PESAWAT GAMMA CAMERA

PESAWAT GAMMA CAMERA

Prinsip Dasar Gamma Camera
Pesawat gamma camera untuk kedokteran nuklir adalah suatu system untuk mengolah radiasi gamma dari tubuh manusia untuk dapat dijadikan dalam bentuk gambar guna keperluan suatu diagnostik. Radiasi gamma dari tubuh manusia tersebut adalah berasal nis- jenis Kolimator

1. Paralel Hole kolimator
Terdiri dari selubung timah hitam yang mempunyai lubang-lubang parallel dengan detector. Alat ini menekan hamper semua sinar gamma yang tidak parallel dengan lubang detector.tidak mempunyai system focusing. Resolusi yang terbaik adalah meletakan objek sedekat mungkin dengan detector. Alat ini digunakan untuk objek berukuran besar.

 2. Konverging Kolimator
Terdiri dari selubung timah yang mempunyai lubang-lubang yang memusat dari detector ke objek. Pancaran sinar gamma dari objek tidak parallel. Kolimator ini dapat digunakan untuk objek yang terletak pada bagian dalam tubuh. Sensitifitas kolimator akan bertambaj jika jarak kolimator ke objek di perbesar. Dua objek yang sama mempunyai kedalaman yang berbeda dan akan diproyeksikan secara berbeda pula.

3. Diverging Kolimator
Terdiri dari selubung timah hitam yang mempunyai lubang-lubang yang memusat dari objek ke detector. Sensitifitas kolimator akan berkurang bila jarak kolimator ke objek diperbesar. Objek yang lebih besar dari ukuran kolimator dapat dideteksi tanpa terpotong.

4. Pin Hole Kolimator
Mempunyai bentuk kerucut. Mempunyai sebuah lubang dengan jarak yang tetap dari objek ke detector. Proyeksi kolimator ini mirip dengan kamera konvensional sinar gamma setelah melewati pin hole kolimator akan ditrerima detector dengan terbalik. Kolimator ini biasa digunakan untuk objek yang sangat kecil, misal kelenjar tyroid.

B. Scintillation detector
scintillation detector pada pesawat gamma camera mempunyai diameter 30-50 cm dengan ketebalan sekitar 1.25 cm dari bahan kristal sodium iodine dengan thalium sebagai activator dengan rumus kimia NaI (TI). Fungsi dari scintillation detector tersebut adalah sebagai pengubah radiasi pengion menjadi cahaya tampak dengan waktu durasi yang sangat singkat sekali (kilatan cahaya). Selain dari cahaya yang terjadi akibat adanya penyerapan gamma pada kristal, cahaya juga terjadi akibat hamburan radiasi dari sekeliling kristal itu berada. Hamburan radiasi ini disebut back skatter yang dapat mengganggu analisa radiasi gamma.
Efek Hamburan Radiasi :
• Efek Photoelektrik
Adalah proses penyerapan energi pada sebuah atom akibat energi photon, dengan hilangnya energi photon maka mengakibatkan keluarnya electron dari orbitnya pada atom tersebut, energi kinetic (٤pe ) yang sama besarnya dengan perbedaan antara energi photon ( E0 ) dengan energi yang diperlukan untuk melepaskan energi ikat electron ( Ek ).
Epe = E0 – Ek
Efek ini akan menyebabkan adanya emisi radiasi X ray.

• Hamburan Compton
Adalah suatu hamburan radiasi yang terjadi akibat tumbukan photon dengan electron yang berada pada orbit luar atom, atau tumbukan foton dengan electron bebas.

C. Photomultiplier Tube
kilatan cahaya yang dihasilkan oleh kristal NaI adalah sangat lemah sekali intensitasnya dan perlu dikonversikan menjadi pulsa elektronik sehingga mudah dalam analisanya. Photomultiplier tube adalah suatu komponen untuk emngubah atau mengkonversikan dari kilatan cahaya menjadi arus listrik. Prinsip dasaar dari photomultiplier tube dapat diilustrasikan seperti gambar berikut ini


Bentuk fisik PMT
PMT berupa tabung electron dengan beberapa elektroda seperti pada gambar diatas.chatoda dibuat dari bahan dengan photo sensitive yaitu apabila terkena cahayaa akan mengemisikan elektronya , karena dynode 1 mempunyai tegangan listrik positip terhadap katoda 300 volt, maka electron dari katoda akan dipercepat dan menum,buk dynode 1. dynode dilapisi bahan yang mempunyai sifat emisi sekunder yang sangat tinggi sehingga akan terjadi lagi emisi electron yang sangat tinggi, sehingga akan terjadi lagi emisi electron yang lebih besar dari katoda. Emisi sekunder electron akan dapat berlipat ganda dari dynode 1 selanjutnya karena tegangan positip semakin tinggi akhirnya emisi sekunder electron menuju anoda menjadi tinggi sekali. Factor pelipat gandaan pada dynode 1 adalah 6 kali, sehingga pada PMT dengan 10 tingkat dynode mempunyai factor penguatan 6 pangkat 10. tegangan tinggi pada PMT harus benar-benar stabil karena factor penguatan yang sangat tinggi sekali. Perubahan 1 % dapat menyebabkan berubahnya factor penguatan 10 %. Dengan demikian akan terjadi arus anoda kathoda yang besarnya sebanding dengan intensitas cahaya dari kristal, dimana intensitas cahaya kristal sangat tergantung dari energi isotop.

D. Pre Amplifier
Pada umunya preamplifier adalah berupa suatu rangkaian elektronik yang berfungsi untuk memperkuat sinyal output dari PMT yang mempunyai amplitude sangat rendah. Semakin besar dari arus tabung pada PMT, tegangan pada aanoda semakin menurun, sehingga out put dari PMT adalah merupakan pulsa terbalik.

Hubungan antara PMT dan preamplifier adalah melalui capasitor yang decoupling . selanjutnya sinyal tersebut masuk ke rangkaian charge amplifier .

1. Rangkaian Charge Amplifier
Adalah berupa rangkaian logaritmik amplifier dengan pembalik fasa sebesar 180 derajat. Variable resisistor R1 PM ADJUST adalah berfungsi untuk memperbaiki input PMT atau dapat disebut dark current compensator dimana adanya arus bocor pada saat PMT pada saat PMT belum menerima cahaya. Bentuk pilsa pada rangkaian charge amplifier mempunyai banyak distorsi sehingga pulsa yang dihasilkan oleh PMT menjadi cacat dan overlapping, diakibatkan oleh rise time dari capasitor coupling kira-kira sebesar 30 mikrosekon dimana recoverytime dari kristal adalah 0.2 mikro sekon.

2. Delay Timer Clipper
Untuk memperbaiki pulsa tersebut digunakan rangkaian delay line clipper. Rangkaian ini adalah terdiri dari rangkaian induktansi pada input diferensial amplifier dimana pada rangkaian ini noise akan ditekan pulsa out put dipersempit sehingga tidak terjadi overlapping seperti pada gambar dibawah ini yaitu input dan out put delay line clipper.
selanjutnya out put pada rangkaian delay line clipper akan diteruskan kepada rangkaian base linerestorer.

3. Base Line Restorer
Pada rangkaian ini DC level pulsa akan dipertahankan pada 0 volt, atau offset nol harus benar-benar dijaga karena bila offset tidak nol volt akan mempengaruhi tinggi puncak amplitudo adalah merupakan tinggi energi dari isotop yang dideteksi. Pada jalur lain out put delay line clipper merupakan z out put yang akan kita bahas pada bab lebih lanjut.

4. Treshold Circuit
Out put rangkaian base linerestorer akan diteruskan kepada rangkaian threshold dimana rangkaian ini merupakan rangkaian operasional amplifier dimana satu inputnya akan diberi tegangan tertentu sesuai dengan pemilihan isotop, dan pada input yang lain merupakan pulsa dari out put base line rsistor. Pada rangkaian ini, pulsa dengan amplitudo tertentu akan difilter sesuai dengan tegangan threshokld yang diberikan.

5. Buffer
Selanjutnya out put rangkain threshold akan diteruskan oleh rangkaian buffer yang merupakan out put dari rangkaian pre amplifier secara menyeluruh.

E. Pulse Haight Analyser (PHA)
seperti telah kita ketahui scintillation detector adalah sebagai alat untuk merubah sinar gamma menjadi pulsa elektronik, dimana amplitudonya sebanding dengan energi dari isotop yang dideteksi dan frekwensi pulsa akan sebanding dengan aktifitas isotop itu. Akan tetapi dengan adanya radiasi seconder ditangkap oleh sciliantion detector sehingga juga menghasilkan pulsa elektronik. Sehingga pulsa tersebuit akan tercampur dengan pulsa murni dari energi isotop yang dideteksi.
Pada rangkaian pu;lse higt analyzer pulsa akan dipisahkan, dimana pulsa hasil radiasi seconder dan radfiasi lain seperti back ground diupayakan untuk dihilangkan. Pemisahan pulsa dapat dilakukan pada rangkaian PHA adalah karena perbedaan tinggi pulsa. Setiap isotop dengan energi yang berbeda adalah mempunayi tinggi pulsa yang berbeda, demikian pula radiasi sekunder dan radiasi back ground mempunyai tinggi pulsa yang berbeda-beda.

F. Tabung Catoda Ray Tube/Monitor
Adalah tabung yang digunakan untuk menampilkan gambar dari hasil diagnosa, tabung ini merupakan tabung hampa yang terdiri dari vertical dan horizontal coil.
Tabung ini menerima sinyal dari rangkaian pre amplifier, sehingga akan diproses sampai terbentuknya gambar.

Konvigurasi Pesawat Gamma Camera
Gamma camera adalah alat sebagai pendiagnosa apabila disinyalir adanya kelainan pada organ di dalam tubuh, yakni suatu proses pembentukan gambar dari pancaran sinar gamma yang berasal dari sumber radioaktif yang dimasukan kedalam tubuh melalui cairan pembawa yang ditunjukan pada organ tertentu yang menjadi objek. Pancaran sinar gamma dari objek agar dapat ditangkap detector sinar gamma yang terletak dalam tubuh pasien.zat radioaktif tersebut adalah dari isotop-isotop yang mempunyai daerah energi antara 80-500 KeV serta waktu paruh yang singkat.
Energi sinar gamma pada rangkaian ini cukup dapat menembus jaringan tubuh untuk di deteksi dari suatu organ yang telah terisi zat radioaktif.Detektor ini harus dapat mendeteksi deengan baik dan mempunyai efisiensi yang baik untuk sinar gamma sehingga efek campuran yang terjadi pada tubuh pasien dapat ditekan. Sebagai detector PMT disusun pada sebuah metric dari pengukuran pada setiap sisi. Gamma camera dikenalkan oleh HALANGGER.

Oleh Halangger system gamma camera diperbaiki dengan system PMT. Sebelum pemeriksaan dilakukan, zat radioaktif ini dimasukan kedalam tubuh pasien. Radio isotop ini akan dicampur dengan radifarmaka. Tahap berikutnya pasien dibaringkan dengan organ yang akan diperiksa dihadapkan pada detector. Posisi objek diupayakan agar dapat terscakup ke dalam detector. Pada saat ini pemeriksaan sudah dimulai.masuknya isotop kedalam organ memerlukan waktu, dimanba detector dapat mendeteksi dari awal sampai akhir pengosongan kembali pancaran sinar gamma dari organ mula-mula diterima kolimator .
Tahap selanjutnya sinar gamma diteruskan kekristal, pada tahap ini pancaran sinar gamma akan mengakibatkan sintilasi pada kristal. Kuat cahaya sintilasi akan tinggi apabila efektifitas isotop juga tinggi. Pada sisi kristal yang lain diletakkan sejumla PMTyang berfungsi untuk mengkonpersasikan cahaya menjadi sinyal listrik. Pulsa-pulsa yang dihasilkan PMT masih sangat kecil sehingga akan diperkuat oleh rangkaian Pre Amp.

Out Pre Amp akan diteruskan pada rangkaian position logic circuit. Pada blok ini berisi rangkaian summing Amp. Dimana pulsa dari pre Amp akan diproses sehingga mempunyai output X dan Y. sinyal X dan Y merupakan sinyal posisi yangakan diumpankan ke inpiu deflection X dan Y.disamping sinyal X dan Y terdapat pula sinyal Z yang bertanggunf jawab mengatur intensitas dari displayCRT. Tinggi sinyal adalah tergantung daritinggi aktifitas isotop. Dengan demikian organ yang berisi isotop dapat tergambar dalam CRT. Apabila aktifitas isotop yang diberikan cukup tinggi maka intensitas display CRT juga cukup tinggi dan cukup dapat dilihat oleh mata.
Perbedaan hasil gambar pada monitor, sesuai dengan intensitas radiasi yang bebeda