MAKALAH
INSTRUMENTASI NUKLIR
KAMERA GAMMA
Oleh : 1. Te Tedy dy Tri Tri Sap Saput utro ro 2. Agus Agusti tin n Nurc Nurcah ahya yani ni 3. Pram Prambu budi di Wica Wicaks kson ono o 4. Guna Gunawa wan n Satr Satrio io Pra Prato tomo mo 5. Muha Muhamm mmad ad Syam Syamsu sudi din n
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2009
BAB I PENDAHULUAN 1 .1 Latar belakang Kedokteran Nuklir
Kedokteran Nuklir didefinisikan sebagai suatu praktek yang menjadikan pasien mengand mengandung ung radioakt radioaktif if untuk untuk keperlu keperluan an diagnos diagnosis is dan terapi. terapi. Bahan Bahan radioak radioaktif tif yang yang biasa biasa disebut radionuklida atau radiofarmaka diinjeksikan kedalam tubuh pasien (secara internal), atau dicampurkan ke cairan organ tubuh yang diambil keluar tubuh (secara eksternal). Kedua cara tersebut dinamakan dinamakan teknik in vivo dan in vitro. Dalam pemeriksaan kedokteran kedokteran nuklir, radioisotop yang masuk kedalam tubuh, atau cairan tadi dimonitor dari luar dengan peralatan yang disebut instrumentasi kedokteran nuklir. Ada 2 jenis instrumentasi nuklir yakni keperluan diagnosis dan keperluan terapi. Dalam kasus ini, kamera gamma dapat digolongkan sebagai instrumentasi nuklir jenis yang pertama. Untuk kepentingan diagnosis, ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan yaitu (gelombang elektromagnetik) elektromagnetik) muncul dari elektron energi energi tinggi dengan positron 1. Foton (gelombang yang kemudian menimbulkan peristiwa annihilasi dan menghasilkan sinar gamma yang dapat dideteksi dengan alat dari luar. Pada radionuklida tertentu pancaran yang dideteksi adalah sinar X dalam energy antara 50 – 300 keV 2. Umur paroh bahan nuklida radioaktif yang digunakan berkisar antara beberapa menit
hingga mingguan. Pada umumnya diinginkan untuk tinggal sebesar 5 rad pada organ target setelah proses diagnosis 3. Perangka Perangkatt instrume instrumentas ntasii nuklir nuklir harusla haruslah h bisa melakuk melakukan an diskrim diskriminas inasii dan memilih memilih
informasi yang hanya berasal dari radiasi gamma primer, selain itu harus digunakan
detector detector yang memilik memilikii respon respon tinggi tinggi pulsa pulsa yang yang berbandi berbanding ng lurus lurus terhadap terhadap energi radionuklida yang dideteksi. 4. Sistem instrumentasi instrumentasi yang yang digunakan digunakan haruslah memiliki memiliki unjuk unjuk kerja yang bagus bagus meliputi low noise, linear, akurasi tinggi, respon energi linear, sensitivitas yang tinggi, bandwidth lebar Radiofarmaka
Radiofar Radiofarmak makaa yang banyak banyak digunaka digunakan n adalah adalah Tc-99m. Tc-99m. Pengguna Penggunaann annya ya berkemb berkembang ang pesat sejak tahun 1961, karena ditunjang oleh beberapa kelebihan sifat inti radionuklida tersebut yakni : pemancar gamma murni dan tunggal, energinya memadai untuk deteksi (140 keV) dan umur paruhnya pendek, yaitu 6 jam. Beberapa contoh penggunaannya adalah sebagai berikut: 1) Tc-99m sulfur koloid, untuk pemeriksaan jantung, hati dan limpa. 2) Tc-99m diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA), untuk pemeriksaan otak. 3) Tc-99m sodium tripoliphospate (STPP), untuk penatahan tulang.
Radionuklida 1-123 juga banyak dipilih untuk imaging Merupakan pemancar gamma dengan umur paruh 13 jam, sehingga sangat cocok untuk studi dalam waktu yang tidak terlalu pendek. Imaging dengan kamera gamma cukup jelas karena energi gamma yang dipancarkan optimal yaitu 159 keV. Keuntungan lain ialah mudah berikatan dengan antibodi, sehingga sangat baik untuk menanda antibodi pada pelacakan kanker.
I.2 Batasan Masalah
Ruang lingkup pada pembuatan makalah ini dibatasi pada aplikasi Kamera Gamma dalam bidang kedokteran nuklir serta jenis - jenis kamera gamma lain yang dijelaskan secara singkat.
1.3 Tujuan
1. Mempelajari Mempelajari prinsip kerja Kamera Gamma. 2. Mengetahui Blok diagram Kamera Gamma
3. Menge Mengeta tahui hui Parame Paramete terr – param paramete eterr yang yang memp mempen enga garuh ruhii kerja kerja dari dari kamera kamera gamma. 4. Mengetahui Mengetahui jenis – jenis jenis kamera kamera gamma yang yang umum digunakan. digunakan.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 SEJARAH KAMERA GAMMA
Peralatan Kamera Gamma merupakan alat diagnostik medik yang dapat menghasilkan citra anatomi dan fungsi organ dengan cara mendeteksi berkas radiasi dari radioisotop yang dimasukkan ke dalam tubuh pasien. Rancangan dasar dari kebanyakan kamera gamma yang digunakan saat ini dikembangkan oleh Hal Anger, seorang fisikawan amerika pada tahun 1957. Dan oleh karena itu seringkali disebut dengan kamera anger.[1]. Sebelum itu sistem pencacahan konvesional mulai dikembangkan oleh Copeland dan Benjamin tahun 1949.
2.2 PRINSIP KERJA Blok Diagram
Peralata Peralatan n Kamera Kamera Gamma terdiri terdiri dari 3 bagian bagian utama utama yaitu yaitu bagian bagian deteksi, deteksi, bagian pencitraan dan bagian mekanik. Bagian deteksi terdiri dari detektor Kristal sintilator NaI(Tl), penguat awal dan bagian pengolah sinyal, dari bagian ini dihasilkan sinyal berbobot posisi X, Y dan Z. Bagian pencitraan terdiri dari modul antar muka dan perangkat lunak akuisisi dalam komputer komputer,, bagian bagian ini mengola mengolah h sinyal sinyal masukan masukan menjadi menjadi suatu suatu citra citra obyek. obyek. Sedang Sedang bagian bagian mekanik terdiri dari beberapa sistem mekanik beserta kontrol penggerak mekanik. Blok diagram Kamera Gamma diperlihatkan dalam Gambar 1.
Pemakaia Pemakaian n alat untuk untuk pemerik pemeriksaan saan pasien pasien secara secara ringkas ringkas dapat dapat diterang diterangkan kan sebagai sebagai berikut. Mula-mula pasien dilakukan penanganan klinis sesuai dengan kasus yang dideritanya, kemudia kemudian n pasien pasien ditempa ditempatkan tkan pada pada meja meja pasien, pasien, detektor detektor diarahk diarahkan an kebagia kebagian n organ organ yang diperiksa. Detektor akan mendeteksi zarah radiasi yang dipancarkan oleh isotop yang teraku terakumu mulas lasii dalam dalam organ organ pasien pasien.. PulsaPulsa-pul pulsa sa listr listrik ik yang yang dihas dihasilk ilkan an oleh oleh detek detektor tor akan akan dikuatkan oleh rangkaian penguat awal, oleh bagian pengolah sinyal pulsa tersebut dibobotkan kedalam bentuk sinyal posisi berdimensi X dan Y. Selain itu, pulsa keluaran detektor juga dicek kebenarannya sebagai bobot energi oleh penganalisis tinggi pulsa (Single Chanel Analyzer), sehingga pulsa yang sesuai dengan bobot energi isotop saja yang dilewatkan, oleh teknik logika pulsa ini dibentuk menjadi sinyal Z. Sinyal X, Y dan Z yang dihasilkan,diumpankan ke bagian masukan modul antarmuka pencitraan untuk diubah menjadi sinyal digital agar dapat dipahami oleh perangkat perangkat lunak lunak akuisisi akuisisi pada kompute komputer. r. Hasil Hasil perekam perekaman an data akan dicitrak dicitrakan an oleh perangkat perangkat lunak akuisisi Medicview menjadi menjadi citra citra organ organ pasien, pasien, selanju selanjutnya tnya citra organ organ ini
dilakukan analisis menggunakan studi pasien, pengolahan data citra, penyimpanan file, pelaporan dan pengiriman file kepada dokter maupun bagian lain untuk penanganan lebih lanjut.
2.3 DASAR – DASAR KAMERA GAMMA
Sinar Sinar gamm gammaa dipanc dipancar arkan kan oleh oleh sebua sebuah h nuklid nuklidaa melew melewati ati sebuah sebuah collimator untuk menghasilkan kilatan citra didalam sebuah cakram detector yang dibentuk oleh kristal Sodium Iodide. Sistem Sistem kamera kamera sintilasi sintilasi menentukan menentukan sebuah sebuah lokasi di tiap tiap peristiwa peristiwa sintilas sintilasii
dan
kemudian menghasilkan titik fokus cahaya yang baik pada posisi yang bersesuaian dari tabung sinar sinar katoda. katoda. Gambar Gambar yang yang dihas dihasilk ilkan an
masih masih
memilik memilikii akurasi akurasi dan karakter karakteristi istik k yang belum belum bagus. Ini memerlukan pemrosesan sinyal lanjut yang mampu mampu memper memperbaik baikii distorsi distorsi yang yang terjadi terjadi pada citra sehingga sehingga dihasilkan dihasilkan citra kualitas yang yang bagus. Gambar 9.1 menunjukan bentuk dari citra dalam kristal kamera dengan sintilasi yang dihasilkan dari penyerapan sinar gamma.
Collimat Collimator or terdiri terdiri dari sejumlah sejumlah besar timbal timbal dengan dengan beberap beberapaa lubang lubang paralel paralel yang yang memiliki tampang lintang yang sama. Jumlah sinar gamma yang diterima oleh beberapa daerah kristal secara langsung sebanding dengan jumlah nuklida yang ditempatkan dibawah organ. Karena sinar gamma gamma memancar memancar ke segala arah, maka hanya persentase persentase kecil (biasanya (biasanya 0.01%) dari sinar yang dipancarkan oleh organ tersebut yang mampu dideteksi dan mampu membentuk citra. Sinar gamma yang dipancarkan dari tubuh pasien ditangkap ditangkap oleh kristal-kristal kristal-kristal sintilasi berdiam berdiameter eter besar besar (NaI(Tl)) (NaI(Tl)) setelah setelah melalui melalui suatu suatu kolimat kolimator. or. Guna Guna kolimato kolimatorr adalah adalah untuk untuk
memberikan penajaman pada citra karena hanya melewatkan sinar gamma yang searah dengan orientasi lubang kolimator dan menahan gamma hamburan. Sedangkan shield timbal menjamin hanya sinar gamma yang datang dari tubuh pasien saja yang dideteksi. Ketika suatu photon gamma berinteraksi dengan kristal sodium iodida yang diaktivasi oleh Thallium (NaI(Tl)) maka fluorescent light dihasilk dihasilkan an pulsa pulsa pancara pancaran n cahaya cahaya ( fluorescent ) pada pada titik interaksi interaksi yang yang intensit intensitasny asnyaa
sebanding dengan energi sinar gamma. Pulsa pancaran pancaran cahaya cahaya tersebu tersebutt kemudian kemudian dideteksi dideteksi dan dikuatk dikuatkan an oleh oleh setiap setiap PMT sepanjang permukaan belakang kristal, dimana tabung dengan jarak terjauh menerima cahaya lebih kecil dari pada tabung yang terdekat Efisiensi kristal ini untuk mendeteksi sinar gamma dari xenon 133 (81 keV) dan technetium 99m (140 keV) adalah mendekati 90%, artinya hanya 10% dari foton gamma yang melalui kristal yang tidak menghasilkan suatu pulsa cahaya. Posisi dari kilatan cahaya ditentukan dengan melihat bagian belakang kristal yang terdiri dari Photomu Photomultip ltiplier lier tubes (PMT). (PMT). Kamera Kamera gamma gamma komersi komersial al mengguna menggunakan kan 37 PMT yang disusun sedemikian rupa seperti ditunjukkan pada gambar 9.2.
optical coupling coupling PMT Sebuah Sebuah pipa cahaya cahaya transpar transparan an disediak disediakan an untuk untuk optical PMT ke krist kristal. al.
Karakteristik optik dari pipa cahaya tersebut memiliki pengaruh yang sangat penting dalam resolusi kamera dan keseragaman medan. Pulsa arus keluaran dari tiap – tiap PMT diterapkan ke masukan tiap – tiap preamplifier yang memperkuat dan membentuk pulsa sebelum dikirim untuk pemrosesan lebih lanjut. Sinyal keluaran preamplifier adalah tegangan yang memiliki tinggi pulsa yang sebanding dengan arus dari PMT dan energy radioaktif yang masuk ke detektor. Lintang sinyal diset pada level ambang sebagai umpan pada summing ampllifiers yang merubah sinyal tersebut tersebut menjadi empat empat posisi koordinat koordinat sinyal yakni X+ , X-, Y+, Y- dan sinyal energi total ZT juga dibuat dibuat untuk menormalisas menormalisasii sinyal – sinyal sinyal tampilan tampilan (±X ,±Y) sehingga citra organ yang ditampilkan pada layar benar – benar replica dari organ asal. Akuisisi citra static pada kamera gamma analog digambarkan sebagai berikut : misalkan pada koordinat X,Y (45,18) ada pulsa dengan cacah sama dengan N. Sinyal – sinyal tersebut dilewatkan pada rangkaian ADC. Bilangan desimal 45 dan 18 dikonversikan ke bilangan digital sehingga posisinya dapat dipastikan pada system video display dan apabila terjadi pulsa – pulsa diposisi koordinat 48,18 pada kristal maka hasil cacahnya diakuisisi di lokasi yang sesuai pada layar display. Sinyal koordinat X dan Y dapat langsung dikirim ke peralatan penampil gambar atau direkam oleh komputer, sedangkan sinyal Z diolah oleh penganalisis tinggi pulsa (PHA). Titik cahaya dapat dimunculkan pada layar monitor hanya apabila pulsa energinya ada pada daerah jendela yang diatur sebelumnya ( preset window) dari PHA dengan koordinat titik cahaya ditentukan oleh sumbu X dan Y.
2.4 SISTEM KOMPUTER KAMERA GAMMA
Didalam kamera gamma proses pembuatan citra juga dilakukan secara komputerisasi. Untuk itu sebeum sinyal – sinyal (digital) dimasukkan ke dalam Sistem Komputer. Terlebih dahulu dahulu diolah diolah dan dikoreks dikoreksi. i. Sebelum Sebelumnya nya sinyal sinyal – sinyal sinyal analog analog dikonve dikonversik rsikan an ke digital digital menggunakan rangkaian ADC. Dengan pemakaian kolimator untuk mengarahkan foton gamma perlu dilakukan koreksi spasial dan koreksi energi (oleh adanya scattering bahan kolimator dan resolusi). Untuk itu sinyal – sinyal X, Y dan Z dilewatkan pada rangkaian S patial Linearity Correction dan Energy Correction Logic. Selanjutnya untuk normalisasi sinyal – sinyal X dan Y
dilakukan dengan menggunakan pulsa pengendali energi Z. Dengan integrasi sistem komputer ke dalam kamera gamma maka computer juga dapat dimanfaatkan sebagai sistem pengendalian proses (otomatis), akusisi data, sekuensial pemrosesan data, kalkulasi data, penyimpanan data, dan penampilan data ( display )
2.5 ANTARMUKA KOMPUTER
Seperti yang telah didiskusikan sebelumnya, 3 pulsa didapat dari interaksi foton gamma di kamera gamma. Pulsa X dan Y tergantung pada lokasi interaksi dan pulsa Z ph yang sebanding dengan energi total yang terkumpul di kristal. Antarmuka terdiri dari dua ADC yang mampu mengkonversikan dengan cepat pulsa analog ke bentuk digital untuk mengurangi waktu mati sehingga mampu meminimalisasi distorsi citra pada laju cacah tinggi. Sinyal Z digunakan untuk mengendalikan mengendalikan transmisi transmisi sinyal – sinyal tersebut ke komputer. komputer. Pada umumnya digunakan digunakan ADC 8-10 bit untuk membangkitkan citra pada elemen matriks dengan kemampuan 256 x 256 piksel.
2.6 KENDALI MUTU KAMERA GAMMA
Unjuk kerja kamera gamma secara umum dinilai dari sensitivitas sistemnya, resolving time, keseragaman keseragaman medan medan dan resolusi spasial. spasial. Kolimator Kolimator kamera, mempunyai mempunyai pengaruh pengaruh yang yang
signifikan pada efisiensi dan resolusi spasial.
Sensitifitas.
Sensitif Sensitifitas itas atau atau efisien efisiensi si kamera kamera mendete mendeteksi ksi foton foton radiasi radiasi adalah adalah paramete parameterr yang yang menunjukkan kemampuan kamera mendeteksi radiasi gamma untuk berbagai jenis kolimator yang dinyatakan dalam satuan cpm/ µ Ci. Ci.
Sensitifitas kamera yang diatur dengan menghitung efisiensi dari komponen kamera didefinisikan didefinisikan sebagai banyaknya banyaknya cacahan per detik yang diperoleh diperoleh sistem kamera gamma gamma dari masing – masing satuan aktivitas yang diketahui. Kepekaan bergantung pada efisiensi geometris dari kolimator, efisiensi Kristal, dan lebar jendela penganalisa tinggi pulsa. Kebanyakan kamera gamma yang menggunakan Kristal mempunyai ketebalan sekitar 9,5 mm. Bagian dari foton interaksi interaksi yang yang diserap diserap berbanding berbanding terbalik dengan respon energi energi foton (atau efisiensi Kristal). Kristal). Untuk laju cacah yang diinginkan diinginkan maka dapat dapat digunakan sumber sumber radionuklida yang memiliki energi yang lebih besar dan jumlah radioaktivitas yang lebih besar untuk diterapkan kepada pasien. Namun untuk meminimalisir dosis radiasi, radionuklida yang menghasilkan sinar gamma dibawah 300 keV lebih banyak digunakan karena kamera gamma memiliki efisiensi cacah yang lebih tinggi dalam rentang ini. Kepekaan Kristal kamera gamma terhadap energy sinar gamma ditunjukkan dalam gambar 9.5
sensitifitas kamera gamma dipengaruhi oleh beberapa faktor,yaitu : •
Resolusi sistem kamera
•
Performance Kristal NaI(Tl)
•
Jenis kolimator yang digunakan.
Resolving Time
Pada tingkat aktifitas yang sangat rendah, cacahan yang dihitung pada tiap satuan waktu akan berbanding lurus dengan jumlah aktifitas. Ketika intesitas sinar gamma meningkat maka kebolehjadian kebolehjadian 2 foton foton tiba pada pada waktu waktu
yang samapun samapun akan akan meningkat, meningkat, hal ini ini akan
menghasilkan 2 kilatan cahaya dalam Kristal yang overlapping sehingga diinterpretasikan oleh sistem sebagai 1 foton dengan dengan energi yang lebih tinggi. tinggi. Hal ini akan ditolak oleh penganalisa penganalisa tinggi pulsa. Waktu mati elektronik dengan nilai tertentu akan menyebabkan hilangnya sejumlah cacahan. Sedangkan Pada laju cacah yang tinggi akan menghasilkan pergeseran baseline yang membuat beberapa pulsa jatuh di luar window PHA sehingga pulsa tersebut diabaikan oleh sistem. Disamping hilangnya hilangnya cacahan cacahan pada laju cacah cacah input input yang yang lebih lebih tinggi, tinggi, Kamera gamma akan mengalami penurunan unjuk kerja,khususnya dengan memperhatikan faktor keseragaman medan dan karekteristik resolusi citra yang dihasilkan .
Keseragaman
Idealnya kamera gamma memiliki keseragaman respon yang sama diseluruh permukannya. permukannya. Namun dalam kenyataanya, kenyataanya, terkadang terkadang beberapa keseragaman keseragaman sistem bervariasi bervariasi berkisar antara 15% dari keseluruhan Kristal. Distribusi cacah (seperti cacah per satuan luas) sebagai respon atas suatu perubahan secara terus menerus pada keseragaman gamma, tergantung pada factor factor tanggapa tanggapan n Kristal, Kristal, linerita lineritass dan kelurusa kelurusan n ruang ruang fotopeak . Untuk Untuk mempero memperoleh leh kualitas kualitas unjuk unjuk kerja yang baik
dari dari sistem, maka perlu perlu dilakuk dilakukan an koreksi koreksi pada energi energi dan
ketidakseragaman ketidakseragaman aliran aliran medan. Suatu metoda metoda koreksi keseragaman keseragaman yang paling paling sederhana sederhana yaitu dengan membagi permukaan kamera kedalam kotak persegi empat kecil – kecil secara elektronik. Sebuah lokasi memori pada komputer berhubungan dengan setiap kotak tersebut.
Kepekaan relatif dari tiap – tiap kotak, diukur dengan menghadapkan kamera pada sinar gamma yang seragam. Akumulasi cacahan dalam lokasi memori sebanding dengan efisiensi relatif dari masing-masing kotak. Dengan membandingkan hasil cacahan pada seluruh kotak diperoleh nilai keseragaman dari kamera secara keseluruhan. Resolusi Energi
Resolusi energi adalah kemampuan system untuk mencegah/menolak peristiwa hamburan foton.Hal ini berpengaruh pada spectrum energi puncak.Pancaran energi ini digambarkan sebagai FWHM dari puncak energy foton dan diukur dengan satuan energy. Penyebab sebaran tersebut adalah flktuasi intrinsic pancaran foton dari waktu ke waktu,efisiensi pengumpulan foton dan pelipatan electron di dalam tabng PMT sendiri.Adanya penurunan tingkat resolusi energy dapat disebabkan karena kondisi Kristal sintilator,kopling optis atau perubahan penguatan PMT.Penetuan parameter ini dilakukan sebagaimana dilakuka pada system cacah konvensional. Ketika sinyal energy diumpankan pada MCA,MCA dapat dengan mudah mencari kanal photopeak dan dan penyebaran energy pada setengah nilai cacah puncak.Perbandingan antara nomor kanal FWHM dengan nomor kanal puncak dikalikan 100 merupakan persentase dari resolusi energy. Jika tidak tersedia MCA dapat digunakan single chanel Analyzer dengan lebar window tertentu atau sekitar 1 persen untuk menggambarkan sebuah puncak energy. Kesamaan Aliran medan
Pegertian dari parameter ini adalah variasi atau respon system ketika Kristal sintilator terpeng terpengaruh aruh oleh fluks fluks radiasi radiasi gamma.k gamma.keser eseragam agaman an input, input, yang disebabk disebabkan an oleh oleh peletak peletakan an
sumber yang kuat di atas permukaan detector atau dengan menirukan input yang seragam dengan sebuah sumber radioaktif kuat dengan jarak lebih besar dari 5x diameter detector.
Ukuran Derajat ketidaksamaan disebut sebagai Kepadatan Cacah (CD). CD diukur pada seluruh bagian permuakan permuakan kristal sintilator. sintilator. Aliran gambar direkam dan kepadatan kepadatan cacah pada lokasi yang berbeda diperhitungkan. Nilai maksimum dan minimum dari CD dapat diperoleh. Integral ketidaksamaan dirumuskan sebagai berikut:
Semakin kecil nilai integral kesamaan menunjukkan semakin baik spesifikasi dan kualtas system. Untuk memperkirakan variasi cepat spasial dalam CD,digunakan sebuah parameter yang disebut disebut kesamaan kesamaan diferens diferensial ial
Paramet Parameter er ini menyoroti menyoroti kemungkina kemungkinan n terburu terburuk k paramet parameter er
ketidaksamaan pada jarak yang pendek.Kesamaan diferensial menyatakan ketidaksamaan
maksimum dalam jendela spasial yang sejajar dengan sumbu Y atau sumbu X detector.Daerah window meliputi jarak yang kecil atau sekitar 10% dalam sumbu X dan Y.Persamaan DU adalah
Di mana CD high dan CD low adalah kepadatan densitas rendah dan tinggi dalam daerah window.Parameter tersebut menyatakan perbedaan nilai tertinggi antara posisi yang berbeda pada window. Perkiraan atas kesamaan aliran medan dengan atau tanpa kolimator dapat digunakan untuk mengetahui mengetahui cacat pada kolimator kolimator atau kerusakan kerusakan pada kolimator.Test kolimator.Test yang sama dapat juga digunakan untuk mengetahui kepekaan dalam penguatan PMT. Resolusi Spasial
Resolusi Spasial adalah kemampuan kamera untuk memproduksi citra distribusi radionu radionuklid klidaa dari dari organ organ yang yang diamati diamati secara secara detail. detail. Resolusi Resolusi kamera kamera sangat sangat dibatasi dibatasi oleh karakteristik kolimator, hamburan dan kemampuan sistem untuk menentukan secara akurat titik – titik titik
di dalam Kristal, Kristal, dimana dimana terjadi terjadi peristiw peristiwaa sintilas sintilasi. i. Ketika Ketika energy meningka meningkat,pr t,proses oses
kolimas kolimasii menjadi menjadi semakin semakin sulit. sulit. Maka Maka septa septa (panjang (panjang lubang lubang kolimato kolimator) r) harus harus cukup cukup tebal, sehingga sehingga dihasilk dihasilkan an lebih lebih sedikit sedikit lubang lubang per unit luas untuk untuk mengant mengantisip isipasi asi pertamb pertambahan ahan penetrasi septal oleh sinar gamma berenergi tinggi. Untuk memperoleh resolusi yang baik, maka keluaran Signal to Noise Ratio (SNR) dari PMT yang yang terlet terletak ak jauh jauh dari dari temp tempat at sintil sintilasi asi akan akan menja menjadi di tingg tinggi. i. Perban Perbandin dingan gan terseb tersebut ut tergantung pada jumlah cahaya yang dipancarkan oleh Kristal. Foton dengan energi dibawah 70 keV, tidak menghasilkan cahaya yang cukup dan oleh karena itu resolusinya menurun. Diatas energi 70 keV- 250keV, resolusi meningkat secara terus-menerus. Melebihi batas ini, kinerja sistem akan mulai menurun lagi karena kolimasi yang buruk dan pertambahan absorbsi oleh
hamburan Compton (Pada eksperimen gamma satu atau dua interaksi Compton diikuti oleh interasi fotolistrik) Secara teoritis, resolusi sistem dapat ditingkatkan dengan menambah banyaknya tabung photomultiplier yang digunakan untuk mendeteksi cahaya yang timbul dalam kristal. Namun, peningkatan dalam photomultiplier menambah rumit sistem dan biaya operasionalnya. Resolusi kamera gamma dapat dengan mudah dilakukan dengan membuat citra suatu Bar Phantom tanpa tanpa kolimator kolimator (Resolusi intrinsic intrinsic = R i) atau dengan kolimator (Resolusi Ekstrinsik = Rc ) yang disebut Line Spread Function (LSF).Untuk membuat citra tersebut ditempatkan sumber titik di depan permukaan kamera.Data Resolusi dipresentasikan dalam bentuk unjuk kerja bar phantom dalam bentuk FWHM pada garis line spread ,yang hasilnya ditunjukkan pada gambar 75.
Resolusi FWHM dalam mm dihitung dari persamaan,sbb : R = FWHMmm = Jumlah kanal yang terdapat dalam FWHM x K Dimana K = Faktor kalibrasi mm/kanal
Sehingga FWHM dapat ditulis : FWHMmm = (N2 – N1) x K
Resolusi Resolusi FWHM sistem sistem kamera kamera merupak merupakan an gabungan gabungan resolusi resolusi intrinsi intrinsicc (R i) dan Resolu Resolusi si Ekstrinsik (R c). Selanjutnya resolusi sistem ditentukan dengan persamaan : 2
2
2
RS = RC + RI
Dimana RC = Resolusi Kolimator RI = Resolusi Intrinsik Penentuan resolusi kamera gamma secara langsung bisa juga dilakukan dengan cara praktis,yaitu denngfan melihathasil citra yang diperoleh dengan menempatkan sumber radiasi di depan kamera sejauh 5x diameter detector (2.5 – 4 meter) dan meletakkan phantom di depan detector detector.Bag .Bagian ian terkecil terkecil dari gambar gambar citra citra garis garis – garis garis phantom phantom yang masih masih terlihat terlihat jelas pemisahannya satu dengan yang disebelahnya,dianggap sebagai resolusi kamera (dalam mm).
Nilai resolusi intrinsic R i akan semakin baik dengan semakin bertambahnya jumlah PMT atau dengan dengan semakin semakin tingginy tingginyaa energy energy foton foton gamma gamma yang yang digunak digunakan an (sumber) (sumber),, sementar sementaraa resolusi ekstrinsik akan semakin baik dengan semakin banyaknya lubang kolimator dan semakin panjang lubang tersebut.
Distorsi Spasial
Koordinat posisi citra dihitung oleh decoder dari beberapa kejadian kesalahan acak dan kesalahan sistematik. Karena itu, hal tersebut dicitrakan pada lokasi yang salah di dalam citra akhir. Salah Satu contoh adalah tekanan yang progresif dari koordinat pada peristiwa sekeliling dalam dalam kaita kaitan n pada pada sudut sudut ruang ruang yang yang lebih lebih kecil kecil yang yang dicap dicapai ai oleh oleh syste system m penga pengarah rah foto. foto. Ketidaklurusan mengenai ruang juga dihubungkan dengan tanggapan sudut ruang itu dari cahaya ruang dari tiap tabung dan koreksi pada penerusan cahaya yang nyata. Penyimpangan diukur dengan gambar suatu set sumer garis sejajar atau pola sejajar. Count-rate Loss
Laju cacah yang ditunjukkan oleh pembacaan kamera gamma mempunyai hubungan yang non linier terhadap intensitas atau aktifitas radiasi sumber yang datang pada
detector.Semakin tinggi laju cacah maka respon kamera tidak lagi linier dan pada suatu nilai laju cacah cacah yang yang tinggi tinggi,ka ,kame mera ra tidak tidak mamp mampu u lagi lagi menc mencata atatt semua semua cacah cacah yang yang timbu timbul.H l.Hal al ini disebabkan karena adanya factor DEAD Time pada sistem detector.Untuk lebar window pada SCA sebesar 10%,pada laju cacah cacah di atas 50 kcps terjadi penurunan respon.Jika respon.Jika terlalu banyak kehilangan laju cacah teramati,dapat menurunkan kualitas citra.Oleh karena itu,kamera hendaknya dioperasikan pada laju cacah di bawah 50 kcps.Hubungan antara laju cacah tercatat terhadap laju cacah sesungguhnya adalah sebagai berikut :
Dimana : R = Laju cacah terbaca N = Laju cacah sesungguhnya =
Dead Dead Time Time
waktu mati detector dapat ditentukan dengan melakukan pencacahan menggunakan 2 sumber sumber radiasi yang berbeda berbeda aktivitasn aktivitasnya.L ya.Laju aju cacah dicatat dicatat untuk pemakaian pemakaian sumber sumber ke-1 saja,kemudian sumber ke-2 saja dan kedua sumber secara bersamaan.Waktu mati detector adalah :
2.7 JENIS-JENIS KAMERA GAMMA
1. Kamera Gamma Tipe Removeable Removeable Plug Plug Kamera tipe ini termasuk yang sederhana dan cocok untuk penyinaran yang searah. Kamera ini dapat digunakan untuk aktivitas sampai dengan 2 curie untuk sumber Co-60 dan 100 curie untuk Ir-192. Pada saat kamera ini digunakan, maka sumber kamera yang berbentuk konis dapat diangkat keatas sehingga radiasi akan keluar. Kamera ini juga dapat digunakan untuk teknik penyina penyinaraan raan panoram panoramik, ik, dengan dengan mendoron mendorong g sumber sumber keluar keluar kamera kamera dengan dengan bantuan bantuan sebuah sebuah graduate rod. 2. Kamera Kamera Gamma Gamma Tipe D Kamera ini termasuk tipe shutter berputar dan cocok digunakan untuk radiografi pipa-pipa dengan teknik double wall single image. Kamera ini tersedia untuk aktivitas diatas 7,5 curie untuk Ir-192 atau 1 curie Cs-137. Kamera tipe ini dapat ditempelkan pada pipa yang akan diradiografi dengan menggunakan rantai pengikat dan dapat diputar ke berbagai posisi yang diinginkan bila diperlukan. Bila kamera kamera akan digunaka digunakan n maka maka silinder silinder pemegan pemegang g sumber sumber dikeluar dikeluarkan kan dari posisi posisi shielding dengan dengan memutar memutar operatin operating g handle. handle. Posisi Posisi sumber sumber harus harus berada berada ditenga ditengah-te h-tengah ngah
shielding bila digunakan.
3. Kamera Gamma model Torch Kamera tipe ini mempunyai bentuk yang sangat sederhana dan umumnya digunakan untuk meradiografi las pada jaringan pipa dan konstruksi lainnya. Pada saat kamera digunakan maka torch torch dikeluar dikeluarkan kan dari dalam dalam kamera kamera dan kemudian kemudian diletakkan diletakkan pada shielding shielding holder holder yang ditempelkan pada pipa yang akan diradiografi. Shielding yang terdapat pada torch berfungsi
sebagai pengaman atau pelindung bagi operator saat bekerja. Kamera model torch ini tidak direkomendasikan oleh standard internasional dan bahkan dilarng penggunaannya oleh banyak standard nasional. Kamera ini didesain untuk sumber dengan aktivitas kecil.
4. Kamera Gamma Radiografi Remote Kontrol
Kame Kamera ra tipe tipe ini ini dapa dapatt dioper dioperasi asika kan n dari dari jarak jarak agak agak jauh jauh dari dari posis posisii kamer kamera, a, sehin sehingg ggaa penggunaan kamera jenis ini lebih aman dibandingkan dengan kamera jenis lainnya. Selain itu, kamera kamera ini sangat sangat cocok cocok digunaka digunakan n untuk untuk sumber sumber dengan dengan aktivita aktivitass yang besar, dan dapat dapat digunakan untuk aktivitas sampai dengan 500 curie untuk Ir-192 dan Co-60.
BAB III KESIMPULAN 1. Peralatan Kamera Kamera Gamma terdiri terdiri dari 3 bagian utama utama yaitu bagian bagian deteksi, deteksi, bagian pencitraan pencitraan dan bagian mekanik. Bagian deteksi terdiri dari detektor Kristal sintilator NaI(Tl), penguat awal dan bagian pengolah sinyal, bagian mekanik terdiri dari beberapa sistem mekanik beserta kontrol penggerak mekanik dan bagian pencitraan adalah display sistem. 2.
Prinsip kerja kamera gamma berdasarkan interaksi gamma dengan materi,dimana sumber gamma yang telah diinjeksikan ke dalam organ dideteksi oleh detector sintilasi untuk kemudian diolah oleh sistem menjadi citra.
3. Unjuk kerja sistem dipengaruhi oleh : Sensitivitas sistem, Resolving Time, Keseragaman,
Resolusi Energy, dan Distorsi Spasial. 4. Sensitivitas Sensitivitas kamera diatur diatur dengan menghitung menghitung efisiensi efisiensi dari komponen komponen kamera kamera - didefinisikan didefinisikan sebagai banyaknya cacahan per detik yang diperoleh sistem kamera gamma dari masing – masing satuan aktivitas yang diketahui. 5. Resolving time dengan nilai tertentu akan menyebabkan hilangnya sejumlah cacahan. Semakin
tinggi resolving time,maka semakin buruk unjuk kerja sistem. 6. Keseragaman adalah Distribusi cacah (seperti cacah per satuan luas) sebagai respon atas suatu
perubahan secara terus menerus pada interaksi gamma, tergantung pada factor tanggapan Kristal, lineritas dan kelurusan ruang fotopeak .Semakin .Semakin tinggi keseragaman sistem,semakin baik unjuk kerja sistem.
7. Resolusi energy energy adalah kemampuan kemampuan system system untuk mencegah/me mencegah/menolak nolak peristiwa peristiwa hamburan hamburan foton.hal ini berpengaruh pada spectrum energy puncak.Semakin besar resolusi energy sistem,semakin baik unjuk kerja sistem. 8.
Kesamaan Aliran medan adalah variasi alam respon system ketika Kristal sintilaor terpengaruh oleh fluks radiasi gamma.keseragaman input disebabkan oleh peletakan sumber yang kuat di atas permukaan detector atau dengan menirukan input yang seragam dengan sebuah sumber radioaktif kuat dengan jarak lebih besar dari5x diameter detector.
9. Resolusi Spasial adalah kemampuan kamera untuk memproduksi citra distribusi radionuklida
dari organ yang diamati secara detail. 10. Jenis-jenis kamera gamma adalah Kamera Gamma Tipe Removeable Plug, Kamera Gamma
Tipe D, Kamera Gamma model Torch,dan Kamera Gamma Radiografi Remot Kontrol.
