Semoga Bermanfaat: Kamera Gamma

Bagaimana Sejarah Kamera Gamma?
Peralatan Kamera Gamma merupakan alat yang digunakan pada penggambaran medikal nuklir atau disebut dengan nuclear medicine, untuk melihat dan menganalisa atau mendiagnostik gambaran dari tubuh manusia 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. Sebelum itu sistem pencacahan konvesional mulai dikembangkan oleh Copeland dan Benjamin tahun 1949.

Bagaimana Prinsip Kerjanya?

Peralatan Kamera Gamma terdiri dari 3 bagian utama yaitu bagian 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, bagian ini mengolah sinyal masukan menjadi suatu citra obyek. Sedang bagian mekanik terdiri dari beberapa sistem mekanik beserta kontrol penggerak mekanik.

Gambar 1. Blok Diagram Kamera Gamma

Pemakaian alat untuk pemeriksaan pasien secara ringkas dapat diterangkan sebagai berikut. Mulamula pasien dilakukan penanganan klinis sesuai dengan kasus yang dideritanya, kemudian pasien ditempatkan pada meja pasien, detektor diarahkan kebagian organ yang diperiksa. Detektor akan mendeteksi zarah radiasi yang dipancarkan oleh isotop yang terakumulasi dalam organ pasien. Pulsapulsa listrik yang dihasilkan oleh detektor 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 lunak akuisisi pada komputer. Hasil perekaman data akan dicitrakan oleh perangkat lunak akuisisi Medicview menjadi citra organ pasien, selanjutnya citra 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.

Dasar-Dasar Kamera Gamma

Sinar gamma dipancarkan oleh sebuah nuklida melewati sebuahc oll imator untuk menghasilkan kilatan citra didalam sebuah cakram detector yang dibentuk oleh Kristal Sodium Iodide. Sistem kamera sintilasi menentukan sebuah lokasi di tiap peristiwa sintilasi dan kemudian menghasilkan titik fokus cahaya yang baik pada posisi yang bersesuaian dari tabung sinar katoda. Gambar yang dihasilkan masih memiliki akurasi dan karakteristik yang belum bagus. Ini memerlukan pemrosesan sinyal lanjut yang mampu memperbaiki distorsi yang terjadi pada citra sehingga dihasilkan citra kualitas yang bagus. Gambar 2. menunjukan bentuk dari citra dalam kristal kamera dengan sintilasi yang dihasilkan dari penyerapan sinar gamma.

Gambar 2. Citra dalam kristal kamera dengan sintilasi yang dihasilkan dari penyerapan sinar gamma

Collimator terdiri dari sejumlah besar timbal dengan beberapa lubang paralel 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 memancar ke segala arah, maka hanya persentase kecil (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 oleh kristalkristal sintilasi berdiameter besar (NaI(Tl)) setelah melalui suatu kolimator. Guna kolimator adalah untuk memberikan penajaman pada citra karena hanya melewatkan sinar gamma yang searah dengan orientasi lubang kolimator dan menahan gamma hamburan. Sedangkanshie ld 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 dihasilkan pulsa pancaran cahaya (fluorescent light) pada titik interaksi yang intensitasnya sebanding dengan energi sinar gamma.

Pulsa pancaran cahaya tersebut kemudian dideteksi dan dikuatkan oleh 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 Photomultiplier tubes (PMT).

Gambar 3. Kamera gamma komersial menggunakan 37 PMT yang disusun sedemikian rupa.

Sebuah pipa cahaya transparan disediakan untuk optical coupling PMT ke kristal. 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 merubahsinyal tersebut menjadi empat posisi koordinat sinyal yakni X+ , X, Y+, Y dan sinyal energi total ZT juga dibuat untuk menormalisasi sinyal – sinyal 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.

Sumber:

http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_camera

Makalah Instrumentasi Nuklir Kamera Gamma Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir Nasional Yogyakarta