Transcript biofisika
RADIASI BERBAHAYA FISIKA FSAINTEK FKM 1 RADIOAKTIF Marie Curie (1896) : Inti Uranium dan banyak unsur lain memancarkan salah Satu partikel alfa, beta, gamma. Inti radioaktif : unsur inti atom yang mempunyai sifat memancarkan sinar- sinar alfa, beta, gamma Zat radio aktif adalah zat yang dapat mengeluarkan energi radiasi. Sinar alfa Merupakan inti helium. Dipancarkan oleh 4 buah nukleon : 2 proton, 2 neutron Daya tembus sangat kecil, 4 cm (dlm Udara), semakin padat: semakin pendek. Tidak bisa menembus selembar kertas. Energinya 5.3 MeV FISIKA FSAINTEK FKM 2 Sinar Beta Merupakan partikel yang dilepas atau terbentuk pada suatu nukleon inti, dapat berupa negatron, positron, atau electron capture. Jarak tembus 100x> dari partikel alfa. Sinar beta menyebabkan atom-atom yg dilaluinya mengalami tingkat energi (pengion). kenaikan Sinar Gama Hasil disintegrasi inti atom→ membentuk inti baru dengan energi yang tinggi kemudian mengalami transisi ke energi lebih rendah/semula . Sinar terbentuk dari proses transisi ke energi lebih rendah/semula sifat sinar gamma sama dengan sinar X karena sama – sama gelombang electromagnetis. FISIKA FSAINTEK FKM meriupakan 3 Sinar X Merupakan sinar katoda dan termasuk gelombang electromagnetis. sinar X muncul karena ada perbedaan potensial arus searah yang besar diantara kedua electroda (katoda dan anoda) dalam sebuah tabung hampa. Berkas electron akan dipancarkan dari katoda menuju anoda-pancaran electron ini disebut sinar katoda/sinar X. FKM 4 Sifat Sinar X : Menghitamkan plat potret (film) Mengionisasi gas Menembus bagian Zat Menimbilkan fluorensensi Merusak Jaringan FISIKA FSAINTEK FKM 5 IONISASI Energi Radiasi dapat mengeluarkan elektron dari inti Atom, sisa atom ini mempunyai muatan postifi, disebut ion positif. Electron yang dikeluarkan dapat bebas, atau mengikat ion netral lainnya untuk membentuk ion negatif. Peristiwa pembentukan ion positif dan negatif disebut ionisasi. Penting dipahami karena melalui proses ini jaringan tubuh mengalami kerusakan atau perubahan. FISIKA FSAINTEK FKM 6 JENIS RADIASI Radiasi yang menimbulkan ionisasi Radiasi yang tidak Menimbulkan ionisasi Sinar infra ungu Sinar alfa Sinar infra merah Sinar beta Sinar ultrasonic Sinar gamma Sinar X SUMBER RADIASI Natural background radiation Cosmic radiation Solar radiation External terrestrial sources Radon Human-made radiation sources FISIKA FSAINTEK FKM 7 ENERGI ABSORBSI Pada penyinaran akan terjadi pemindahan atau penyerapan energi radiasi ke dalam materi atau jaringan tubuh yang disinari. Berdasarkan energi radiasi yg diserap, ada 3 proses absorbsi radiasi pada sel penerima Efek foto listrik : energi akan diserap seluruhnya untuk mengeluarkan electron dari ikatan inti. Efek Kompton : energi radiasi hanya sebagian saja diserap untuk mengeluarkan atom dari ikatan inti, sisanya akan terpancar dalam bentuk “scatter radiation”. Pair production of electrons : energi radiasi akan berubah menjadi dan positron menghasilkan 2 sinar gamma FISIKA FSAINTEK FKM electron 8 EFEK RADIASI PENGION THDP SISTEM BIOLOGIS Radiasi pengion Adalah radiasi sinar X dan sinar gamma. Radiotherapi dengan sinar X atau sinar gama atau partikel isotop radioaktif tergantung pada energi yang diabsorbsi baik secara efek fotolistrik maupun compton yang menimbulkan ionisasi pada jaringan. Sebagai akibat ionisasi terjadi kerusakan jaringan : disebut efek biologis. Efek Somatis : Berdasarkan kerusakan jaringan. Di dalam sel, ada 2 efek yang merusak jaringan yaitu efek ionisasi, dan efek biokimia. Efek Genetic : Berdasarkan perubahan / kerusakan struktur molekul pada sel- sel genetis (mutasi gen) FISIKA FSAINTEK FKM 9 EFEK SOMATIS YANG DITIMBULKAN OLEH RADIASI PENGION TERHADAP KULIT; DERMATITIS ERITHEMATOSA, RADIODERMATITIS BULLOSA, RADIODERMATITIS ESKHAROTIKA, DERMATITIS KHRONIKA. TERHADAP MATA; MENIMBULKAN KONJUNGTIVITIS DAN KERATITIS TERHADAP ALAT KELAMIN; STERILITAS, MUTASI GEN TERHADAP PARU-PARU; MENIMBULKAN BATUK, SESAK NAPAS, NYERI DADA SERTA FIBROSIS TERHADAP TULANG; GANGGUAN PERTUMBUHAN TULANG, OSTEOPOROSIS TERHADAP SYARAF; MYELITIS, DEGENERASI JARINGAN OTAK PENNYAKIT RADIASI; DEMAM, RASA LEMAH, KURANG NAFSU MAKAN, MUAL, NYERI KEPALA, MUDAH MENCRET FISIKA FSAINTEK FKM 10 Efek ionisasi Pada sel yang terionisasi, akan memancarkan elektron pada struktur ikatan kimia dengan akibat terpecahnya molekul-molekul dari sel sehingga terjadi kerusakan sel. Efek biokimia Jaringan sebagian besar terdiri atas air. Ion Air (H2O) terpecah menjadi ion H+ dan OH- dan atom netral H dan OH (faceradical), yang sangat bereaksi kimia. Terjadi kerusakan jaringan Tergantung dari besarnya radiasi yang diabsorbsi dan respon jaringan terhadap radiasi. Menimbulkan respon yang berlainan : disebut “sensitivitas jaringan terhadap radiasi” FISIKA FSAINTEK FKM 11 SENSITIVITAS JARINGAN TERHADAP RADIASI 1. Sumsum tulang dan sistem hemopoitik 6. Jaringan kelenjar 2. Jaringan alat kelamin 7. Tulang 3. Jaringan alat pencernan 8. Otot 4. Kulit 9. Jaringan saraf 5. Jaringan ikat SENSITIVITAS JARINGAN TERHADAP RADIASI DIDASARKAN PENDAPAT BERGONIE DAN TRIBONDEAU YAITU SIFAT PROLIFERASI ( MEMPERBANYAK DIRI DENGAN MEMBELAH) SUATU SEL. SEMAKIN PROLIFERASI AKTIF MAKA SEMAKIN SENSITIF TERHADAP RADIASI FISIKA FSAINTEK FKM 12 Hukum Bergoine dan Tribondeau Embrional atau makin tidak berdifersiasi suatu sel, semakin sensitif jaringan tersebut terhadap radiasi. Semakin aktif sel berproliferasi (perbanyak diri) semakin sensitif terhadap radiasi. Sel tumor/cancer lebih sensitif daripada jaringan normal. FISIKA FSAINTEK FKM 13 Berdasarkan hukum Bergoine dan Tribondeau Tumor dibagi dalam 3 golongan : Tumor ganas yang Radiosensitif Tumor ganas Radioresponsif Tumor ganas Radioresisten FISIKA FSAINTEK FKM 14 Tumor ganas yang Radiosensitif : TUMOR GANAS YANG MUDAH DIHANCURKAN DOSIS PENYINARAN 3.000-4.000 rad DALAM 3-4 MINGGU Tumor ganas yang R Radioresponsif : TUMOR GANAS YANG DAPAT DIHANCURKAN, DOSIS PENYINARAN 4.000-5.000 rad DALAM 4-5 MINGGU Tumor ganas Radioresisten : TUMOR GANAS YANG SUKAR UNTUK DIHANCURKAN, WALAUPUN DOSIS PENYINARAN DIATAS 6.000 rad (MELEBIHI DOSIS TOLERANSI YANG AMAN UNTUK JARINGAN SEHAT DI SEKITARNYA) FISIKA FSAINTEK FKM 15 Efek Genetic : Radiation therapy works by damaging the DNA of cells DNA Deoxyribo nucleic acid Is a nucleic acid molecule that contains the genetic instructions used in the development and functioning of all known living organisms. DNA contains the instructions needed to construct other components of cells, such as proteins and RNA molecules. The DNA segments that carry this genetic information are called genes, The main role of DNA is the long-term storage of information and it is often compared to a set of blueprints. FISIKA FSAINTEK FKM 16 Tissue-cell-Cromosom-DNA Cell Mitosis FISIKA FSAINTEK FKM DNA Translation DNA Mutation 17 THERAPY RADIASI Prinsip therapy radiasi Menimbulkan kerusakan jaringan tumor/cancer sebesar mungkin Kerusakan minimal pada jaringan sehat disekitar tumor/cancer Dilakukan penyinaran terhadap tumor/cancer dari berbagai arah Dosage The amount of radiation used in radiation therapy is measured in grays (Gy) Varies depending on the type and stage of cancer being treated. For curative (radical) cases, the typical dose for a solid epithelial tumor ranges 60 to 80 Gy, while lymphoma tumors are treated with 20 to 40 Gy. from Preventative (adjuvant) doses are typically around 45 - 60Gy in 1.8 - 2 Gy Many other factors are considered by radiation oncologists when selecting a dose, including whether the patient is receiving chemotherapy, whether radiation therapy is being administered before or after surgery, and the degree of success of surgery. FISIKA FSAINTEK FKM 18 FAKTOR-2x YG PERLU DIPERHATIKAN DLM TERAPI RADIASI JENIS RADIASI : HIGH VOLTAGE X-RAY , URANIUM, RADIUM,60Co dll JENIS SEL : JENIS SEL EMBRIONAL ATAU BUKAN ( HUKUM BERGONIE DAN TRIBONDEAU ) LINGKUNGAN SEL : APAKAH TERJAMIN ADANYA PENYALURAN DARAH DISEKITAR DARAH ATAU TIDAK DOSIS RADIASI : RBE SANGAT TINGGI MEMPUNYAI KEMAMPUAN MEMATIKAN SEL LEBIH BESAR FAKTOR RBE UNTUK BERBAGAI RADIASI RADIASI RBE SINAR X 0,1-100 MeV ATAU SINAR GAMMA 1 ELEKTRON 0,1-100 MeV ATAU SINAR BETA 1 NEUTRON BERKECEPATAN TINGGI 5 NEUTRON 10 MeV 10 PROTON SAMPAI 10 MeV 10 SINAR ALFA 10 HEAVY RECOIL NULEI 20 FISIKA FSAINTEK FKM 19 FAKTOR-FAKTOR YANG HARUS DIPERHATIKAN SEBELUM MELAKUKAN PENYINARAN: 1. MENETAPKAN LETAK DAN LUAS TUMOR TUMOR YANG TERLETAK DIPERMUKAAN KULIT, DISINARI DENGAN VOLTAGE RENDAH (50 KV) DAN VOLTAGE MENENGAH (100-140 KV) TUMOR YANG TERLETAK DIBAWAH KULIT, DISINARI DENGAN VOLTAGE TINGGI (200 KV) TUMOR YANG TERLETAK JAUH DIBAWAH KULIT SEPERTI TUMOR OVARIUM, BRRONKHUS DAN OESOFAGUS DISINARI DENGAN SUPER VOLTAGE (1.000 KV KEATAS) 2. TEKNIS PENYINARAN DAN DISTRIBUSI DOSIS BERDASARKAN LETAK TUMOR MAKA PENYINARAN DIBAGI DALAM: 1. MENGGUNAKAN SATU LAPANGAN 2. MENGGUNAKAN BEBERAPA LAPANGAN ATAU TERAPI DENGAN TEKNIK ROTASI FISIKA FSAINTEK FKM 20 BERDASARKAN DISTRIBUSI DOSIS YANG HENDAK DICAPAI TEKNIK PENYINARAN DIBAGI DALAM 1. TEKNIK TERAPI LAPANGAN TETAP - SATU LAPANGAN - DUA LAPANGAN (CROSS FIRE TECHNIC DAN TEHNIK TANGENSIAL) - TIGA LAPANGAN BERHADAP-HADAPAN (OPPOSING FIELD) 2. TEKNIK ROTASI 3. TOLERANSI JARINGAN BATAS TOLERANSI JARINGAN HARUS DIPERHATIKAN, MENGHINDARI TERJADINYA DOSIS YANG BERLEBIHAN ATAU RADIONEKROSIS PADA JARINGAN SEHAT LAPANGAN YANG DIPAKAI HARUS SESUAI DENGAN BESAR KECILNYA TUMOR YANG HARUS DISINARI LAPANGAN PENYINARAN MAKIN TINGGI MAKA TOLERANSI JARINGAN MAKIN TINGGI DAN SEBALIKNYA FISIKA FSAINTEK FKM PENGGUNAAN RADIOISOTOP DALAM DIAGNOSTIK KLINIK TUMOR OTAK KELENJAR THIROID GINJAL VOLUME AIR DAN DARAH DALAM TUBUH METASTASIS KANKER KE HEPAR METASTASIS KANKER KE TULANG EMBOLI PARU-PARU SIRKULASI UDARA DALAM PARU-PARU LOKASI PERDARAHAN FUNGSI JANTUNG DOSIS RADIASI DALAM KEDOKTERAN NUKLIR FISIKA FSAINTEK FKM Proteksi Dalam menerima radiasi ada batas toleransi yg berbeda pada jaringan tubuh. Efek Kronis dapat timbul beberapa tahun kemudian. ICRP Batas Maksimum proteksi radiasi (MPD) untuk petugas , Dosis limit un masyarakat umum. See pg 308 Proteksi radiasi bagi orang yang berhubungan langsung dengan sumber pengion berdasarkan sifat interaksinya dapat dibagi dalam 3 golongan : proteksi radiasi thadap penderita dgn terapi radiasi proteksi radiasi thadap pekerja diagnostik radiologi proteksi radiasi terhadap kedokteran nuklir FISIKA FSAINTEK FKM 23 PROTEKSI RADIASI PROTEKSI RADIASI BAGI ORANG YANG BERHUBUNGAN LANGSUNG DENGAN SUMBER PENGION, BERDASARKAN SIFAT INTERAKSINYA DAPAT DIBAGI DALAM 3 GOLONGAN : 1. PROTEKSI RADIASI THADAP PENDERITA DGN TERAPI RADIASI 2. PROTEKSI RADIASI THADAP PEKERJA DIAGNOSTIK RADIOLOGI 3. PROTEKSI RADIASI TERHADAP KEDOKTERAN NUKLIR FISIKA FSAINTEK FKM 24 PROTEKSI RADIASI YANG PERLU DIPERHATIKAN TERHADAP PENDERITA YANG DIBERI TERAPI RADIASI ADALAH: PADA DOSIS TERTENTU YANG DIBERI RADIASI , maka JARINGAN SEHAT DI SEKITAR NYA PERLU MENDAPAT PERLINDUNGAN PADA PENYINARAN SEKITAR MATA , maka MATA HARUS MENDAPAT PERLINDUNGAN ( MENUTUP MATA DENGAN TIMAH HITAM) PADA PENYINARAN TERHADAP TUMOR YANG TIDAK GANAS DAN TERHADAP ANAK-ANAK, maka HARUS HATI-HATI DENGAN JUMLAH DOSIS YANG DIBERIKAN JANGAN BERULANGKALI KALI MEMBERIKAN PENYINARAN KARENA RADIASI BERSIFAT KARSINOGEN ( UNSUR PENYEBAB KANKER) FISIKA FSAINTEK FKM 25 PROTEKSI RADIASI YANG PERLU DIPERHATIKAN TERHADAP PEKERJA DIAGNOSTIK RADIOLOGI A. FILTER (Al setebal 3mm) BERGUNA UNTUK MENGURANGI INTENSITAS SINAR-X YANG DIHASILKAN OLEH TABUNG SINAR-X (energi sinar-x yang rendah supaya tidak mencapai Tubuh). B. KOLIMATOR SUATU CELAH UNTUK MENGATUR LUAS (AREA) DARI BERKAS SINAR-X YANG DIPERLUKAN C. KUALITAS FILM APABILA MENGGUNAKAN FILM YANG KURANG SENSITIF AKAN DIPEROLEH GAMBARAN YANG KURANG JELAS, BILA INGIN MEMPEROLEH GAMBARAN YANG JELAS DIPERLUKAN SINAR-X YANG BERENERGI TINGGI. D. DISTRIBUSI DARI HASIL PENYINARAN. FISIKA FSAINTEK FKM 26 PROTEKSI RADIASI TERHADAP KEDOKTERAN NUKLIR UNTUK MENCAPAI TUJUAN PROTEKSI RADIASI INI SEORANG DOKTER DALAM BIDANG KEDOKTERAN NUKLIR HARUS BENAR-BENAR MENGETAHUI : A. PENGGUNAAN ZAT RADIOFARMASI SECARA TEPAT B. BENDERITA YANG BAGAIMANA YANG LAYAK MENDAPAT TERAPI RADIOISOTOP C. MEMBERIKAN OBAT (BAHAN) RADIOAKTIF PADA PENDERITA YANG BENAR-BENAR MEMERLUKAN D. MEMASTIKAN BAHWA INSTRUMEN DETEKSI BEKERJA SECARA BAIK DAN BENAR FISIKA FSAINTEK FKM 27