteran nuklir dalam beberapa hal berbeda dengan

pencitraan dalam radiologi.

Pada studi in-vitro, dari tubuh pasien diambil sejumlah tertentu bahan

biologis misalnya 1 ml darah. Cuplikan bahan biologis tersebut kemudian

direaksikan dengan suatu zat yang telah ditandai dengan radioisotop.

Pemeriksaannya dilakukan dengan bantuan detektor radiasi gamma yang

dirangkai dengan suatu sistem instrumentasi. Studi semacam ini biasanya

dilakukan untuk mengetahui kandungan hormon-hormon tertentu dalam darah

pasien seperti insulin, tiroksin dll.

Pemeriksaan kedokteran nuklir banyak membantu dalam menunjang

diagnosis berbagai penyakitseperti penyakit jantung koroner, penyakit kelenjar

gondok, gangguan fungsi ginjal, menentukan tahapan penyakit kanker dengan

mendeteksi penyebarannya pada tulang, mendeteksi pendarahan pada saluran

pencernaan makanan dan menentukan lokasinya, serta masih banyak lagi yang

dapat diperoleh dari diagnosis dengan penerapan teknologi nuklir yang pada

saat ini berkembang pesat.

Disamping membantu penetapan diagnosis, kedokteran nuklir juga

berperanan dalam terapi-terapi penyakit tertentu, misalnya kanker kelenjar

gondok, hiperfungsi kelenjar gondok yang membandel terhadap pemberian obat-

obatan non radiasi, keganasan sel darah merah, inflamasi (peradangan)sendi

yang sulit dikendalikan dengan menggunakan terapi obat-obatan biasa. Bila

untuk keperluan diagnosis, radioisotop diberikan dalam dosis yang sangat kecil,

maka dalam terapi radioisotop sengaja diberikan dalam dosis yang besar 17

terutama dalam pengobatan terhadap jaringan kanker dengan tujuan untuk

melenyapkan sel-sel yang menyusun jaringan kanker itu.

Di Indonesia, kedokteran nuklir diperkenalkan pada akhir tahun 1960an,

yaitu setelah reaktor atom Indonesia yang pertama mulai dioperasikan di

Bandung. Beberapa tenaga ahli Indonesia dibantu oleh tenaga ahli dari luar

negeri merintis pendirian suatu unit kedokteran nuklir di Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknik Nuklir di Bandung. Unit ini merupakan cikal bakal Unit

Kedokteran Nuklir RSU Hasan Sadikin, Fakultas Kedokteran Universitas

Padjadjaran. Menyusul kemudian unit-unit berikutnya di Jakarta (RSCM, RSPP,

RS Gatot Subroto) dan di Surabaya (RS Sutomo). Pada tahun 1980-an didirikan

unit-unit kedokteran nuklir berikutnya di RS sardjito (Yogyakarta) RS Kariadi

(Semarang), RS Jantung harapan Kita (Jakarta) dan RS Fatmawati (Jakarta).

Dewasa ini di Indonesia terdapat 15 rumah sakit yang melakukan pelayanan

kedokteran nuklir dengan menggunakan kamera gamma, di samping masih

terdapat 2 buah rumah sakit lagi yang hanya mengoperasikan alat penatah ginjal

yang lebih dikenal dengan nama Renograf

B. Penggunaan Peralatan Fisika Dalam Ilmu Kedokteran

Siapa sangka karya Röntgen yang mengantarkan dirinya mendapatkan

hadiah nobel fisika pada 1901 ini akan menjadi sebuah alat yang sangat berguna

sekali dalam kedokteran. Sinar-X itulah sebuah fenomena yang ditemukan oleh

Roentgen pada laboratoriumnya. Sebuah fenomena yang kemudian menjadi

awal pencitraan medis (medical imaging) pertama, tangan kiri istrinya menjadi uji

coba eksperimen penemuan ini. Inilah menjadi titik awal penggunaan pencitraan

medis untuk mengetahui struktur jaringan manusia tanpa melalui pembedahan

terlebih dahulu. Penemuan ini juga menjadi titik awal perkembangan fisika medis

di dunia, yang menkonsentrasikan aplikasi ilmu fisika dalam bidang kedokteran.

18

Eksperimen Röntgen terhadap tangan istrinya, menjadi inspirasi

produksi alat yang dapat membantu dokter dalam diagnosa terhadap pasien,

dengan mengetahui citra tubuh manusia. Citra atau gambar yang dihasilkan dari

sinar-X ini sifatnya adalah membuat gambar 2 dimensi dari organ tubuh yang

dicitrakan dengan memanfatkan konsep atenuasi berkas radiasi pada saat

berinterakasi dengan materi. Gambar atau citra objek yang diinginkan kemudian

direkam dalam media yang kemudian dikenal sebagai film. Dari Gambar yang

diproduksi di film inilah informasi medis dapat digali sesuai dengan kebutuhan

klinis yang akan dianalisis.

Setelah puluhan tahun sinar-X ini mendominasi dunia kedokteran,

terdapat kelemahan yaitu objek organ tubuh kita 3 dimensi dipetakan dalam

gambar 2 dimensi. Sehingga akan terjadi saling tumpah tindih stukur yang

dipetakan, secara klinis informasi yang direkam di film dapat terdistorsi. Inilah

tantangan berikutnya bagi fisikawan untuk berkreasi. Tahun 1971, seorang

fisikwan bernama Hounsfield memperkenalkan sebuah hasil invensinya yang

dikenal dengan Computerized Tomography atau yang lazim dikenal dengan

nama CT Scan. Invensi Hounsfield ini menjawab tantangan kelemahan citra

sinar-X konvensional yaitu CT dapat dapat mencitrakan objek dalam 3 Dimensi

yang tersusun atas irisan-irisan gambar (tomography) yang dihasilkan dari

perhitungan algoritma(bahasa program) komputer. Karya Hounsfield ini menjadi

revolusi besar-besaraan dalam dunia pencitraan medis atau kedokteran yang

merupakan rangkaian yang berkaitan. Citra/gambar hasil CT dapat menujukan

struktur tubuh kita secara 3 dimensi, sehingga secara medis dapat dijadikan

sebagai sebuah alat bantu untuk penegakkan diagnosa yang dibutuhkan. Untuk

mengabadikan penemunya dalam CT terdapat bilangan CT atau Hounsfield Unit

(HU), namun penemuan ini juga meruapakan jasa Radon dan Cormack.

Tahun 1990an, lahir kembali sebuah perangkat yang dikenal dengan

nama Magnetic Resonance Imaging. Perangkat ini invensi yang tidak kalah

hebatnya dengan CT, karena menggunakan sistem fisika yang berbeda. MRI

19

istilah kerennya menggunakan pemanfaatan aktivitas fisis spin tubuh manusia

pada saat berada dalam medan magnet yang kuat dan kemudian dengan sistem

gangguan gelombang radio yang sama dengan frekuensi Larmor, menghasilkan

sebuah sinyal listrik. Sinyal inilah yang dikenal dengan Free Induction Decay

yang kemudian dievaluasi dengan Transformasi Fourier menjadi citra 3 Dimensi.

Invensi ini juga sangat fenomenal, karena terobosan baru yang tidak

menggunakan radiasi pengion seperti CT dan sinar Roentgen untuk dapat

menghasilkan sebuah citra dengan resolusi yang yang sangat baik dalam

mencitrakan stuktur tubuh manusia khususnya organ kepala. Inventor MRI

mendapat ganjaran hadiah nobel bidang fisologi dan kedokteran tahun 2003.

Inilah sekelumit peranan fisika yang yang sangat revlusioner mengubah

dunia kedokteran menjadi modern. Tanpa lahirnya sinar-X, CT, dan MR

bagaimana kita dapat mengetahui posisi kelainan yang ada ditubuh kita bagian

dalam atau kanker? Dengan karya fisikawan, insiyur, ahli komputer munculah

sebuah teknologi yang digunakan untuk penegakkan diagnosa. Banyak teknologi

lain yang dikembangkan oleh para fisikawan dan ilmuwan lain untuk kedokteran

seperti halnya ultrasonografi, linear accelerator untuk radioterapi, dan juga CT

dan USG 4 Dimensi.

Marilah para ilmuwan bangsaku, berlombalah berkreasi. Minimalnya

untuk kemandirian kita akan teknologi untuk melayani kebutuhan bangsa

sendiri….. Fisikawan medis Indonesia teruslah berkarya.

20

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan Dari pembahasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa Ilmu

Kedokteran Nuklir adalah cabang ilmu kedokteran yang menggunakan sumber

radiasi terbuka berasal dari disintegrasi inti radionuklida buatan, untuk

mempelajari perubahan fisiologi, anatomi dan biokimia, sehingga dapat

digunakan untuk tujuan diagnostik, terapi dan penelitian kedokteran. Pada

kedokteran Nuklir, radioisotop dapat dimasukkan ke dalam tubuh pasien (studi

invivo) maupun hanya direaksikan saja dengan bahan biologis antara lain darah,

cairan lambung, urine da sebagainya, yang diambil dari tubuh pasien yang lebih

dikenal sebagai studi in-vitro (dalam gelas percobaan).

Pada studi in-vivo, setelah radioisotop dapat dimasukkan ke dalam

tubuh pasien melalui mulut atau suntikan atau dihirup lewat hidung dan

sebagainya maka informasi yang dapat diperoleh dari pasien dapat berupa:

1. Citra atau gambar dari organ atau bagian tubuh pasien yang dapat diperoleh

dengan bantuan peralatan yang disebut kamera gamma ataupun kamera

positron (teknik imaging)

2. Kurva-kurva kinetika radioisotop dalam organ atau bagian tubuh tertentu dan

angka-angka yang menggambarkan akumulasi radioisotop dalam organ atau

bagian tubuh tertentu disamping citra atau gambar yang diperoleh dengan

kamera gamma atau kamera positron.

3. Radioaktivitas yang terdapat dalam contoh bahan biologis (darah, urine dsb)

yang diambil dari tubuh pasien, dicacah dengan instrumen yang dirangkaikan

pada detektor radiasi (teknik non-imaging).

21

B. Saran Dari kesimpulan di atas maka disarankan beberapa hal sebagai berikut :

1. Menggunakan alat-alat kedoketaran dengan sebaik-baiknya

2. Membeli dan menggunakan alat-alat kedokteran dari luar guna melengkapai

peralatan Rumah Sakit yang ada di Indonesia

3. Marilah para ilmuwan bangsaku, berlombalah berkreasi. Minimalnya untuk

kemandirian kita akan teknologi untuk melayani kebutuhan bangsa sendiri…..

Fisikawan medis Indonesia teruslah berkarya

22

DAFTAR PUSTAKA

Browsing Internet

1. http://www.itagz.com/aang/ dibaca tanggal 1 Muharram 1431 H/ 18 Desember

2009 dan download tanggal 18 Desember 2009.

2. http://staff.blog.ui.ac.id/supriyanto.p/category/berita-seputar-fisika-medis/ posting

14 Maret Blog : Peranan Fisika dalam ilmu kedokteran dibaca tanggal 1

Muharram 1431 H/ 18 Desember 2009.

3. http://alifis.wordpress.com/2009/06/28/seri-fisika-kesehatan__radiasi-

manfaatnya-dalam-kedokteran-kesehatan/ dibaca tanggal 1 Muharram 1431 H/

18 Desember 2009 dan download tanggal 18 Desember 2009

4. http://www.scribd.com/doc/2369186/Fisika-XII dibaca tanggal 1 Muharram 1431

H/ 18 Desember 2009 dan download tanggal 18 Desember 2009

5. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0920563203909704 dibaca tanggal 1

Muharram 1431 H/ 18 Desember 2009 dan download tanggal 18 Desember 2009

23