Revolusi Akselerator: Dari Pengobatan Kanker hingga Pencitraan Canggih

Foto Cyclotron Proteus C-235 dan garis balok di Bronowice Cyclotron Center. Pemercepatan partikel yang digunakan untuk penelitian nuklir dan radioterapi proton (Sumber: shutterstock)

Akselerator partikel telah menjadi alat yang sangat penting dalam bidang medis. Berbagai jenis akselerator digunakan untuk diagnosis, terapi, dan penelitian medis. Artikel ini akan membahas jenis-jenis akselerator yang umum digunakan dalam bidang medis dan aplikasinya, disertai dengan literatur yang relevan.

Linac (Linear Accelerator) menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mempercepat partikel bermuatan, seperti elektron, sepanjang lintasan lurus. Linac digunakan dalam terapi radiasi kanker, di mana sinar-X berenergi tinggi digunakan untuk menghancurkan sel-sel kanker (Podgorsak, 2005). Synchrotron, yang mempercepat partikel bermuatan sepanjang lintasan melingkar dengan menggunakan medan magnet yang kuat, digunakan untuk produksi sinar-X berenergi tinggi untuk pencitraan medis dan terapi proton untuk kanker (Schulke, 2007).

Cyclotron mempercepat partikel dengan menggunakan medan magnet dan listrik dalam lintasan spiral dan digunakan untuk produksi radioisotop untuk pencitraan PET (Positron Emission Tomography) dan terapi proton (Wilson, 1946). Betatron, yang menggunakan medan magnet untuk mempercepat elektron dalam lintasan melingkar, digunakan dalam terapi radiasi dan pencitraan sinar-X (Wideroe, 1928).

Dalam aplikasi medis, akselerator digunakan dalam berbagai cara. Terapi radiasi kanker memanfaatkan Linac dan Synchrotron untuk menghasilkan sinar-X berenergi tinggi yang dapat menargetkan dan menghancurkan sel-sel kanker tanpa merusak jaringan sehat di sekitarnya (Delaney et al., 2005). Terapi proton menggunakan Cyclotron dan Synchrotron untuk menghasilkan proton yang menargetkan tumor dengan presisi tinggi, mengurangi kerusakan pada jaringan sehat (Paganetti, 2012).

Dalam pencitraan medis, Cyclotron digunakan untuk memproduksi radioisotop yang digunakan dalam pencitraan PET. PET sangat berguna untuk mendeteksi kanker, penyakit jantung, dan gangguan otak (Phelps, 2004). Synchrotron juga digunakan dalam penelitian biomedis untuk studi struktur protein dan bahan biologis lainnya dengan menggunakan sinar-X berenergi tinggi (Als-Nielsen & McMorrow, 2011).

Akselerator partikel memiliki peran vital dalam kemajuan teknologi medis. Dari terapi radiasi hingga pencitraan canggih, akselerator membantu dalam diagnosis dan pengobatan penyakit yang sebelumnya sulit ditangani. Literasi dan penelitian yang berkelanjutan akan memastikan penggunaan akselerator yang lebih efektif dan efisien dalam bidang medis di masa depan.

Referensi

Podgorsak, E.B. (2005). Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students. IAEA.

Schülke, W. (2007). Electron Dynamics by Inelastic X-Ray Scattering. Oxford University Press.

Wilson, R.R. (1946). Radiological use of fast protons. Radiology, 47(5), 487-491.

Wideröe, R. (1928). Über ein neues Prinzip zur Herstellung hoher Spannungen. Archiv für Elektrotechnik, 21(4), 387-406.

Delaney, G., Jacob, S., Featherstone, C., & Barton, M. (2005). The role of radiotherapy in cancer treatment. Cancer, 104(6), 1129-1137.

Paganetti, H. (2012). Proton Therapy Physics. CRC Press.

Phelps, M.E. (2004). PET: Molecular Imaging and Its Biological Applications. Springer.

Als-Nielsen, J., & McMorrow, D. (2011). Elements of Modern X-ray Physics. Wiley.