ANALISIS DOSIS OUTPUT SINAR-X PESAWAT LINEAR ACCELERATOR (LINAC) MENGGUNAKAN WATER PHANTOM

Analisis Dosis Output Sinar-X Pesawat Linear Accelerator (Linac) Menggunakan Menggunakan Water Phantom

2015

ANALISIS DOSIS OUTPUT SINAR-X PESAWAT LINEAR ACCELERATOR (LINAC) MENGGUNAKAN WATER PHANTOM

Indrawanto Paningaran*, Syamsir Dewang**, Bannu Abdul Samad** *Alumni Jurusan Fisika Konsentrasi Fisika Medik FMIPA UNHAS ([email protected]) ** Jurusan Fisika FMIPA UNHAS

ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang analisis dosis output sinar-X pesawat LINAC dengan energi 6 dan 10 MV. Ukuran Lapangan yang digunakan adalah 10 x 10 cm 2 , kedalaman 10 cm dan SSD 100 cm .Dari hasil pengukuran didapatkan muatan yang selanjutnya digunakan untuk menentukan dosis berkas. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui kondisi pesawat LINAC selama digunakan dengan mengacu pada nilai 1 cGy sama dengan 1 MU yang di peroleh dari analisis tissue phantom ratio, ionisasi chamber, suhu, tekanan, kelembaban, efek polaritas dan rekombinasi ion. Hasil analisis menunjukan bahwa pada berkas sinar-X 6 MV dosis yang diperoleh yakni 0.99 cGy/1MU dan untuk berkas sinar-X 10 MV dosis yang diperoleh yakni 1.02 cGy/1MU, dengan deviasi pengukuran 1 % dan 2 % dimana nilai ini masih dalam rentang toleransi pengukuran yaitu <3%. Kata Kunci :LINAC, muatan, Grey, MU, Sinar-X

ABSTRACT research on the analysis of the X-ray output dose plane with the energy LINAC 6 and 10 MV. Field size used was 10 x 10 cm2, a depth of 10 cm and 100 cm SSD . From the measurement results obtained charge which is then used to determine the dose of the file. This analysis aims to determine the best conditions linac for use with reference to the value of 1 is equal to 1 cGy MU obtained from the analysis of tissue phantom ratio, ionization chamber, temperature, pressure, humidity, polarity effect and ion recombination. Results of the analysis showed that the X-ray beam 6 MV doses obtained namely 0.99 cGy / 1MU and for the X-ray beam 10 MV doses obtained namely 1.02 cGy / 1MU, with a deviation of the measurement 1% and 2 % where the value is still within the range measurement tolerances of <3%. Keywords: LINAC, charge, Grey, MU, X-rays .

1|FISIKA FMIPA UNHAS


1.

2015

pesawat LINAC jenis varian HCX 5640

Pendahuluan LINAC

dirancang

untuk

menghasilkan berkas foton dan elektron. Berkas foton digunakan untuk menyinari tumor yang berada dalam jaringan tubuh misalnya kanker payudara, Ca cervix dan

untuk energi 6 MV dan 10 MV pada kedalaman 10 cm phantom

dengan

menggunakan water menganalisis

muatan

(charge) yang di tangkap oleh sebuah alat yang dinamakan Farmer Chamber.

Canasofaring, sedangkan berkas elektron untuk

menyinari

Teori

kanker

kulit.

radioterapi

dirasa

Peristiwa terjadinya sinar-X diawali

sangat menguntungkan dan memberikan

dari percobaan Heinrich Hertz pada tahun

harapan bagi pasien kanker untuk sembuh

1887 dengan menggunakan tabung hampa

dengan biaya yang relatif murah.Kasus

yang berisi katoda dan anoda. Katoda dan

kesalahan penyinaran sehubungan dengan

anoda dihubungkan dengan sumber listrik E.

pesawat Radioterapi LINAC

biasanya

Pada tegangan E, yang rendah tidak ada arus

berawal dari berkas radiasi yang keluar tidak

elektron dari katoda ke anoda yang dapat

sesuai

dilihat dari galvanometer. Pada saat katoda

Keberadaan

kasus

pesawat

harapan

saat

akan

menyinari

pasien[10].

disinari gelombang pendek elektromagnetik

technical Report Series (TRS) 398 adalah sebuah aturan mengenai dosis yang dikeluarkan oleh alat radiasi. International Atomic

Energy

merekomendasikan

Agency agar

(IAEA)

dosis

ternyata dari katoda keluar elektron menuju anoda yang diamati dari galvanometer. Pesawat Radioterapi Linear Accelerator Radiotherapy

yang

adalah

suatu

dalam terapi pasien memiliki

spesifikasi klinis yang menggunakan radiasi

ketidak akuratan yang dapat ditolerir pada

pengion baik sinar elektromagnetik maupun

jangkauan ± 5%, bahkan keluaran radiasinya

partikel bermuatan untuk mengobati tumor

bisa sampai ± 3%[5].

ganas (kanker) dan beberapa keadaan (tumor

diberikan

Berdasarkan uraian diatas, penulis

jinak).

Tujuan

radiotherapy

adalah

merasa penting untuk melakukan penelitian

memberikan dosis radiasi yang tepat pada

untuk

volume

menganalisis

dosis

output

dari

tumor

yang

ditentukan

untuk



membunuh

tumor

dengan

2015

kerusakan

seminimal mungkin pada jaringan sehat sekitarnya[3]. LINAC

termasuk

megavoltage,

merupakan perangkat yang menggunakan gelombang frekuensi

elektromagnetik tinggi,

dengan

bertujuan

untuk

mempercepat partikel bermuatan seperti elektron energi tinggi melalui sebuah tabung linear.

Elektron

energi

tinggi

yang

dihasilkan dapat digunakan untuk terapi tumor

yang

dekat

pada

Gambar I Skema yang menunjukkan komponen dasar pada bagian kepala linear accelerator. A, Komponen untuk menghasilkan sinar-x.B, Komponen untuk menghasilkan elektron (diambil dari Khan, Faiz M. 2010.The Physics of Radiation Therapy. Lippincott Williams and Baltimore)

permukaan

(superficial tumours), atau ditembakkan ke sebuah target untuk menghasilkan sinar-X

Petunjuk Praktis Pengukuran Berkas Foton Energi Tinggi Berdasarkan TRS 398

energi tinggi yang dapat digunakan untuk terapi tumor pada kedalaman tertentu[4][1]. Pesawat LINAC

secara berulang

TRS 398 merupakan kode praktis yang diaplikasikan pada

berkas Foton klinis

(siklik) dapat mempercepat elektron dengan

berenergi tinggi dengan kisaran 6 MV

energi kinetik dari rentang 4 sampai 25

hingga 18 MV. Fantom yang digunakan

MeV.

dengan

harus 5 cm lebih panjang pada setiap sisinya

menggunakan gelombang mikro RF (Radio

daripada lapangan yang digunakan dan

Frequency) non-konservatif dengan batas

sekurang-kurangnya

frekuensi antara 103MHz hingga 104 MHz[8].

kedalaman

Elektron

dipercepat

5

g.cm-2

pengukuran

melebihi

maksimum.

Umumnya, air merupakan material yang Proses keluaran sinar-X dan elektron dapat

direkomendasikan

ditunjukkan pada gambar di bawah:

pengukuran berkas elektron namun pada keadaan

untuk

tertentu

fantom

fantom

pada

plastik

dimungkinkan pada kualitas berkas R50 < 4 g.cm-2.



2015

Chamber ionisasi yang direkomendasikan

dari Tekanan, suhu dan kelembaban

dalam pengukuran absolut berkas elektron

yang diukur.kelec adalah faktor kalibrasi

yaitu chamber ionisasi keping sejajar (plane

elektrometer, jika dalam sertifikat tidak

parallel

ionization

dicantumkan faktor tersebut maka nilai

silindris

juga

chamber).

dapat

Chamber

digunakan

untuk

elektron dengan kualitas berkas R50 ≥ 4 g.cm-2.

kelec adalah 1. II.5.3

Faktor

Tekanan,

Suhu,

dan

Kelembaban.

II.5.1. Penentuan kualitas berkas Kualitas tissue-phantom

berkas ratio

Setelah kita mengukur tekanan,suhu

ditentukan (TPR20,10),

oleh

dan kelembaban, kita dapat mengukur

yang

,dimana

adalah

faktor

koreksi

merupakan dosis serap pada kedalaman 20

temperatur dan tekanan udara terhadap

cm dan 10 cm. Diukur 100 cm dari jarak

keadaan referensi 20°C dan 101,325 kPa,

sumber ke bidang 10 cm x 10 cm. Jika nilai

besarnya

TPR20,10

dengan persamaan:

tidak

tersedia,

maka

dapat

koreksi

ini

dapat

ditentukan

ditentukan oleh:

(2.6)

TPR20,10=1,2661PDD20,10- 0,0595

(2.4) II.5.4 Efek Polaritas

II.5.2 Pembacaan Ionisasi Chamber Kebanyakan Dosimeter

pembaca

)

pada

energi

tinggi

penyinaran

foton

efek

pada

polaritas

kualitas penyinaran Q di pengaruhi oleh

diabaikan, namun hal itu harus diperiksa

jumlah

kalibrasi

untuk setiap kombinasi kualitas chamber

elektrometer, efek polaritas dan rekombinasi

yang digunakan. kpol adalah faktor

ion.

koreksi respon detektor ionisasi terhadap

suhu

dan

tekanan,

efek pergantian polaritas yang diberikan (2.5) Dimana

dan

adalah

pembacaan tanpa pengukuran dan tanpa radiasi dan

.

pada detektor. Nilai kpol dapat dihitung dengan persamaan : (2.7)

terdiri 4|FISIKA FMIPA UNHAS


berkas foton dan ND,w,Qo adalah koefisien

II.5.5 Rekombinasi Ion ks adalah faktor koreksi respon detektor

ionisasi

2015

terhadap

kurang

lengkapnya pengumpulan muatan pada

kalibrasi dalam hal dosis serap air pada kualitas referensi

. Nilai konstanta ND,w,Qo

adalah 4,82 x

.

ionisasi di udara. Nilai ks dapat dihitung dengan persamaan :

II.5.7Penentuan Keluaran Berkas foton Pada Kedalaman Maksimum,Zmax (2.8) Dibutuhkan PDD untuk menentukan

II.5.6 Penentuan Keluaran Berkas foton Pada Kedalaman Referensi, Zref Keluaran

berkas

foton

maksimum. Data pengukuran PDD biasanya pada

kedalaman referensi ditentukan dengan pengukuran

ionisasi

keluaran berkas foton pada kedalaman

menggunakan

dosimeter. Pengukuran dilakukan di dalam phantom air berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm, aplikator 10 cm x10 cm, (SSD) Source

telah disediakan dari pihak rumah sakit melalui

pengukuran

oleh

fisikawan

medisnya. Penentuan dosis serap pada kedalaman maksimum dapat ditentukan dengan persamaan : Dw,Q(zmax) = 100 Dw,Q (zref) / PDD(zref) (2.10)

Surface Distance 100 cm dan pada kedalaman Zref

yang nilai Zref = 10

atau sesuai pada persamaan 5. Berkas

foton

untuk

kedalaman

Zref

ditentukan dengan persamaan

Dengan 100 adalah nilai 100%, Dw,Q (zref) adalah dosis serap pada kedalaman Zref, dan PDD(zref) adalah nilai presentase untuk pengukuran di kedalaman Zref. Penentuan keluaran berkas foton pada kedalaman maksimum

Dw,Q= MQ . ND,w,Qo . kQ,Qo (2.9)

bertujuan

untuk

mengatur

bacaan detektor monitor dalam satuan MU sehingga 1 cGy sama dengan 1 MU..

(kQ,Qo) adalah faktor koreksi perbedaan antara

respon

detektor

ionisasi

dalam

METODOLOGI PENELITIAN

kualitas berkas yang digunakan sebagai

Pengukuran dosis serap dilakukan dalam

kalibrasi detektor (Co-60) terhadap kualitas

medium water phantom dengan kondisi SSD 5|FISIKA FMIPA UNHAS


2015

100 cm dan luas lapangan penyinaran yang

Faktor

6

10

divariasikan, dan luas lapangan penyinaran

Koreksi

MeV

MV

10 cm x 10 cm serta dengan nominal energi

kpol

1,002

1,001

berkas elektron yang divariasikan yaitu 6

kS

1,004

1,004

MV dan 10 MV. Detektor ion chamber

kelec

1

1

kq

0,994

0,981

PDDzref

66.5%

73.4%

silinder pada permukaan water phantom dirangkaikan

dengan

elektrometer

ion

chamber yang telah terhubung dengan

Penentuan Keluaran Berkas foton Pada

komputer. Penyinaran dilakukan sebanyak 5

Kedalaman Referensi, zref dan

kali pada tegangan 300 V dan -300 V, 100 V

Maksimum, zmax

dan 300 V serta 300 V pada tiap nominal

Hasil pengukuran dan penentuan keluaran

energi

berkas elektron energi nominal 6 dan 10 MV

dimaksudkan

agar

data

yang

diperoleh lebih akurat. Pengambilan data

dapat dilihat pada Tabel 3.

menggunakan detektor dioda dilakukan setelah. Analisis data dilakukan dengan dengan bantuan aplikasi Microsoft Excel

Tabel 2. Penentuan keluaran berkas foton

2007. Energi

HASIL DAN PEMBAHASAN Pesawat

radioterapi

linear

(MV)

accelerator

(LINAC) yang digunakan adalah pesawat LINAC Merk Varian tipe HCX 6540. Kalkulasi Faktor Koreksi Nilai faktor-faktor koreksi beserta PDD di kedalaman tertentu dapat dilihat pada Tabel 2, yang selanjutnya nilai tersebut digunakan untuk menentukan keluaran berkas elektron energi nominal 6 dan 18 MV pada pesawat LINAC Merk Varian Tipe HCX 6540.

Penentuan keluaran pada zref (cGy)

Penentuan

keluaran pada zmax (cGy/1 MU)

Deviasi keluaran pada zmax terhadap Monitor Unit

6

0.664

0.998

0,2%

10

0.748

1.019

1.9%

Berdasarkan pembahasan

hasil mengenai,

penelitian maka

dan dapat

disimpulkan bahwa: 1. Hasil analisis suhu, tekanan dan muatan Pada energi 6 MV terjadi penyimpangan dosis sebesar 0.002 cGy dan pada energi 10 MV terjadi penyimpangan dosis sebesar 0.019 cGy yang nilai

tersebut

berbeda

Tabel 1 Faktor Koreksi 6|FISIKA FMIPA UNHAS


dengan nilai acuan namun masih

Pengetahuan

berada pada batas yang dapat di tolerir

Hasanuddin, Makassar.

yakni 3%.

4

dan

Suharni,

Linear

2012.

Accelerator

dalam Penanganan Kasus Kanker”,

rumah sakit pendidikan Universitas

14,

Hasanuddin masih layak digunakan

Presentasi

pada terapi penyakit kanker ataupun

TeknologiAkselerator

tumor.

Aplikasinya. UGM, Yogyakarta. 5

Berkas

Produksi

PesawatLinac

dan

Ilmu

6

Simulasi

MV

AR,

Wahyuni,

Radiasi

ke

Permukaan

Medium (SSD) dan Luas Lapangan Penyinaran Accelerator

dari

Pesawat

(LINAC)”.

Linear Skripsi

Fisika.Fakultas Matematika dan Ilmu

testing

Dose

onStandards to

of

Water”.

Schwarzenbruck,Germany. 7

Khan, M, F,

2010. The Physics of

Radiation Therapy, The, 4th edition. Lippincott Wiliams and Wilkins

Hubungan Dosis Serap dengan Jarak Sumber

(TRS

of

Based

Absorbed

“Analisis

2013.

inRadiotherapy

on

IBA Dosimetry GmbH,2012.”Absolute

Practice

Carlo”,14.

Universitas Diponegoro, Semarang

Practice

RadiotherapyApplication of Codes of

Menggunakan

Monte

the

Dose Measurementsin External Beam

pengetahuan

Anam, C, 2011. “Kajian Spektrum 6

of

of

results”.Vienna.Austria.

Alam.Universitas Indonesia, depok.

Sinar-X

dan

Implementation

398):Review

Elekta

SL15”. Tesis. Fakultas Matematika

dan

International Atomic Energy Agency,

Dosimetry

Sinar-X 6 MV

Pertemuan

Ilmiah

InternationalCode

Anam, C, 2010. “Simulasi Monte

Pada

Prosiding

2005.”

Carlo untuk Kontaminasi Elektron

3

Darmawati

Universitas

HCX 5640 di instalasi radioterapi

DAFTAR PUSTAKA

2

Alam.

“Implementasi

2. Pesawat linear accelerator tipe varian

1

2015

8

Podgorsak E, B, 2005a. Treatment Machines

for

External

Beam

Radiotherapy, in Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students. Vienna, Austia: Publishing Section IAEA. 7|FISIKA FMIPA UNHAS


9

2015

Podgorsak E, B, 2005b. External Photon Beams: Physical Aspects, in Radiation

Oncology

Physics:

A

Handbook for Teachers and Students .Vienna, Austia: Publishing Section IAEA. 10

Pratiwi, R, F, 2010. ”Analisis Kualitas Berkas Radiasi Foton 10 MV pada Pesawat

Teleterapi

Linear

Accelerator”. Skripsi Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Universitas

Diponegoro,

Semarang. 11

Suharni, Diah, I, F, dan Anggraita P., 2010.”Tinjauan Teknologi Akselerator Linear (LINAC) Elekta Precise di RSUP Dr. Sardjito”.Prosiding PPI PDIPTN 2010Pustek Akselerator dan Proses BahanBATAN, Yogyakarta

12

Susworo,

2007.

Radioterapi, Radioterapi

:Dasar-Dasar

Tata Penyakit

Laksana Kanker”.

Jakarta. 13

Suyatno,

F,2008.”Aplikasi

Radiasi

Sinar- X di Bidang Kedokteran Untuk menunjang Kesehatan Masyarakat”. Pusat Rekayasa Perangkat NuklirBATAN Tangerang, Banten.


ANALISIS DOSIS OUTPUT SINAR-X PESAWAT LINEAR ACCELERATOR (LINAC) MENGGUNAKAN WATER PHANTOM

Recommend Documents