SEBUAH KENYATAAN ATAU ANGGAPAN
Oleh : Sumarsono
Dibawakan pada Seminar Persatuan Ahli Radiografi Indonesia (PARI) Sulawesi-Selatan
INTISARI
Magnetic resonance imaging (MRI) and ultrasonografi (USG) adalah peralatan pencitraan non-invasif yang telah digunakan secara luas pada pencitraan radiologi diagnostik. Umumnya MRI dan USG dianggap sebagai pemeriksaan yang aman karena tidak menggunakan radiasi ionisasi.
Namun banyak penelitian yang mengindikasikan kemungkinan adanya resiko pada pemeriksaan Ultrasound dan MRI. Dengan demikian, penting untuk mengetahui mengapa kemungkinan tersebut dapat terjadi sehingga penggunaannya dapat dilakukan secara bijak dan berdasarkan indikasi medis.
Pendahuluan
MRI adalah pencitraan radiology mutakhir yang memanfaatkan interaksi proton-proton tubuh dengan gelombang radiofrekuensi (RF) dalam medan magnet kuat. Sedangkan USG atau Ultrasonografi adalah pencitraan yang menggunakan gelombang suara berfrekuensi tinggi ( 2- 13 Mhz) untuk memperlihatkan gambaran organ-organ tubuh yang disebut Sonogram.1
Dibandingkan dengan jenis pencitraan yang menggunakan radiasi ionisasi (Sinar-X atau radiasi pancaran dari bahan radioaktif), jelas kedua jenis pemeriksaan ini lebih aman, sehingga terkesan secara populer bahwa kedua jenis pemeriksaan ini aman sehingga tak ada keraguan dilakukan pemeriksaan berulang-ulang dalam waktu kapan saja, bahkan sebagian pemeriksaan misalnya melakukan pemeriksaan USG untuk mengambil print photo bayi dalam kandungan sebagai arsip keluarga dari bulan-bulan kehamilan telah menjadi sebagai suatu gaya hidup.The American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) merilis pernyataan berikut ini:
The AIUM sangat menetang penggunaan non medis dari ultrasound untuk tujuan psychososial atau tujuan-tujuan hiburan (entertainment purposes). Penggunaan baik 2 dimensi (2D) atau (3D) ultrasound hanya untuk melihat fetus, memperoleh gambar fetus, atau menentukan jenis kelamin (fetal gender) tanpa indikasi medis adalah tidak tepat serta tidak sesuai dengan praktek medis yang bertanggung jawab2.
Dari kajian independen kedua jenis pemeriksaan tersebut tanpa dipengaruhi oleh perbandingan dengan pencitraan yang menggunakan radiasi ionisasi, apakah kedua jenis pemeriksaan ini betul-betul aman adalah merupakan topik yang menarik untuk dikaji .
Klasifikasi radiasi
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi non-pengion.
Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi pengion adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Setiap jenis radiasi memiliki karakteristik khusus.
Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi non-pengion antara lain adalah gelombang radio (yang membawa informasi dan hiburan melalui radio dan televisi); gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (yang memberikan energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (yang bisa kita lihat); sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari). Gelombang radiofrekuensi yang digunakan pada MRI adalah Radiasi non-pengion3.
Interaksi Radiasi dan Gelombang Ultrasound Dengan Medium Biologi
Tubuh terdiri dari berbagai macam organ seperti hati, ginjal, paru dan lainnya. Setiap organ tubuh tersusun atas jaringan yang merupakan kumpulan sel yang mempunyai fungsi dan struktur yang sama. Sel sebagai unit fungsional terkecil dari tubuh dapat menjalankan fungsi hidup secara lengkap dan sempurna seperti pembelahan, pernafasan, pertumbuhan dan lainnya. Sel terdiri dari dua komponen utama, yaitu sitoplasma dan inti sel (nucleus). Sitoplasma mengandung sejumlah organel sel yang berfungsi mengatur berbagai fungsi metabolisme penting sel. Inti sel mengandung struktur biologic yang sangat kompleks yang disebut kromosom yang mempunyai peranan penting sebagai tempat penyimpanan semua informasi genetika yang berhubungan dengan keturunan atau karakteristik dasar manusia. Kromosom manusia yang berjumlah 23 pasang mengandung ribuan gen yang merupakan suatu rantai pendek dari DNA (Deooxyribonucleic acid) yang membawa suatu kode informasi tertentu dan spesifik.
Jenis Interaksi radiasi maupun gelombang ultrasound dengan tubuh (medium bilogi) dapat berupa :
1. Terjadi Pemantulan misalnya pada USG
2. Penyerapan
- Transfer energi
- Ionisasi
- Eksitasi
- Efek Fotolistrik, Compton, Produksi
Pasangan.
Gelombang radiofrekuensi hanya akan memberikan transfer energi dan pada energi tertentu dapat mengeksitasi sedangkan Gelombang ultrasound akan diserap, dan dipantulkan. Dengan besarnya penyerapan tergantung pada koefisien serapan dari materi. Berikut jenis organ dan koefisien serapannya :
Gelombang radiofrekuensi hanya akan memberikan transfer energi dan pada energi tertentu dapat mengeksitasi sedangkan Gelombang ultrasound akan diserap, dan dipantulkan. Dengan besarnya penyerapan tergantung pada koefisien serapan dari materi. Berikut jenis organ dan koefisien serapannya :
Organ Koefisien serapan (cm-1)
Otot 0,13
Lemak 0,05
Otak 0,11
Tulang 0,4
Air 2,5 x 10-4
Beberapa efek dari gelombang radiofrekuensi dan ultrasound dapat dibagi dalam tiga kelompok utama yaitu1 :
• Mekanik berupa Vibrasi jaringan yang dapat membentuk emulsi
• Panas :
Sebagai contoh dari efek penyerapan (transfer energi) adalah Untuk dosis 1 Gy = 1 J/kg bahan = 0,24 kal. Dengan menggunakan persamaan :Q = m c Δ t dengan c tubuh = 0,83 kal/grmºC, akan di dapat Δ t = (0,24)/(1000 x 0,83) ºC = 0,28 mili ºC sehingga perubahan suhu terlalu kecil untuk dideteksi.
• Kimia :
• Depolymerisation – secara eksperimental ultrasound dapat merusak polisakarida dan polipetida yang mencakupi DNA. Efek ini belum dilaporkan pada prosedur USG rutin.
• Oksidasi
• Reduksi
Efek Gelombang ultrasound
Meskipun ultrasound sendiri tidak menghasilkan audible noise, vibrasi sekunder dapat menghasilkan noise sebesar 100 decibels, meyebabkan fetus untuk bergerak. Efek lain yang sepenuhya belum dipahami betul meliputi pembentukan gelembung-gelembung kecil dalam jaringan (suatu proses yang dikenal dengan sebutan cavitation), menginduksi aliran dalam cairan tubuh serta menghasilkan creation sejumlah zat-zat beracun (toxic chemicals)4.
Menurut suatu penelitian tahun 1998 suhu meningkat sekitar 4.5 degrees Centigrade (8.1 derajat Fahrenheit) yang diukur pada otak fetus yang diperiksa selam 2 menit dengan USG Doppler5. Penelitian lain menunjukkan efek merugikan pada divisi sel dalam sumsum tulang yang sedang dipapar ultrasound. 6
Pada Oktober 2004, Pasko Rakic, Kepala Bagian Neurobiology pada Yale University, mengumumkan bahwa dia dan koleganya telah menemukan kelainan dari migrasi normal sel-sel dalam otak fetus selama dipapar dengan ultrasound. Rakic sedang melakukan penelitian yang berbiaya miliar untuk melihat efek yang sama yang terjadi pada kera selama kehamilan. Pada manusia, gangguan semacam itu biasanya dijumpai akibat virus, mutasi gen dan pemakian obat-obat tertentu yang diperkirakan menyebakan autisme maupun ketidak mampuan belajar7. Pada penelitian-penelitian lain terhadap yang telah terpapar ultrasound dicurigai terjadinya gangguan pertumbuhan, dyslexia, dan keterlambatan berbicara8.
Efek dari Interaksi gelombang suara dengan tubuh sangat kompleks dan dipengaruhi oleh banyak factor salah satunya adalah perbedaan respon sel (tulang berbeda dengan otot). Tulang sangat sensitive terhadap panas akibat ultrasound: kepala fetus pada trimester ketiga memanas hingga 50 kali lebih cepat dibandingkan jaringan otak yang berarti jaringan otak yang terbungkus tulang tengkorak, seperti pada kelenjar pituitary dan hypothalamus, rentang terhadap resiko sekunder kenaikan suhu9.
Efek Interaksi Gelombang radiofrekuensi
Termal efek
Terjadi kenaikan suhu (panas) pada jaringan. Sirkulasi darah otak mampu membuang kelebihan panas dengan meningkatkan aliran darah local. Namun kornea mata tidak memiliki mekanisme regulasi temperature demikian sehingga dapat menyebabkan katarak premature yang biasanya banyak ditemukan pada teknisi yang bekerja pada high power radio transmitters. Telah di klaim bahwa kerusakan beberapa bagian mudah terjadi dengan kenaikan suhu terutama struktur anatomi dengan system vaskularisasi yang sedikit seperti serat saraf. Walau kemungkinan terjadi pada penggunaan radiofrekuensi pada pesawat MRI masih memerlukan penelitian mendalam1.
Non-thermal effects
Catatan biophysicist Jerman Roland Glaser, telah membuktikan bahwa ada beberapa molekul thermoreceptor dalam sel, dan bahwa mereka mengaktifkan pemancaran messenger systems kedua dan ketiga, Mekanisme ekspresi gen dan produksi heat shock proteins untuk mempertahankan sel melawan metabolic cell stress yang disebabkan oleh panas. Peningkatan suhu yang menyebabkan perubahan ini sangat kecil .
Peneliti Swedia dari Universitas Lund, Salford, Brun, Perrson, Eberhardt and Malmgren, telah mempelajari efek-efek radiasi mikrowave pada otak tikus. Mereka menemukan kebocoran albumin ke dalam otak melalui suatu perembesan blood-brain barrier1.
Efek Interaksi Medan Magnet .
Kemungkinan Efek merugikan dari paparan medan magnet pada pekerja magnetic resonance imaging (MRI), mengacu pada international guidelines on limiting occupational exposure to electromagnetic fields (EMFs), Health Protection Agensy (HPA), the World Health Organization (WHO) serta the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) .
Berikut tiga kelas interaksi fisika medan magnet statis dengan system biologi yang telah di dukung oleh data eksperimental :
(1) Interaksi Elektrodinamika dengan arus konduksi. Arus ion berinteraksi dengan medan magnet static sebagai suatu hasil gaya Lorentz yang mendesak pergerakan pembawa muatan. Efek ini menimbulkan arus dan potensial listrik. Aliran potensial (arus konduksi) biasanya dihubungkan dengan kontraksi ventikel dan pemompaan darah ke dalam aorta.Interaksi Lorentz juga dihasilkan pada gaya magnetohydrodynamic force yang melawan aliran darah. Penurunan aliran darah aorta diestimasi hingga 10% pada 15 T.
(2) Efek Magnetomekanik.
(3) Efek pada electronic spin states dari reaksi intermedial. Beberapa kelasrekasi kimia organik dapat dipengaruhi oleh medan magnet static pada range 10 hingga 100mT sebagai suatu hasi dari efek pada electronic spin states dari reaksi intermedial. Suatu spin- berkorelasi dengan pasangan radikal yang mungkin merupakan rekombinasi dan mencegah pembentukan suatu produk reaksi. Kebanyakan penelitian menggunakan efek medan magnet pasangan radikal.
Sejumlah efek bilogis yang berbeda dari medan magnet statis telah dilakukan in vitro. Endpoints studi mencakup orientasi sel, aktifitas metabolisme sefisiologi membrane sel,ekspresi gen, pertumbuhan sel dan genotoksisitas.Terdapat evidensi bahwa medan magnet statis dapat mempengaruhi beberapa endpoints pada intensitas lebih rendah dari 1 T, dalam mT range.
Dalam studi epidemologi pada pekerja (operator MRI) dicurigai potensi munculnya kanker, perubahan haematologi, aberasi kromosom, reproductif outcomes, dan kelainan musculoskeletal. Percobaan pada binatang dalam laboratorium ditemukan gejala gangguan pada system saraf, jantung dan aliran darah serta system endokrin10,11.
Kesimpulan.
Dari data teoritis dan eksperimental menunjukkan kemungkinan terjadinya efek merugikan pada penggunaan ultrasound pada USG, frekuensi radio dan medan magnet pada MRI, sehingga sebaiknya pemeriksaan tersebut dilakukan mutlak berdasarkan kebutuhan medis, dengan tetap mengupayakan pengurangan waktu dan dosis paparan. Pengurangan dosis paparan dapat ditunjang ditunjang oleh pengetahuan dan keterampilan yang memadai dari operator.
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.provet.co.uk/health/diagnostics/ultrasoundeffects.htm
2. http://www.greenfacts.org/en/static-fields/l-3/4-interactions-body.htm
3. Harmful effects of ultrasonic radiation on the human body FROM
www.diversitas.org/db/x.php?dbcode=pr&go=e&id=1480
4. Jagannathan, N.R. Magnetic resonance imaging (MRI): effects of electro-magnetic
radiation and safety aspects from http://ieeexplore.ieee.org/Xplore
5. Jim Giles, “Ultrasound scans accused of disrupting brain development,”
news@nature.com, 10/27/2004 at www.nature.com.
6. K.A. Salvesen, L.J. Vatten, S.H. Eik-Nes, K. Hugdahl, L.S. Bakketeig, “Routine
ultrasonography in utero and subsequent handedness and neurological development,”
British Medical Journal, Vol. 307, 1993, 159-64. H. Kieler, O. Axelsson, B.
Haglund, S. Nilsson, K.A. Salvesen, “Routine ultrasound screening in pregnancy
and children’s subsequent handedness.” Early Human Development, Vol. 50, 1998,
233-45.
7. M.M. Horder, S.B. Barnett, G.J. Vella, M.J. Edwards, A.K.W. Wood, “Ultrasound-
induced temperature increase in the guinea pig fetal brain in utero: third-
trimester gestation.” Ultrasound in Medicine and Biology, Vol. 24, No. 5, June
1998, 1501-10; M.M. Horder, S.B. Barnett, G.J. Vella, M.J. Edwards, A.K.W. Wood,
“In vivo heating of the guinea pig fetal brain by pulsed ultrasound and estimates
of Thermal Index,” Ultrasound in Medicine and Biology, Vol. 24, No. 5, June 1998,
1467-74.
8. MRI – EC Physical Agents Directive from www.hpa.org.uk/radiation/
9. S.B. Barnett, M.J. Edwards, P. Martin, “Pulsed ultrasound induces temperature
elevation and nuclear abnormalities in bone marrow cells of guinea pig femurs.”
Proceedings of the 6th World Congress on Ultrasound Medicine, No. 3405
( Copenhagen, Denmark: WFUMB, 1991).
10. S.B. Barnett, “Can diagnostic ultrasound heat tissue and cause biological
effects?” In S.B. Barnett and G. Kossoff, eds., Safety of Diagnostic Ultrasound
(Carnforth, UK: Parthenon Publishing, 1998), 30–31.
11. S.B. Barnett, “Sensitivity to diagnostic ultrasound in obstetrics,” In S.B.
Barnett andG. Kossoff, eds., Safety of Diagnostic Ultrasound. (Carnforth, UK:
Parthenon Publishing, 1998), 58.
12. Ted Nace Conflicts of Interest: Understanding the Safety Issues Around Prenatal
3D Ultrasound http://www.askquestions.org/articles/ultrasound/
14. http://www.fda.gov/FDAC/features/2004/104_images.htmlFDA Cautions Against
Ultrasound 'Keepsake' Images
15. Website Info Nuklir
SIR : http://ss-radiology.blogspot.com/2008/08/mri-dan-usg-aman_12.html
