Pengobatan nuklir adalah salah satu cabang pengobatan yang menggunakan radiasi untuk memberikan informasi tentang fungsi dari organ tubuh tertentu atau mengobati penyakit. Informasi ini digunakan untuk memberikan diagnosa yang cepat dan akurat mengenai suatu penyakit. Tiroid, tulang, jantung hati, dan banyak lagi organ bisa dengan mudah digambarkan dan dapat diungkap kelainan fungsinya. Dalam beberapa kasus radiasi dapat digunakan mengobati penyakit organ atau tumor.
Di negara-negara berkembang (26 % dari populasi dunia) frekuensi dari diagnosis pengobatan nuklir mencapai 1,9 % per tahun, dan frekuensi dari terapi dengan radioisotop adalah satu dalam sepuluh kasus.
Pengobatan nuklir dikembangkan pada tahun 1950’an oleh ahli fisika untuk mengobati kelenjar endokrin dengan menggunakan iodium-131 untuk mengdiagnosis dan kemudian mengobati penyakit kelenjar tiroid. Setelah itu banyak sekali radioisotop dari unsur-unsur kimia dimanfaatkan untuk pengobatan.
Diagnosis
Teknik diagnosis dalam pengobatan nuklir menggunakan pelacak radioaktif dengan menembakkan sinar gamma ke seluruh tubuh. Pelacak ini umumnya memiliki waktu hidup yang pendek dihubungkan dengan senyawa kimia yang sesuai dengan proses fisiologi dalam tubuh. Pelacak bisa diberikan dalam bentuk suntikan, dihirup, atau dimakan. Tipe pertama adalah dimana foton tunggal dideteksi oleh kamera gamma yang dapat menampilkan suatu organ dengan berbagai sudut pandang. Kamera menampilkan gambar dari titik-titik dari radiasi yang diemisikan; tampilan ini diperbesar oleh komputer dan ditampilkan dimonitor yang mengindikasikan kondisi tidak normal.
Pengembangan yang paling banyak dilakukan adalah PET (Positron Emission Tomography) yang merupakan tehnik paling akurat dan canggih menggunakan produksi isotop dalam siklotron. Pemancaran radionuklida positron ditembakkan pada target. Peluruhan ini kemudian menghasilkan positron yang dikombinasikan dengan elektron terdekat menghasilkan emisi yang terus-menerus dari dua gamma dari dua arah berlawanan. Kemudian dideteksi dengan kamera PET dan memberikan indikasi yang sangat akurat. PET paling banyak digunakan dalam onkologi, dengan menggunakan fluorin-18 sebagai pelacak, sejak itu dibuktikan sebagai metode paling akurat dalam mendeteksi dan mengevaluasi kebanyakan kanker. PET juga digunakan dalam menampilkan gambar otak dan jantung.
Prosedur yang baru mengkombinasikan PET dengan CT scan untuk memberikan dua gambar sekaligus, merupakan diagnosis yang 30 % lebih baik daripada hanya dengan sinar gamma biasa.
Posisi dari sumber radiasi terhadap tubuh merupakan perbedaan yang paling fundamental antara penggambaran pengobatan nuklir dan teknik penggambaran lain seperti sinar-X. Penggambaran gamma memberikan gambaran tentang posisi dan konsentrasi dari radioisotop dalam tubuh. Kegagalan fungsi organ diindikasikan jika isotop berada di tempat-tempat yang penting. Jika penyinaran ini dilakukan lebih dari periode yang ditentukan, bentuk tidak biasa dan tingkat pergerakan isotop dapat mengindikasikan kegagalan organ tubuh.
Keuntungan dari penggambaran menggunakan sinar-X adalah baik tulang ataupun sel bisa digambarkan dengan baik. Hal ini membuat metode ini banyak digunakan oleh negara-negara berkembang dimana kemungkinan seseorang mengikuti tes adalah satu banding dua dan terus berkembang. Dosis efektifnya adalah 4,6 mSv per diagnosis.
Radioterapi
Sel sangat mudah rusak oleh radiasi. Untuk alasan inilah, beberapa jenis pertumbuhan kanker dapat dikendalikan atau dikurangi dengan menyinarinya di daerah tempat tumbuhnya kanker. Penyinaran bisa dilakukan dengan penembakan sinar gamma yang bersumber dari kobalt-60, tapi dalam negara-negara berkembang lebih banyak yang bisa digunakan sebagai sumber energi tinggi (sinar gamma dan sinar-X sama saja).
Radioterapi internal dilakukan oleh semacam sumber radiasi yang kecil, biasanya pemancaran sinar gamma atau sinar beta, dalam daerah target. Iodium-131 biasa digunakan untuk mengobati kanker tiroid, mungkin ini jenis pengobatan kanker paling sukses. Iodium-131 juga digunakan untuk mengobati kerusakan tiroid yang tidak parah. Implantasi iridium-192 digunakan khususnya di kepala dan payudara. Setelah menentukan dosis yang tepat maka implan dipindahkan ke tempat penyimpanan yang lebih aman. Prosedur ini akan mengurangi efek radiasi yang ditimbulkan pada tubuh, langsung ke tumor dan sangat efektif.
Pengobatan leukimia bisa melibatkan transplantasi tulang, dimana tulang yang terinfeksi akan dibunuh lebih dulu dengan dosis yang mematikan oleh radiasi sebelum digantikan oleh tulang yang sehat dari donor.
Banyak prosedur terapi digunakan untuk meredakan nyeri. Contohnya, stronsium-89 dan samarium-153 digunakan untuk meredakan nyeri tulang yang disebabkan oleh kanker. Rhenium-186 adalah prosuk terbaru untuk pengobatan ini.
Bidang yang baru adalah TAT (Targeted Alpha Therapy), khususnya untuk mengendalikan kanker. Emisi alfa dengan rentang energi pendek pada sel berarti fraksi energi yang besar untuk energi radiasi yang masuk ke sel kanker, sekali dilakukan maka emisi alfa harus dilakukan di tempat yang tepat. Laboratorium mempelajari cara ini untuk diterapkan pada leukimia, glioma sistik dan melanoma.
Pengembangan eksperimen adalah Boron Neutron Capture Therapy menggunakan boron-10 yang digunakan untuk membunuh tumor. Pasien disinari oleh neutron yang diserap sangat kuat oleh boron menghasilkan energi tinggi dari partikel alfa untuk membunuh kanker. Untuk itu pasien dibawa ke reaktor nuklir daripada radioisotopnya dimasukkan ke dalam tubuh.
Analisis biokimia
Zat radioaktif bisa dideteksi dengan mudah walaupun dalam konsentrasi rendah. Radioisotop juga digunakan untuk melabeli dari sampel melokuler. Para ahli patologi melakukan ratusan tes untuk menentukan konstituen darah, serum, urin, hormon, antigen dan banyak lagi obat yang berhubungan dengan radioisotop. Prosedur ini dikenal sebagai tes radioimuno. Alat yang digunakan di laboratorium sangat mudah digunakan dan memberikan hasil yang akurat.
Diagnosis radiofarmasi
Setiap organ dalam tubuh bereaksi berbeda dari sudut pandang kimia. Dokter dan ahli kimia telah mengenal banyak zat kimia yang diserap oleh organ tertentu. Tiroid, contohnya, menyerap iodin, otak mengkonsumsi glukosa dalam jumlah besar, dan sebagainya. Dengan pengetahuan ini, ahli radiofarmasi mampu untuk menerapkan beberapa jenis radioisotop pada substansi yang aktif secara biologi. Sekali radioaktif masuk ke dalam tubuh akan mempengaruhi proses biologis tubuh.
Diagnosis radiofarmasi dapat digunakan untuk mengetahui aliran darah dalam otak, fungsi hati, paru-paru, jantung atau ginjal, untuk membantu pertumbuhan tulang dan diagnosis lainnya. Penggunaan penting lainnya adalah untuk meramalkan efek dari operasi dan perubahannya saat perawatan.
Jumlah radiofarmasi yang diberikan pada pasien secukupnya untuk memberikan informasi sebelum meluruh semuanya. Dosis radiasi yang diterima secara medis sangat signifikan. Setelah pengobatan, maka dalam waktu singkat tidak ada bekas bahwa tes sudah dilakukan, semuanya hilang.
Radioisotop yang digunakan untuk diagnosis harus memancarkan sinar gamma dengan energi yang cukup untuk meninggalkan tubuh dan harus memiliki waktu paruh yang cukup pendek untuk meluruh setelah penggambaran selesai.
Radioisotop yang paling banyak digunakan dalam pengobatan adalah teksenium-99, digunakan dalam 80 % dari semua pengobatan nuklir. Isotop menghasilkan teksenium dan memiliki karakteristik yang nyaris ideal untuk pengobatan nuklir. Karakteristiknya adalah seperti di bawah ini:
- Memiliki waktu paruh enam jam, cukup lama untuk menentukan proses metabolisme dan cukup pendek untuk meminimalkan efek radiasi terhadap tubuh.
- Peluruhan teksenium-99 melalui proses yang disebut isomerik; dimana pemancaran sinar gamma dan elektron energi rendah. Selama tidak ada emisi sinar beta maka pasien akan aman.
- Sinar gamma yang terpancar memiliki energi rendah dan mudah meninggalkan tubuh dan secara akurat dapat di deteksi oleh kamera gamma.
- Sifat kimia dari teknenium bisa menjadi pelacak dalam substansi biologi yang aktif .
Generator teksenium dipasok ke rumah sakit-rumah sakit dari rekator nuklir tempatnya dibuat. Generator itu mengandung molibdenum-99 dengan waktu paruh 66 jam yang akan meluruh menjadi teksenium-99. Teksenium-99 dicuci dengan larutan garam sebelum digunakan. Setelah dua minggu atau kurang generator tersebut dikembalikan untuk diisi ulang.
Generator yang sama juga digunakan untuk rubidium-82 untuk penggambaran PET dari stronsium-82 dimana waktu paruhnya 25 hari.
MPI (Myocardial Perfusion Imaging) menggunakan thalium-201 klorida atau teksenium-99 dan penggunaanya penting untuk mendeteksi penyakit penyempitan pembuluh arteri.
Untuk penggambaran PET, radiofarmasi yang utama adalah Fluoro-deoxy glucose (FDG) didukung dengan pelacaknya yaitu fluor-18 dengan waktu paruh dibawah 2 jam. FDG dimasukkan ke dalam sel tanpa merusak dan sebagai indikator yang baik bagi metabolisme sel.
Dalam diagnosis pengobatan, penggunaan penghasil siklotron isotop seperti fluor-18 dalam PET dan CT/PET saat ini digunakan secara luas. Tetapi, prosedur yang dibutuhkan adalah yang penggunaannya dibawah dua jam.
Terapi radiofarmasi
Untuk beberapa kondisi pengobatan, ini sangat berguna untuk menghancurkan atau menggagalkan fungsi sel dengan menggunakan radiasi. Radioisotop yang menghasilkan radiasi ditempatkan pada organ yang akan diperiksa, caranya sama seperti diagnosis – melalui unsur radioaktif atau melalui unsur yang ditempatkan dengan senyawa biologi yang cocok. Dalam banyak kasus, radiasi sinar beta menyebabkan kerusakan sel. Radioterapi dengan rentang waktu yang pendek disebut braciterapi.
Meskipun radioterapi lebih jarang digunakan daripada penggunaan diagnosis zat radioaktif dalam pengobatan, tapi penggunaan radioterapi sangan luas, sangat penting dan terus berkembang. Terapi radioisotop yang ideal adalah dengan pemancaran sinar beta yang kuat disertai sinar gamma untuk penggambarannya, contohnya lutetium-177. unsur tersebut berasal dari Yterbium-176 yang kemudian diradiasi menjadi Yb-177 dan meluruh menjadi Lu-177.
Iodium-131 dan fosfor-32 adalah contoh radioisotop yang digunakan dalam terapi. Iodium-131 digunakan untuk menyembuhkan tiroid dari kanker dan kondisi abnormal lainnya seperti hipertiroidis (tiroid yang sangat aktif). Fosfor-32 digunakan untuk mengendalikan kelebihan darah merah dalam tulang, penyakit ini disebut polisitemia vera.
Prosedur penelitian terbaru dan masih dikembangkan adalah menggunakan boron-10 yang dikonsentrasikan dalam tumor. Pasien disinari dengan neutron yang sangat kuat berasal dari boron, untuk menghasilkan energi alfa yang sangat tinggi untuk membunuh kanker. Untuk TAT, aktinium-225 juga bisa digunakan. Dari Bi-213 didapatkan tiga peluruhan alfa untuk menembak suatu molekul.
