BIOLOGI RADIASI
MAKALAH
Disusun oleh Group-2 : Aulia Hardianti
160110090020
Adisti Calliandra
160110090021
Milda Ernawati
160110090022
UNIVERSITAS PADJADJARAN FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI BANDUNG 2013
Daftar Isi
Contents
Daftar Isi ......................................................................................................................................... 2 Daftar Gambar ................................................................................................................................ 4 Daftar Tabel .................................................................................................................................... 5 BAB I
Pendahuluan ..................................................................................................................... 6
BAB II
Pembahasan .................................................................................................................. 7
1.
Struktur Atom .......................................................................................................................... 8
2.
Interaksi Sinar X dengan Unsur ..................................................... ............................................................................................... .......................................... 8
3.
Interaksi Sinar X pada Tingkatan Atom .................................................................................. 9
3. 1.
Efek Fotoelektrik ................................................................................................................. 9
3. 2.
Efek Compton .................................................................................................................... 11
4.
Unit Pengukuran Radiasi ....................................................................................................... 13
4. 1.
Dosis Radiasi yang diabsorbsi (D) ...................................................... ..................................................................................... ............................... 13
4. 2.
Dosis Ekivalen ................................................................................................................... 14
4. 3.
Dosis Efektif ...................................................................................................................... 14
5.
Efek Biologi dan Risiko yang Berhubungan Dengan Sinar X .............................................. 14
6.
Efek pada anak yang belum lahir .......................................................................................... 16
7.
Efek Ionisasi Radiasi ............................................................................................................. 16
8.
Konsep Dasar Biologi Radiasi .............................................. ................................................. 20 8. 1.
Paparan dan dosis ....................................................................................................... 21
8. 2.
Radiasi terlokalisasi dan paparan seluruh tubuh......................................................... 21
8. 3.
Kurva dosis-respon ..................................................... ..................................................................................................... ................................................ 21
8. 4.
Periode Laten dan Perbaikan Sel ................................................. ............................... 23
8. 5.
Estimasi resiko ................................................... .................................................... ......................................................... ..... 23
BAB III
Diskusi ..................................................... .......................................................................................................... ................................................................... .............. 38
Daftar pustaka ............................................................................................................................... 41
Daftar Gambar
Gambar 1 Diagram struktur atom yang menunjukkan nukleus yang berada di tengah dan elektron yang mengelilinginya ................................................. ..................................................... ..................................................................... ................ 8 Gambar 2 Diagram yang menunjukkan tahap-tahap yang terjadi dalam interaksi interaksi fotoelektron . 10 Gambar 3 Diagram yang menunjukkan interaksi Efek Compton ................................................. 11 Gambar 4 A.Diagram yang menunjukkan sudut hamburan.......................... hamburan......................................................... ............................... 13 Gambar 5 Proses pembentukan radikal radikal bebas .............................................. ............................... 17 Gambar 6 Kurva threshold dalam threshold dalam bentuk liner dan non-linier ................................................ ..... 22 Gambar 7 Kurva non-threshold dengan non-threshold dengan garis linier dan non-linier no n-linier .............................................. 22
Daftar Tabel
Tabel 1 Panjang gelombang dan energi foton dari radiasi ................................................ .............. 7 Tabel 2 Dampak Biologis Radiasi ................................................................................................ 18 Tabel 3 National Radiological Protection Board (NRPB) mengestimasikan dosis tahunan dari bbrp sumber di Inggris ............................................... ................................................................... 19 Tabel 4 Dosis efektif pasien standar dewasa untuk pemeriksaan rutin dental dan medis ............ 19 Tabel 5 Manifestasi berdasarkan dosisnya ................................................................................... 28 Tabel 6 Perbandingan Resiko Selama Masa Kehamilan .............................................................. 32 Tabel 7 Predileksi Kanker Akibat Radiasi .................................................................................... 33
BAB I
Pendahuluan
Saat tubuh terkena radiasi foton akan bereaksi terhadap sel-sel dalam tubuh yang disebut dengan proses ionisasi. Proses ini apabila melewati batas tertentu a kan menimbulkan manifestasi klinis pada tubuh. Pada makalah ini akan dijelaskan ambang dosis radiasi yang aman bagi tubuh dan dosis yang berbahaya untuk tubuh disertai dengan penjelasan perubahan biologi yang terjadi dan manifestasi klinis apa saja yang biasanya muncul/
BAB II
Pembahasan
Biologi radiasi adalah ilmu yang mempelajari tentang pengaruh dari Ionisasi Radiasi dalam tubuh makhluk hidup. Sinar X dan kemampuan sinar X untuk berpenetrasi pada jaringan tubuh manusia ditemukan oleh Roentgen pada tahun 1895. Roentgen menyebut sinar tersebut sebagai sinar X karena sifatnya yang tidak diketahui. Sinar X ini merupakan bentuk radiasi elektromagnetik bertenaga tinggi dan merupakan bagian spektrum elektromagnetik,
yang juga termasuk di
dalamnya gelombang radio yang berenergi rendah, televisi, dan cahaya tampak. Tabel 1
Radiasi Radio, televisi, gelombang radar Infra-red Cahaya tampak Ultra-violet Sinar X dan Gamma
Panjang gelombang dan energi foton dari radiasi
Panjang Gelombang dan 3 x 10 m – 100 μm 100 μm – 700 nm 700 nm – 400 nm 400 nm – 10 nm 10 nm – 0.01 pm
Energi Foton -
-
4.1 x 10 eV – 1.2 x 10 eV 1.2 x 10 eV – 1.8 eV 1.8 eV – 3.1 eV 3.1 eV – 124 eV 124 eV – 124 MeV
Sinar X didefinisikan sebagai susunan paket gelombang energi. Setiap paketnya disebut foton dan setara dengan satu kuantum energi. Sinar X digunakan dalam radiologi diagnostik, yang dibuat dari jutaan foton individu. Untuk mengetahui produksi dan interaksi sinar X, penting untuk mengetahui atom secara fisik.
1.
Struktur Atom Atom merupakan bangunan dasar dari suatu unsur. Atom ini terdiri dari partikel-partikel
kecil yang berkumpul bersama dengan adanya gaya elektrik dan nuklir. Atom-atom ini terdiri dari nukleus padat yang berada di tengah yang terbuat dari partikel nuklir, yaitu proton dan neutron, serta dikelilingi elektron pada orbit spesifik.
Gambar 1 Diagram
2.
struktur atom yang menunjukkan nukleus yang berada di tengah dan elektron yang mengelilinginya
Interaksi Sinar X dengan Unsur Ketika Sinar X mengenai suatu unsur, seperti jaringan tubuh manusia, foton memiliki
empat kemungkinan interaksi, yaitu seluruh sinar yang datang dihamburkan tanpa adanya kehilangan energi sama sekali, sinar diabsorbsi dengan hilangnya seluruh energi, sinar dihamburkan sebagian dan sebagian lagi diabsorbsi oleh jaringan tubuh manusia, dan sinar tidak diabsorbsi ataupun dihamburkan.
Gambar 2. Diagram yang menggambarkan interaksi yang terjadi ketika Sinar X mengenai suatu
unsur
3.
Interaksi Sinar X pada Tingkatan Atom Terdapat empat interaksi Sinar X pada tingkat atom, tergantung pada energi foton yang
datang, diantaranya adalah Hamburan Rayleigh (SInar X dihamburkan seluruhnya), Efek Fotoelektrik (Sinar X seluruhnya diabsorbsi), Efek Compton (Sinar X dihamburkan dan diabsorbsi), dan Produksi Pasangan (Sinar X diabsorbsi seluruhnya). Hanya ada dua interaksi energi Sinar X yang penting dan digunakan di Kedokteran Gigi, yaitu Efek Fotoelektrik dan Efek Compton.
3. 1.
Efek Fotoelektrik Efek fotoelektrik merupakan interaksi sinar X yang seluruh energinya diabsorbsi,
didominasi dengan foton berenergi rendah.
Gambar 2
Diagram yang menunjukkan tahap-tahap yang terjadi dalam interaksi fotoelektron
Tahapan interaksi yang terjadi dalam efek fotoelektron: 1.
Foton Sinar X yang datang berinteraksi dengan elektron yang berada di kulit terdalam dari suatu atom
2.
Elektron pada kulit terdalam dikeluarkan dengan adanya energi yang sangat besar (sekarang elektron tersebut disebut dengan fotoelektron) ke dalam jaringan dan akan terjadi interaksi lebih lanjut
3.
Foton sinar X hilang setelah disimpan seluruh energinya; proses ini kemudian disebut absorbsi murni
4.
Kekosongan pada kulit terdalam elektron diisi oleh elektron pada kulit yang lebih luar, berpindah dari kulit yang satu ke kulit lainnya
5.
Elektron yang berpencar sehingga menghasilkan sebuah tingkatan energi yang baru menghasilkan pengeluaran kelebihan energi dalam bentuk cahaya atau panas
6.
Stabilitas elektron dicapai dengan menangkap elektron bebas untuk kembali ke keadaan atom netral
Energi foton sinar X memerlukan energi yang sama atau yang lebih besar dari energi ikat elektron pada kulit terdalam untuk memungkinkan mendorong elektron tersebut keluar kulit. Interaksi ini didominasi oleh foton Sinar X berenergi rendah. Seluruh hasil dari interaksi fotoelektrik ini disebut ionisasi.
3. 2.
Efek Compton Efek Compton merupakan proses absorbsi dan hamburan yang lebih didominasi
dengan adanya foton berenergi tinggi.
Gambar 3 Diagram yang menunjukkan interaksi Efek Compton
Tahapan dalam Efek Compton: 1.
Foton sinar X yang datang berinteraksi dengan elektron bebas atau elektron yang terikat dengan longgar pada kulit terluar atom
2.
Elektron pada kulit terluar kemudian akan keluar (yang kemudian disebut dengan Compton recoil electron) dengan sebagian energi yang terabsorbsi saat foton datang. Elektron yang terlepas keluar kemudian akan mengalami interaksi Ionisasi dengan jaringan
3.
Sisa energi foton yang datang akan didefleksikan atau dihamburkan dari arah asalnya sebagai hamburan sinar foton
4.
Foton yang mengalami hamburan akan mengalami: 1)
Interaksi Compton dalam jaringan
2)
Interaksi fotoelektrik dalam jaringan
3)
Meninggalkan jaringan, foton inilah yang membentuk hamburan radiasi pada lingkungan klinik
5.
Stabilitas atom didapat dari penangkapan elektron bebas
Energi foton sinar X yang datang lebih besar dari energi ikat elektron bebas pada kulit terluar. Energi hamburan foton selalu lebih kecil daripada energi foton yang datang. Hamburan foton dapat didefleksikan dalam berbagai arah, tapi sudut hamburan (θ) tergantung pada energinya. Hamburan foton berenergi tinggi menghasilkan hamburan kedepan; hamburan foton berenergi rendah menghasilkan hamburan kebelakang. Hamburan kedepan dapat mencapai film dan menurunkan kualitas gambar, namun dapat dihilangkan dengan menggunakan anti-scatter grid . Seluruh hasil reaksi interaksi ini disebut Ionisasi.
Gambar 4
A.Diagram yang menunjukkan sudut hamburan
Sudut Hamburan (θ) dengan (i) energi tinggi dan (ii) energi rendah. B.Diagram distribusi hamburan khas pada tegangan Sinar X 70 kV . Jarak dari sumber hamburan mengindikasikan jumlah jamburan pada arah tersebut. Pada tegangan ini, kebanyakan hamburan diarahkan kedepan.
4.
Unit Pengukuran Radiasi
4. 1.
Dosis Radiasi yang diabsorbsi (D) Dosis ini mengukur jumlah energi yang diabsorbsi dari sinar radiasi per unit
massa jaringan. SI unit : Gray, (Gy) dalam Joules/kg -3
subunit : miligray, (mGy) (x10 ) unit asli
: rad, dalam Ergs/g
konversi
: 1 Gray = 100 rads
4. 2.
Dosis Ekivalen Dosis ini mengukur efektivitas biologi yang berbeda pada setiap individu (RBE)
yang diperbolehkan dari pancaran sinar radiasi. Dosis ekivalen (H) = dosis radiasi yang diabsorbsi (D) x faktor berat radiasi (W R ) SI unit : Sievert (Sv) -3
-6
subunit : milisievert (mSv) (x 10 ); microsievert (µSv) (x 10 )
4. 3.
unit asli
: rem
konversi
: 1 Sievert = 100 rems
Dosis Efektif Dosis ini merupakan dosis yang dihitung pada setiap bagian tubuh yang berbeda
untuk dibandingkan, dengan mengonversikan semua dosis menjadi dosis ekivalen seluruh tubuh. Hal ini penting, karena beberapa bagian tubuh bisa lebih sensitif terhadap radiasi daripada bagian tubuh lainnya. Dosis efektif (E) = Dosis ekivalen (H) x faktor berat jaringan (WT) SI unit : sievert (Sv) subunit : milisievert (mSv)
5.
Efek Biologi dan Risiko yang Berhubungan Dengan Sinar X Klasifikasi Efek Biologi
Efek buruk ionisasi radiasi secara bilogis diklasifikasikan menjadi tiga kategori utama: 1.
Efek Somatik DETERMINISTIK
2.
Efek Somatic STOKASTIK
3.
Efek Genetik STOKASTIK
Efek somatik terbagi lagi menjadi: 1.
Efek akut dan segera – efek langsung tampak setelah diberikan eksposur
2.
Efek kronis dan jangka panjang – efek menjadi sangat jelas setelah mendapat eksposur dalam jangka waktu yang lama, disebut periode laten (sekitar 20 tahun atau lebih), contoh leukemia
1)
Efek somatik deterministik
Efek ini memiliki efek yang buruk pada tubuh manusia yang mendapat eksposur sinar radiasi. Contohnya kulit yang memerah dan adanya katarak. Keparahan dari efek ini tergantung pada dosis radiasi yang diterima oleh seorang individu. 2)
Efek somatik stokastik
Efek stokastik ini akan timbul ketika tubuh seorang individu terekspos radiasi pada dosis tertentu. Kemungkinan terjadinya efek stokastik ini tidak diketahui secara pasti. Semakin kecil dosis radiasi yang diberikan, semakin kecil kemungkinan adanya kerusakan sel. Namun, tingkat keparahan yang terjadi tidak berhubungan dengan dosis radiasi yang diberikan. 3)
Efek genetik stokastik
Mutasi terjadi dari perubahan yang tiba-tiba dari suatu gen atau kromosom. Mutasi gen dipengaruhi oleh banyak faktor eksternal, seperti radiasi atau mungkin juga terjadi secara spontan. Radiasi yang mengenai organ reproduksi dapat merusak
DNA dari sel sperma atau ovum. Hal tersebut dapat megakibatkan kelainan congenital pada orang yang terkena paparan radiasi. Namun, tidak ada kepastian bahwa efek ini pasti terjadi, karena itulah efek genetik ini disebut sebagai stokastik.
6.
Efek pada anak yang belum lahir Fetus yang masih berkembang sangat sensitif terhadap efek radiasi, terutama
selama periode organogenesis (2-9 minggu setelah pembuahan). Masalah utamanya adalah:
7.
1.
Kelainan congenital atau kematian berhubungan dengan radiasi dosis tinggi
2.
Retardasi mental berhubungan dengan radiasi dosis rendah
Efek Ionisasi Radiasi Ketika dilakukan dental radiografi, tidak seluruh sinar X mencapai film, sebagian
berpenetrasi kejaringan sekitar (kulit, tulang, gigi, jaringan lainnya). Perbedaan absorbsi foton sinar X oleh jaringan keras, gigi, dan tulang memungkinkan untuk membedakan strukturnya pada radiografi diagnostik. Jaringan tubuh manusia, 70% komposisi utamanya air (H2O). Foton sinar X memisahkan air menjadi ion (HOH dan elektron). Ion tersebut bercampur dengan air atau bereaksi lagi menghasilkan pembentukan radikal bebas (OH, H, O). Radikal bebas merupakan molekul yang kehilangan 1 buah elektron dari pasangan elektron bebasnya. Radikal bebas bersifat reaktif dan sangat tidak stabil dan hanya ada -5
sekitar 10 detik sebelum mengalami stabilisasi dengan sendirinya.
Gambar 5
Proses pembentukan radikal bebas
Radikal bebas mengalami stabilisasi dengan dua cara: 1.
Bersatu untuk membentuk molekul stabil yang tidak akan merusak jaringan
2.
Bersatu dengan radikal bebas lainnya, yang akan menyebabkan perubahan atau produksi toksin jaringan, seperti hydrogen peroxide
1)
Efek Langsung
Foton sinar X langsung mengenai sel, menyebabkan kerusakan sel, contohnya adalah kerusakan DNA. 2)
Efek Tidak Langsung
Radikal bebas yang terbentuk sebagai hasil ionisasi dari air membentuk toksin yang dapat melukai atau mengubah sel, efek ini lebih sering terjadi. 3)
Rekomendasi ICRP (International Commission on Radiological Protection)
Batasan radiasi untuk orang awan = 0.5 rem/tahun, untuk pekerja di lingkungan beradiasi (contoh: reaktor nuklir) max = 5 rem/tahun.Dampak radiasi bersifat
kumulatif seumur hidup. Berdasarkan penelitian, para ahli menyimpulkan bahwa radiasi memperpendek umur manusia sekitar 3-5 hari per 1 rem dosis serapan. Ratarata tiap orang menerima dosis 20 rem selama hidupnya
Tabel 2 Dampak
Biologis Radiasi
DE
DAMPAK BIOLOGIS
50
Mulai tampak dampak biologis radiasi Dampak serius muncul: Selera makan hilang, rambut rontok, muntah,
100
diare, perdarahan, pucat, kemandulan tetap pd wanita, kemandulan 3-4 tahun pada pria. Mulai timbul peluang penyakit kanker dan leukemia
200
Kematian (10%) dalam beberapa bulan
450
Kematian (50%) dalam beberapa bulan
700
Kematian (90%) dalam beberapa bulan
1000
Kematian dalam beberapa hari
10000
Kematian dalam beberapa jam
100000
Kematian dalam beberapa menit
Tabel 3 National
Tabel 4 Dosis
Radiological Protection Board (NRPB) mengestimasikan dosis tahunan dari bbrp sumber di Inggris
efektif pasien standar dewasa untuk pemeriksaan rutin dental dan medis
8.
Konsep Dasar Biologi Radiasi Paparan dan Dosis i s a i d a R i g o l o i B r a s a D p e s n o K
Radiasi terlokasasi dan paparan seluruh tubuh
Kurva Dosis-Respons
Periode Laten dan Perbaikan Sel
Tingkat Dosis
Estimasi Resiko
8. 1.
Paparan dan dosis
Pengertian paparan dan dosis perlu dibedakan dengan jelas. Paparan adalah jumlah ionisasi di udara yang dihasilkan oleh radiasi sinar-x atau sinar-gamma atau kuantitas radiasi yang diterima di suatu area pada tubuh yang terkena sinar radiasi. Paparan ini dapat dinyatakan dalan satuan Roentgents (C/Kg). Dosis adalah jumlah energy yang diserap per satuan massa jaringan pada suatu organ tubuh. Beberapa contoh dosis pada organ tubuh kita adalah dosis kulit, dosis tiroid, dan dosis gonad yang menandakan kemampuan serap energy radiasi yang dapat dilakukan sebuah organ. Dosis dapat dinyatakan dalam satuan Rad (grays) atau rem (Sieverts).
8. 2.
Radiasi terlokalisasi dan paparan seluruh tubuh
Foto dental merupakan salah satu contoh radiasi terlokasasi yang menghasilkan kurang dari 7% total area seluruh tubuh. Di kedokteran gigi, mesin sinar-x mengeluarkan paparan terlokalisasi lebih sedikit yang dihasilkan pada seluruh tubuh daripada paparan fasial. Bahkan pada kenyataannya, foto dental menghasilkan paparan tubuh 1/10.000 papa ran fasial. Hal ini menjelaskan bahwa saat kita mendisukusikan tentang dosis sinar-x dental, kita harus tau paparan yang dimaksud apakah paparan terlokalisasi atau paparan selutuh tubuh
8. 3.
Kurva dosis-respon
Kurva dosis dan respon menggambarkan kemungkinan respon biologis yang disebabkan agen berbahaya seperti ionisasi radiasi. Repon ini dapat menunjukkan garis linier ataupun nonlinier dan threshold atau non-threshold . Kurva dengan garis linier menggambarkan bahwa respon tubuh sesuai proporsi dosis yang diberikan. Sedangkan garin non-linier menyatakan bahwa respon tidak proporsional dengan
dosis yang diberikan. Pada kurva dengan threshold mengindikasikan bahwa di bawah dosis tertentu tidak terjadi respon dari target atau dapat dikatakan dosis tersebut sangatlah aman bagi tubuh karena tidak ada perubahan biologis sama sekali. Tetapi pada kurva non-threshold dosis sekecil apapun ternyata menunjukkan respon perubahan biologis. Kurva threshold dan nonthreshold ini juga dapat membentuk garis linier atau non-linier.
Gambar 6 Kurva
Gambar 7 Kurva
threshold dalam bentuk liner dan non-linier
non-threshold dengan garis linier dan non-linier
Kurva ini jarang digunakan untuk menggamabarkan hubungan dosis-respon individu, tapi digunakan untuk melihat kondisi epidemic suatu populasi yang terkena paparan dosis tinggi. 8. 4.
Periode Laten dan Perbaikan Sel
Periode laten adalah jarak waktu dari terjadinya paparan hingga munculnya manifestasi klinis. Periode ini bervariasi sesuai dengan besarnya paparan dan jaringan yang terpapar, mulai dari hitungan jam hingga tahun. Tetapi kita tidak dapat menarik kesimpulan suatu penyakit disebabkan hanya karena paparan radiasi saja, karena biasanya menifestasi tersebut merupakan penyakit dengan etiologi multi-faktor. Tidak semua perubahan biologis itu bersifat permanen, tergantung dari jangka waktu, dosis, dan sensitivitas jaringan. 8. 5.
Estimasi resiko
Tidak ada cara yang efektif untuk menentukan suatu kanker terjadi karena radiasi atau bukan, jadi kita harus melihat dosis yang dipaparkan pada suatu populasi dengan membandingkan dengan angka kejadian kanker di populasi tersebut. Hasilnya akan dibandingkan dengan jumlah orang yang tidak terkena radiasi per angka kejadian kanker di populasi lain. Perbedaan diantara keduanya akan menghasilkan faktor risiko. Faktor risiko dinyatakan dengan perbandingan kasus kematian dengan suatu penyebab per satu juta orang. Estimasi dihasilkan dari angka kejadian kanker seluruh tubuh per satu juta orang yang diperiksa kesehatan giginya. 9.
Kepekaan jaringan
Kepekaan jaringan terhadap radiasi ionisasi sangat beragam. Jumlah radiasi yang dapat menyebabkan kerusakan juga sifatnya sangat beragam. Efek radiasi pada beberapa jaringan dan organ menyebabkan manifestasi yang langsung dapat diketahui, seperti radiasi pada jaringan hematopoetic dapat memberikan dampak terhadap petumbuhan leukimia, atau paparan terhadap
matahari dapat menyebabkan kanker kulit. Dosis radiasi yang sama dapat memberikan efek yang berbeda pada tipe sel yag berbeda walaupun dalam satu orgaisme. Sel yang masih muda, cepat membelah, dan belum berdifernsiasi, seperti sel yang ditemukan pada abdomen ibu hamil, lebih berifat radiosensitif dibandingkan sel yang lebih tua. Umur sel dapat mempengaruhi senitifitas
sel
terhadap
paparan
radiasi..
kelompok
jaringan
dan
organ
menurut
kesensitifitasannya dapat dilihat pada tabel berikut. High sensitivity
Intermediate sensitivity
Low sensitivity
Organ limfoid
Fine vasculature
Kelenjar saliva
Sumsum tulang
Kartilago
yang
sedang Paru
tumbuh Testis
Tulang yang sedang tumbuh
Ginjal
Intestinum
Hati
Kulit
Lensa optik
Kornea
Sel otot Neuron
9. 1.
Organ Kritis
Beberapa jaringan dan organ dikategorikan sebagan organ kriti karena mereka mendapatkan paparan radiasi yang lebih banyak dibandingkan dengan bagian lainnya ketika sedang dilakukan dental radiography. Jaringan dan organ kritis, beserta resiko yang potensial terjadi antara lain kulit, carcinoma; tiroid, carcinoma; lensa mata, katarak; jaringan hematopoetik, leukimia; jaringan genetik, mutasi defek kon genital.
9. 2.
Latar Belakang Radiasi
Latar belakang radiasi merupakan radiasi ionisasi, yang pada lingkungan dapat berasal dari alam ataupun buatan. Radiasi alami yang berasal dari alam selalu ada di muka bumi, namun sumber radiasi artifisial telah meningkat seiring dengan banyaknya kasus nuklir, ataupun bahan radioaktif yang berasal dari pabrik. Pengetahuan terhadap latar belakang radiasi dapat memberikan manfaat sehingga segala perawatan radiasi yang akan dilakukan pada pasien dapat dilakukan dengan sesuai. Estimasi dosis rata-rata radiasi pertahun yang didapatkan warga US dari alam adalah sekitar 300 mrem (3mSv). Dengan tambahan paparan untuk keperluan medis dan dental maka ditotal menjadi 360 mrem (3,6 mSv).
9. 3.
Dosis Pasien
Radiasi dapat memberikan efek samping, karenanya sebagai klinisi kita harus dapat menggunakan sarana tersebut dengan hati-hati dan sesuati dengan indikasi. Prinsip yang dipakai adalah prinsip ALARA “as low as reasonably achivable”. Paparan yang diberikan harus seminimal mungkin,namun memberikan manfaat diagnostik yang seluas -luasnya Radiasi memang berbahaya dan dapat memberikan efek samping, namun radiasi yang diberikan oleh dental radiography sanga kecil sehingga kecil kemungkinan untuk memberikan dmpak radiasi. Walaupun telah disebutkan bawa dampak radiasi dapat menyebabkan leukimia, namun hal tersebut juga tidak semata karena radiasi namun juga disebabkan oleh faktor lainnya.
Dokter gigi, yang secara langsung berinteraksi dengan radiasi ion level rendah, harus tetap waspada akan terjadinya paparan kronis. Berikut ini merupakan beberapa jaringan yang terkena efek paparan x-ray. Apabila radiasi diberikan dalam jumlah yang tepat, dapat memberikan keuntungan dan apabila diberikan melebihi kapasitas, akan memberikan kerugian. 9.3.1.
Kulit Erythema (kulit kemerahan) merupakan efek yang umum dalam dental radiography dan
bukan merupakan resiko yang besar. Dosis dari kulit memiliki batas tesendiri sebab kulitt mudah berpenetrasi dan dosisi tidak akan masuk ke jaringan yang lebih dalam dan kulit tidak terlalu peka terhadap radiasi dibandingkan dengan jaringan lain. Dosis ambang erythema (threshold erythema dose), jumlah radiasi yang diperlukan hingga menyebabkan erythema pada indivudu yang sangat sensitif adalah 250 R (250 cSv) dalam 14 hari. Erythema dapat terlihat pada pasien yang sedang menjalani terapi radiasi untuk penyembuhan kanker kepala dan leher. Pasien ini menerima dosisi total ebanyak 6000 rad dalam 6 minggu. 9.3.2.
Mata Paparan radiasi pada lensa mata dalam dosis tinggi dapa menyebabkan katarak. Dosis
yang diperlukan untuk menyebabkan katarak berjumlah 200,000 hinggan 500,000 mrem (2000 hingga 5000 mSv), dimana jumlah rata-rata radiasi yang sampai ke permukaan kornea mata pada pemotretan full-mouth sekitar 60 mrem (0,6 mSv). Lensa mata memanng mendapatkan paparan radiasi selama pemotretan intraoral, namun resiko katarak sangat rendah.
9.3.3.
Tiroid Kelenjar tiroid bersifat radiosensitif. Dosis yang diberikan untuk jaringan yang
radiosensitif ini harus diberikan seminimal mungkin, terutama pada anak. 9.3.4.
Sumsum tulang Efek somatik yang paling berbahaya dan berisiko akibat penggunaan dental x-ray adalah
leukimia. Pada pemotretan tersebutm area sumsum tulang yang terkena paparan adalam mandibula, calvarium tengkorak, dan cervical spine. Calvarium dan cervical spine terpapar radiasi dalam pemotretan panoramik. Sumsum tulang pada mandibula dan maxilla merupakan hal yang paling diwaspadai terkena paparn radiasi, namun tetap saja, paparan tersebut hanya mengenai 5% dari total sumsum tulang di seluruh tubuh. 9.3.5.
Gonad Sel reproduksi (sperma dan ovum) bersifat sangat radiosenitif. Sterilisasi karena paparan
akut sangat mustahil. Pada pria diperlukan paparan 400 R dan pada wanita 625 R untuk menjadikan mereka steril. 9.3.6.
Kehamilan Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa sel yang belum bberdiferensiasi, dan
cepat membelah, bersifat sangat radiosensitif. Maka dari itu, pemotretan radiografi pada wanita yang sedang hamil menjadi perhatian. Penemuan terbaru menyatakan bahwa ada kemungkinan terdapatnya hubungan antara paparan x-ray pada area tiroid dapat menyebabkan berat kelahiran rendah. Maka dari itu,
akhirnya ditemukan kerah pelindung bagi pasien yang harus melakukan prosedur pemotretan rutin. 9.3.7.
Karies radiasi Dosis tinggi yang digunakan untuk pengobatan kanker (6000 rad) tidak hanya membunuh
lesi yang ganas, namun juga dapat menyerang jaringan lunak di dalam mulut, mandibula, maxilla, dan kelenjar ludah. Ludah akan menjadi lebih kental, kehilangan fungsi lubrikasi, sehingga menyebabkan xerostomia yang pada akhirnya terjadi rampan karies. Selain itu, hal lain yang perlu diwaspadai adalah terjadiny osteoradionecrosis. Osteoradionecrosis bukan sematamata disebabkan karena paparan yang diberikan, namun juga karena menurunnya resitensi jaringan yang diradiasi.
9. 4.
Dampak radiasi pada tubuh
Ketika seluruh tubuh mendapatkan paparan radiasi dalam jumlah ringan hingga sedan, terjadi perubahan karakteristik. Perubahan klinis yang terjadi berbeda bila dibandingkan dengan paparan radiasi yang diberikan pada suatu jaringan tubuh yang spesifik. 9.4.1.
Sindrom radasi akut dan kronis
Sindrom radiasi akut merupakan kumpulan dari tanda dan gejala yang terjadi pada seorang pasien setelah mendapatkan paparan radiasi pada seluruh tubuhnya. Informasi mengenai sindrom ini didapatkan melalui eksperimen terhadap hewan dan individu yang mendapatkan paparan dari radioterapi, ledakan bom atom, dan kecelakaan radiasi. Berikut ini merupakan hal yang berhubungan dengan paparan radiasi dosis tinggi pada seluruh tubuh. Tabel 5 M anifestasi berdasarkan dosisnya
Sindrom radiasi kronis dapat muncul setelah beberapa tahun setelah paparan awal terjadi. Baik sindrom akut dan kronik dapat terjadi karena akumulasi pada sel somatic atau genetis dalam tubuh pasien. (a)
Periode prodormal
Pada menit pertama hingga beberapa jam pertama setelah terjadinya paparan radiasi sebesar 1,5 Gy ke seluruh tubuh, gejala gangguan pada sistem pencernaan mungkin terjadi. Pasien mungkin mengalami anorexia, nausea, muntah, diare, lemas, dan fatigue. Gejala ini merupakan periode prodormal dari sindrom radiasi akut. Penyebabnya masih tidak diketahui dengan pasti namun diduga melibatkan sistem saraf otonom. Keparahan dan waktu dari onset bergantung pada dosis. (b)
Periode laten
Setelah reaksi prodormal, muncul periode laten dimana tidak terdapat tanda dan gejala kesakitan akibat dari radiasi. Lamanya periode ini bergantung pada dosis. Periode ini dapat terjadi mulai dari hitungan jam atau hari pada paparan supralethal (lebih besar dari 5 Gy) hingga beberapa minggu pada paparan sublethal (kurang dari 2 Gy). Gejala terjadi pada periode laten ketika individu terkena paparan pada area lethal (kurang lebih 2 hingga 5 Gy) atau area supralethal. (c)
Sindrom hematopoetik
Paparan pada seluruh tubuh dengan besar paparn 2 hingga 7 Gy menyebabkan cedera pada stem sel hematopoetik dari sumsum tulang dan limpa. Aktivitas mitosis yang tinggi dari sel ini menyebabkan sumsum tulang menjadi jaringan yang radiosensitif. Beberapa minggu setelah cedera radiasi, timbul infeksi, yang kemudian disusul dengan anemia. Tanda klinis dari sindrom hematopoetik meliputi infeksi, hemorrhage, dan anemia. Pasien dapat selamat dari paparan apabila sumsum tulang dan limpa mengalami perbaikan sebelum pasien mendapatkan satuatau lebih komplikasi. Periodontitis dapat menjadi gerbang masuk bagi mikroorganisme. Disinilah peran seorang dokter gigi mulai dibutuhkan, yaitu untuk menghilangkan sumber infeksi yang ada di dalam mulut pasien. Menghilangkan sumber infeksi, pemberian antibiotik, dann dalam beberapa kasus transplantasi sumsum tulang dapat menyelamatkan pasien dari sidroma radiasi akut. (d)
Sindrom gastrointestinal
Ketika tubuh menerima paparan sebesar 7 hingga 15 Gy, saluran pencernaan dapat mengalami kerusakan yang cukup serius. Kerusakan ini menyebabkan gejala yang disebut sindrom gastrointestinal. Individu yang terkena paparn ini akan mengalami tahap prodormal dalam beberapa jam setelah paparan. Pada hari kelima, tidak terdapat gejala dan keluhan (periode laten) dan pasien merasa baik-baik saja. Jumlah radasi yang dapat menyebabkan sindrom gastrointestinal
(lebih dari 7 Gy) lebih
berbahaya dibandingkan dengan yang dapat menyebabkan sterilisasi dari jaringan pembuat darah. Sindrom ini dapat menyebabkan kematian dalam kurun waktu kkurang lebih 2 minggu, yang disebabkan oleh faktor kombinasi yang melibatkan kehilangan cairan dan elektrolit, infeksi,dan kemungkinan kekurangan nutrisi.
(e)
Sindrom cardiovaskular dan sistem saraf pusat
Paparan yang melebihi 50 Gy dapat menyebabkan kematian dalam k urun waktu 1 hingga 2 hari. Individu yang telah mendapat paparan sebesar ini mengalami kolaps sistem sirkulasi dengan penurunan tekanan darah yang drastis sebelum akhirnya mengalami kematian. Autopsi meunjukkan terjadinya nekrosis pada otot jantung. Korban juga menunjukkan erjadinya stupor intermiten, kehilangan keseimbangan, disorientasi, dan kerusakan sistem saraf. Walaupun mekanisme secara pasti belum dapat dipahami, namun ditinjau dari gejala dapat dikatakan bahwa hal tersebut merupakan dampak dari kerusakan pada neuron dan vaskularisasi otak. Sindrom ini bersifat irreversible dan tampilan klinis dapat terjadi pada rentang waktu dari hitungan menit hingga 48 jam sebelum kematian. Indrom cardiovaskular dan sistem saraf pusat dapat terjadi dengan cepat pada individu yang terkena radiasi bahkan sebelum kerusakan pada sumsum tulang dan gastrointestinal berkembang. Penatalaksanaan dari sindrom ini adalah dengan pemberian antibiotik bila terjadi infeksi atau rendahnya kadar granulosit. Penggantian cairan dan elektrolit dilakukan apabila dibutuhkan. Transfusi darah dilakkukan bila pasien mengalami anemis, dan pemberian platelet mungkin dilakukan untuk mencegah trombosotopenia. Pencangkokan sumsum tulang diindikasikan untuk kembar identik. 9.4.2.
Efek radiasi pada embrio dan fetus
Embrio dan fetus tergolong sangat radiosensitif bila dibandingkan dengan orang dewasa sebab hampir seluruh sel embrio relatif belum berdiferensiasi dan cepat bermitosis. Radiasi prenatal dapat menyebabkan kematian atau kelainan perkembangan yang bergantung pada waktu ketika
radiasi dilakukan. Paparan yang dapat menyebabkan kematian dan kelainan tersebut, jauh diatas jumlah paparan radiasi yang diberikan pada pemotretan dental radiografi. Periode yang dikatakan paling sensitif hingga dapat menyebabkan abnormalitas adalah dalam rentang periode organogenesis, yaitu antara 18 dan 45 hari gestasi. Efek yang terjadi pada warga Jepang adalah ahirnya anak dengan lingkar kepala yang kecil, ataupun retardasi mental. Kelainan lainnya meliputi berat kelahiran rendah, katarak, malformasi genital dan skeletal, dan microphtalmia. Paparan radiasi memang dapat memberikan bahaya terhadap embrio dan fetus, namun jumlahnya lebih kecil bila dibandingkan dengan faktor dan sumber lainnya. Tabel berikut menunjukkan konsumsi rokok dan alkohol selama kehamilan dapat memberikan dampak yang lebih buruk dibandingkan dengan paparan radiasi dengan dosis rendah. Tabel 6 Perbandingan Resiko Selama Masa Kehamilan
9.4.3.
Efek Somatis
Efek somatik merupakan efek yang tampak pada individu yang mendapat paparan radiasi. Hal yang paling penting adalah radiasi yang dapat memicu bahaya kanker. Beberapa lesi merupakan
efek stokastik yang kemungkinan terjadinya bergantung pada dosis yang diberikan, namun keparahan dari penyakit tersebut tidak bergantung dari jumlah paparan radiasi. (a)
Karsinogenesis
Radiasi dapat menyebabkan kanker dengan memodifikasi DNA. Walaupun kerusakan dapat diperbaiki,namun perbaikan yang kurang sempurna dapat diturunkan ke anak dan menyebabkan kanker. Individu yang yang telah terkena paparan radiasi dalam level tinggi, walaupun degan dosis yanng kecil, dapat memicu kanker pada formasi sel tunggal. Tiap jaringan memiliki kerentanan masing-masing dalam memicu kanker. Data dapat dilihat pada tabel dibawah.
Tabel 7 Predileksi Kanker Akibat Radiasi
Mekanisme dari induksi kanker yang disebabkan oleh radiasi ionisai belum dapar dipahami sepenuhnya. Namun nutsi gen merupakan faktor penyebab yang dicurigai. Radiasi bertidak sebagai inisiator, yang pada akhirnya dapat menyebabkan perubahan pada sel. Bukti lain yang
ditemukan adalah bahwa radiasi berperan sebagai promotor, menstimulai sel menjadi multipel dan pada akhinya sel berubah menjadi ganas. Berikut ini merupakan efek somatik dari paparan radiasi pada organ yang terkena pada dental radiography. 1. Hampir semua kanker timbul kurang lebih 10 tahun setelah terjadi paparan 2. Resiko dari paparan yang diterima ketika masih anak-anak cenderung lebih berbahaya 2 kali lipat dibandingkan paparan yang diterima ketika dewasa. 3. Perluasan kanker yang diinduksi oleh paparan radiasi lebih merupakan rasio spontan yang bersifat multipel dibadingkan dengan independen.
(i)
Kanker tiroid
Insidensi terjadinya thyroid carcinoma meningkat pada individu setelah mendapatkan paparan. Namun hanya 10% individu yang mengidap penyakit ini mengalami kematian. Insidensi kanker tiroid spontan yang diakibatkan oleh radiasi 2 hingga 3 kali lebih sering terjadi pada wanita dibandingkan dengan pria. (ii)
Kanker esophageal
Kanker esophageal cenderung jarang terjadi. Perluasan kanke ini biasa diemukan pada korban bom atom di Jepang dan pasien yang telah dirawat dengan radiasi sinar x untuk pengobatan ankylosing spondylitis. (iii)
Kanker otak dan sistem saraf
Pasien yang mendapatkan paparan sinar x untuk kepentingan pemeriksaan diagnostik dalam keadaan utero dan untuk dosis teurapeutik pada masa kanak-kanak menunjukkan terjadinya perluasan sel kanker otak yang bersifat jinak hingga ganas. Pada suatu studi dinyatakan bahwa terdapat hubungan antara intracranial meningioma dan pemotretan medis atau dental radiografi yang pernah dilakukan oleh pasien. (iv)
Kanker kelenjar ludah
Insidensi pasien yang mengalami tumor kelenjar ludah ditemukan pada individu yang sedang melakukan perawatan radiasi pada kepala dan leher, individu yang selamat dari bom atom di Jepang, dan pasien yang terpapar sinar x. Pasien yang terpapar radiasi sebelum menginjak umur 20 tahun cenderung memiliki resiko yang lebih tinggi untuk terkena penyakit ini. namun hanya individu yang mendapatkan paparan dosis parotid sebanyak 50 mGy atau lebih yang menunjukkan korelasi yang signifikan antara dental radiografi dan tumor kelenjar ludah. (v)
Kanker pada organ lainnya
Organ lain seperti kulit, sinus paranasal, dan sumsum tulang juga menunjukkan terjadinya neoplasia setelah terjadinya paparan. Namun mortalitas dan morbiditas yang disebabkan oleh paparan pada kepala dan leher cenderung lebih rendah dibandingkan pada organ-organ yang sebelumnya telah dijelaskan. (vi)
Leukimia
Insidensi leukimia meningkat setelah pasien melakukan radiasi pada sumsum tulang. Individu yang selamat dari serangan bom atom dan pasien yang telah melakukan perawatan radiasi untuk ankylosing spondylitis menunjukkan gelomang leukimia tdak lama setelah mendapatkan
paparan. Individu dibawah umur 20 tahun yang terkena paparan lebih rentan terkena penyakit ini. (b)
Pertumbuhan dan perkembangan
Anak yang terpapar dalam pemboman tersebut menunjukkan tidak sempurnanya proses tumbuh kembang. Mereka mengalami penurunan berat badan, tinggi, dan perkembangan skeletal. Semakin muda mereka terkena paparan, semakin jelas pula efek yang tampak. (c)
Retardasi mental
Otak manusia yang sedang berkembang bersifat radioensitif. Retardasi mental diperkirakan mencapai 4% pada radiasi sebesar 100 mSv yang dilakukan pada minggu ke 8 hingga 15 gestasi. Hal tersebut disebabkan karena pada masa ini terjadi produksi neuron yang cepat dan bermigrasinya sel neuron imatur tersebut ke korteks serebral. Namun paparan pada embrio dari dental radiografi, dengan menggunakan apron diperkirakan lebih rendah dari 3µSv. (d)
Katarak
Nilai ambang jumlah radiasi yang dapat menyebabkan katarak adala 2 Gy pada dosis yang diberikan hanya dalam sekali paparan, dan 5 Gy pada dosis yang diberikan secara multipel dalam kurun waktu beberapa minggu. Dosis tersebut jauh melebihi dosis yang diberikan pada pemotretan dental radiologi kontemporer. 9.4.4.
RADIASI GENETIK
Mutasi gen
Radiasi dapat menyebabkan kerusakan pada materi genetik sel reproduksi, dan keturunan dari orangtua yang mendapatkan paparan radiasi dapat menerima efek kerusakan. Secara umum, radiasi menyebabkan peningkatan frekuensi mutai spontan. Frekuensi dari mutasi meningkat disebabkan oleh dosis yang diberikan, walaupun dengan dosis rendah. Pria jauh lebih radiosensitif
dibandingkan
wanita.
BAB III
Diskusi
No. Nama (NPM)
Tanya
Nama (NPM)
Jawab
Pada presentasi Orang dewasa dijelaskan bahwa cenderung lebih efek radiasi rendah Adisti
persisten terhadap
Calliandra
radiasi. Tetapi pada
(16011009002
tahap lebih lanjut,
1)
jaringan pulpa dapat
kontinyu pada Jennifer 1
anak usia 8 tahun (160110090031) adalah menutupnya apex pada gigi, apa mengalami fibroyang terjadi pada atrophy orang dewasa? Berapa dosis yang
Milda
Abu Ubaidah
dikeluarkan alat
Ernawati
(dapat dilihat pada
(160110090018)
radiograf pada saat
(16011009002
Tabel 4 pada bab II)
sekali paparan?
2)
2
Dosis pekerja dalam Berapa batas dosis
Milda bidang radiologi
Selvy Chairani
per tahun untuk
Ernawati
3
mencapai 100 mSv, (160110090017)
pekerja di bagian
(16011009002 sekitar 2 kali lebih
radiologi ?
2) banyak daripada dosis
untuk orang normal (50 mSv)
Drg. Lusi :
Sievert dan Greys adalah satuan yang menyatakan besar radiasi yang keluar dari alat, diukur langsung pada badan pasien. Rad adalah satuan yang tertera pada mesin tapi dihitung berdasarkan banyaknya radiasi yang diserap tubuh. Dosis minimum adalah dosis paling kecil yang dapat diterima dan diserap tubuh. Dosis efektif adalah dosis yang dapat diterima dan diserap secara maksimal oleh tubuh. Dosis maksimum adalah dosis paling besar yang dapat diterima dan diserap tubuh.
Riska Mutia (160110090025) :
Sensitivitas sel tubuh terhadap radiasi berhubungan den gan kemampuan regenerasi sel tersebut. Contohnya, sel yang paling sensitive adalah sel darah karena memilihi masa regenerasi yang sangat cepat, sedangkan sel saraf merupakan sel yang paling tidak radiosensitive karena sebagian sel saraf sulit beregenarasi dan bahkan tidak be regeneasi.
/Sheila Dafriza (160110090024) :
Ada dua faktor yang dapat mempengaruhi seseorang bisa terkena efek radiasi atau tidak : 1.
Dosis radiasi, kemampuan penetrasi sinar dan lama paparan
2.
Tergantung dari mahluk yang terkena dosis (manusia atau hewan), tergantung pada masa pembelahan sel, ambang dosis radiasi yang dapat diterima tubuh
Erizka Vidiantari (160110090028) :
Efek radiasi pada dosis tertentu terhadap kulit 2 Gy
Erythematous
3-8 Gy
Kerontokan rambut dan exfoliasi dalam waktu 3-6 minggu
2-12 Gy
50 Gy
20 Gy
Kulit melepuh, radang, bernanah, erosi Terjadi nekrosis dalam waktu 10 minggu Terjadi nektosis dalam waktu 3 minggu
Adapun dosis 0,5 Gy pada mata dapat menyebabkan katarak.
