Upload
phandy-mbelink
View
176
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 1/54
Radiofarmaka dan Aplikasinya di
bidang Kedokteran
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 2/54
Aplikasi Radioaktivitas dalam
Kedokteran
• Terapi
– Teleterapi
– Brakiterapi
• Diagnosis
– Kedokteran nuklir
– Radiofarmaka
– Pencitraan isotop
– Emission Computed Tomography (ECT)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 3/54
Teleterapi
• Teleterapi (external beam radiotherapy ) terapi
dengan jarak sumber-objek yang jauh.
• Dalam teleterapi pasien duduk atau terlentang di
atas tempat tidur dan sumber radiasi diarahkan danditembakkan ke objek yang ingin disembuhkan.
• Sumber radiasi:
–
Foton: sinar-x dan sinar gamma (Co-60) – Elektron
– Hadron (paling baru).
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 4/54
Terapi radiasi pada pelvis.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 5/54
Brakiterapi
• Brakiterapi (internal radiotherapy) sumber
radiasi diletakkan di dalam tubuh pasien.
• Banyak digunakan untuk terapi kanker rahim
(Ca cervix).
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 6/54
Radiofarmaka
• Radiofarmaka farmaka beradioaktif
(radioactive pharmaceuticals).
• Radiofarmaka digunakan di bidang kedokteran
nuklir (nuclear medicine) sebagai pelacak
dalam diagnosis dan pengobatan berbagai
penyakit.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 7/54
Radiofarmaka
• Radiofarmaka yang banyak dipakai adalahtechnetium-99m (Tc-99m) karenamemancarkan gamma dan banyak properti
lain yang menguntungkan.• Tc-99m digunakan dalam 31 radiofarmaka
yang dipergunakan untuk pencitraan (imaging)dan studi fungsional otak, myocardium,thyroid, paru-paru, liver, kandung kemih,ginjal, tulang, darah dan tumor.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 8/54
Produksi
• Produksi radiofarmaka melibatkan dua proses:
– Produksi radionuklida.
– Penyiapan dan pengepakan radiofarmaka yang
sudah jadi.
• Radionuklida yang digunakan dalam radiofarmaka
adalah isotop radioaktif dari unsur-unsur yang nomor
atomnya lebih kecil daripada bismuth, yaitu isotopradioaktif dari unsur yang mempunyai satu atau lebih
isotop stabil.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 9/54
Produksi
• Radionuklida ini dibagi menjadi dua kelas:
– Radionuklida yang mempunyai neutrons di dalamintinya lebih sedikit dari inti stabil (neutron-
deficient) dibuat dengan akselerator proton(medical cyclotron).
– Radionuklida yang mempunyai neutrons di dalamintinya lebih banyak dari inti stabil (proton-
deficient) dibuat dalam reaktor nuklir.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 10/54
Contoh-Contoh Radiofarmaka
• Calcium-47 (Ca-47)
• Carbon-11 (C-11)
• Carbon-14 (C-14)
• Chromium-51 (Cr-51)
• Cobalt-57 (Co-57)
• Cobalt-58 (Co-58)
• Erbium-169 (Er-169)
• Fluorine-18 (F-18)
• Gallium-67 (Ga-67)
• Gallium-68 (Ga-68)
• Hydrogen-3 (H-3)
• Indium-111 (In-111)
• Iodine-123 (I-123)
• Iodine-125 (I-125)
• Iodine-131 (I-131)
• Iron-59 (Fe-59)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 11/54
Contoh-Contoh Radiofarmaka
Carbon-14
•14C is a beta emitter.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 12/54
Radioisotop Imaging
• Citra yang dihasilkan berupa distribusi zatradio-labelled (radiofarmaka) di dalam jaringan biologis.
• Penyerapan radiofarmaka memperlihatkandinamika fungsi fisiologis, bukan struktur.
• Radiofarmaka tidak dibuat secara khusus
untuk jaringan tertentu, tetapi lebih untukmelihat perbedaan fungsi dinamika jaringansehat dan tidak sehat.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 13/54
Contoh Radioisotop Imaging
Aliran darah
– rCBF (regional cerebral blood flow )
– ventriculography (left ventricular ejection fraction (LVEF))
– renal filtration
– respiratory ventilation-perfusion (V-Q)
Metabolisme
– cerebral glucose metabolism (2-deoxyglucose)
–
neurotransmitter amino-acid metabolism and receptorbinding
– turnover of metabolically active skeletal bone mineral(hydroxyapatite)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 14/54
Contoh Radioisotop Imaging (lanj.)
Fungsi organ
– Liver fungsi sel phagocytic (Kupfer) dan fungsi
hepatobiliary
–
Thyroid penyerapan radio-iodinePenyakit khusus
– penyerapan antibodi ber-radiolabelled
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 15/54
Radioisotop Imaging Modalities
• Static planar scintigraphy
• Dual isotope imaging
• Dynamic planar scintigraphy
– Dynamic cardiac imaging
– Dynamic renal imaging
• Emission computed tomography
–
Single photon emission computed tomography (SPECT) – Positron emission tomography (PET)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 16/54
Static Planar Scintigraphy
Komponen utama:
• Gantry elektromekanik untuk menggerakkan kamera
• Kolimator
• Kamera gamma untuk merekam disintegrasi
• Peranti pengolah citra analog/digital
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 17/54
Faktor-faktor penting:
• citra yang dihasilkan berupa superposisi 2-D dari
informasi 3-D.
• resolusi spasial menurun dengan bertambahnya jarak
dari kolimator.
• penyerapan meningkat dengan kedalaman.
• untuk organ-organ besar (mis. liver) bisa diambil citradari depan (anterior) maupun belakang (posterior)
untuk mengurangi efek penyerapan foton karena
ketebalan.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 18/54
Koreksi penyerapan terbatas
Misalnya aktivitas, A, pada posisi x menghasilkanrespon dari kamera gamma yang diletakkan di depan
(anterior), C A:
Dan untuk kamera yang di belakang (posterior), C P :
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 19/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 20/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 21/54
Dual Isotope Imaging
Serapan radiofarmaka oleh jaringan biologis
tidak samamemungkinkan pengamatan
distribusi serapan radiofarmaka yang berbeda.
Dua citra yang dihasilkan kemudian dikurangkan.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 22/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 23/54
Thyroid
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 24/54
Dynamic Planar Scintigraphy
Banyak dipakai dalam:
• Dynamic cardiac imaging
•
Dynamic renal imaging
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 25/54
Emission Computed Tomography
(ECT)
Scintigrafi sangat dipengaruhi oleh superposisi dariaktivitas non-target.
ECT memungkinkan diperolehnya multiple crosssectional images.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 26/54
Emission Computed Tomography
(ECT)
Dua modalitas ECT:
• Single Photon Emission Computed Tomography(SPECT) radiofarmaka yang digunakan hanya
memancarkan foton- tunggal per peluruhan.
• Positron Emission Tomography (PET) dipancarkandua foton- bergerak ke arah berlawanan sebagaihasil anihilasi positron-elektron 11C, 18F, dan 68Ga.
68Ga 68Zn + e+ +
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 27/54
Memilih Radionuklida untuk Imaging
Tiga faktor yang harus diperhatikan:
• Laju peluruhan isotop efektif, λE , harus sama dengan laju
pembuangan, λB, ditambah dengan peluruhan isotop, λP.
T E
1/2
dipilih hampir sama dengan T S
sehingga dasar pemilihannya
adalah:
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 28/54
• Peluruhan radionuklida melalui pancaran foton (EM)
tanpa pancaran dan .• Energi foton yang dipancarkan:
Cukup tinggi untuk bisa masuk ke jaringan dengan
pelemahan minimal
Cukup lemah untuk meminimalkan ketebalan kolimator
Cukup lemah untuk meminimalkan pancaran partikel
sekunder.
Dengan alasan di atas 99Tcm banyak digunakan (90%).
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 29/54
Single Photon Emission Computed
Tomography (SPECT)• Memanfaatkan sinar gamma. Radiofarmaka yang
digunakan harus menghasilkan satu foton saja di
setiap peluruhan.
•Mempergunakan teknik akusisi transaksial danmenghsilkan citra irisan melintang yang
memperlihatkan distribusi radiofarmaka.
• Untuk diagnosis radioisotop yang memancarkan
gamma dengan waktu paruh pendek akan
memberikan citra paling jelas 99mTc dengan waktu
paruh 6 jam.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 30/54
• Prinsip kerja SPECT
– Citra yang diambil dengan kamera gamma adalahcitra 2D dari distribusi 3D radionuklida.
– Dilakukan dengan proyeksi 2D dari beberapa
sudut (multiple angles).
– Rekonstruksi dilakukan oleh komputer melalui
suatu algoritma numerik.
– Menggunakan radionuklida (radiofarmaka) yang
sama dengan kamera gamma.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 31/54
gantry
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 32/54
• Kamera gamma diputar di sekitar pasien.
• Proyeksi diambil pada titik-titik tertentu, biasanya
setiap 3-6 derajat.• Dalam banyak kasus diperlukan perputaran sebesar
360 derajat untuk menghasilkan rekonstruksi yang
optimal.
• Waktu yang diperlukan untuk setiap proyeksi 15 – 20
detikwaktu pemindaian total: 15-20 menit.
• Bisa dilakukan dengan banyak kamera (2, 3 atau 4
kamera).• Kamera gamma pada sistem SPECT biasanya
mempunyai 64 proyeksi planar, masing-masing
dengan 64x64 = 4096 piksel.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 33/54
Teknik pengurangan
efek koreksi serapan.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 34/54
Aplikasi
•
Myocardial perfusion imaging – functional cardiac imaging diagnosis penyakit ischemic
jantung berkurangnya pasokan darah ke otot jantung.
– Radiofarmaka: 99mTc-tetrofosmin & 99mTc-sestamibi
• Functional brain imaging – Radiofarmaka: 99mTc-HMPAO (hexamethylpropylene amine
oxime)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 35/54
Rekonstruksi
• Citra rekonstruksi mempunyai resolusi 64x64 atau 128x128
piksel, dengan ukuran piksel antara 3-6 mm.
• Jumlah proyeksi dipilih sama dengan lebar citra yang
diinginkan.
• Secara umum, citra terekonstruksi mempunyai resolusi lebih
rendah, memiliki noise lebih besar daripada citra planar, dan
rentan terhadap artifak (distorsi atau error karena alat atau
pengamatan).
• Pemindaian memerlukan waktu lama pasien tidak boleh
bergerak. Gerakan dapat menyebabkan penurunan mutu citra
secara signifikan.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 36/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 37/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 38/54
SPECT otak dengan alzeimer
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 39/54
Animasi SPECT ventrikel
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 40/54
Positron Emission Tomography (PET)
• Prosedur diagnostik yang melibatkan akuisisi citrafisiologis dari deteksi radiasi pancaran positron citra 3D.
• Sebelum eksaminasi dilakukan radiofarmaka yang
dibuat dengan cyclotron ‘ditempelkan’ pada molekulyang aktif secara metabolisme, biasanya glukosa.
• Setelah diberikan (disuntikkan) radiofarmaka akanmengumpul di organ-organ tertentu dan dideteksidengan PET scanner.
• Warna-warna yang berbeda atau derajat kecerahanpada citra PET menggambarkan derajat fungsi organatau jaringan yang berbeda.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 41/54
Positron Emission Tomography (PET)
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 42/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 43/54
• Prinsip kerja PET (1)
–Radiofarmaka berumur pendek, yang memancarkanpositron, disuntikkan ke tubuh (biasanya ke aliran darah).
– Terdapat masa tunggu untuk molekul yang aktif secara
metabolisme terserap dan terkonsentrasi dalam jaringan.
–Obyek diletakkan di bawah pemindai untuk pengambilandata
– Molekul yang sering dipakai adalah gula
fluorodeoxyglucose (FDG), dengan masa tunggu sekitar 4
jam.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 44/54
• Prinsip kerja PET (2)
–Pasangan foton (sinar gamma) dikesan oleh scintillatoryang mengubahnya menjadi cahaya.
– Cahaya diperkuat oleh tabung photomultiplier atau silicon
avalanche photodiodes (Si APD).
–Radionuklida: isotop dengan waktu paruh pendek karbon-11 (~20 menit), nitrogen-13 (~10 menit), oksigen-
15 (~2 menit), dan fluorin-18 (~110 menit).
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 45/54
• Prinsip kerja PET (3)
–Teknik ini tergantung kepada pengesanan secara simultanpasangan foton tersebut foton yang datang tidak
berpasangan (dalam beberapa nanodetik) akan tidak
dihiraukan.
–
Kebanyakan pasangan sinar gamma yang dihasilkanmempunyai energi 511 keV dengan arah hampir 180
derajat antara satu dengan lainnya dapat ditebak lokasi
sumbernya dari garis lurus jalurnya (line of coincidence
atau line of response atau LOR).
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 46/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 47/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 48/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 49/54
Aplikasi
•
Onkologi • Neurologi
• Kardiologi
• Neuropsikologi
• Psikiatri
• Farmakologi
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 50/54
Rekonstruksi
• Teknik rekonstruksi sama dengan tenik pada CT maupun
SPECT.
• Hanya saja jumlah data PET lebih sedikit teknik
rekonstruksi lebih rumit.
• Banyak menggunakan filtered back projection algorithm.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 51/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 52/54
PET otak manusia.
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 53/54
7/16/2019 FisMed II Pertemuan 05 - Radiofarmaka
http://slidepdf.com/reader/full/fismed-ii-pertemuan-05-radiofarmaka 54/54
Maximum intensity projection (MIP) dari
PET seluruh tubuh.