KAJIAN TENTANG PERHITUNGAN JUMLAH MONITOR UNIT PADA SOFTWARE ISIS YANG DIPAKAI DI BAGIAN TREATMENT PLANNING SYSTEM RADIOTERAPI RS. HASAN SADIKIN BANDUNG
LAPORAN TUGAS AKHIR –FI40Z1Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi tingkat sarjana di Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung
oleh Rizki Fadlilah Rachmat
10204054
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN TENTANG PERHITUNGAN JUMLAH MONITOR UNIT PADA SOFTWARE ISIS YANG DIPAKAI DI BAGIAN TREATMENT PLANNING SYSTEM RADIOTERAPI RS. HASAN SADIKIN BANDUNG
Oleh: Rizki Fadlilah Rachmat 10204054
Telah diujikan dalam sidang Sarjana mahasiswa Strata-1 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung pada hari Selasa, 24 Juni 2008 di depan tim pengguji yang terdiri dari :
Pembimbing : Dr. Siti Nurul Khotimah Penguji I
: Dr. rer. nat. Freddy Haryanto
Penguji II
: Dr. Enjang J. Mustopa
Telah disetujui dan disahkan, Pembimbing
Dr. Siti Nurul Khotimah
ABSTRAK
Linear accelerator adalah salah satu pesawat External Beam Radiotherapy (EBRT) yang dapat mengobati kanker. Input untuk software perangkat Linear accelerator adalah Jumlah Monitor Unit (MU). Perhitungan jumlah Monitor Unit di bagian Treatment Planning System Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung menggunakan software ISIS. Keakuratan perhitungan jumlah Monitor Unit menjadi sangat penting. Untuk itu, juga dibahas metode lain perhitungan jumlah Monitor Unit yaitu metode Monte Carlo. Kemudian nilai jumlah Monitor Unit hasil software ISIS dibandingkan dengan hasil simulasi Monte Carlo. Standar deviasi perbedaan hasil software ISIS dan simulasi Monte Carlo adalah (1-6)% untuk fieldsize (5x5)cm2, (7x7)cm2, (10x10)cm2, (15x15)cm2, (20x20)cm2, (24x24)cm2, (27x27)cm2, dan standar deviasi mengecil pada field of sizes yang membesar. Dibandingkan dengan hasil software ISIS, nilai hasil simulasi Monte Carlo cenderung lebih besar. Hal ini disebabkan prinsip dari simulasi Monte Carlo adalah probabilitas interaksi per partikel Foton sedangkan software ISIS memakai konsep geometri paparan radiasi, sehingga dapat dikatakan hasil simulasi Monte Carlo lebih akurat.
Kata kumci: Linear Accelerator, Monte Carlo, Monitor Unit iv
ABSTRACT
Linear accelerator is one of External Beam Radiotherapy (EBRT) equipment. Input for software to operate linear accelerator is the number of Monitor Unit (MU). Calculation of the number of Monitor Unit in division Treatment Planning System Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung was done by using software ISIS. Having accurate calculation of the number of Monitor Unit it is very important. Because of that, this final project has studied another method to calculate the number of Monitor Unit, i. e. Monte Carlo simulation. And then, we compare the number of Monitor Unit from software ISIS and from Monte Carlo simulation. Their standard deviations were (1-6)% for seven open fields of sizes (5x5)cm2, (7x7)cm2, (10x10)cm2, (15x15)cm2, (20x20)cm2, (24x24)cm2, (27x27)cm2, and the standard deviations decreased with the increased field of sizes. In comparison to the ISIS, the number of Monitor Unit from Monte Carlo simulation is bigger. This is caused by Monte Carlo simulation concepts that is probability of interaction from every Foton particle, however software ISIS uses radiation exposure geometry concept, so that Monte Carlo simulations are more accurate.
Kata kumci: Linear Accelerator, Monte Carlo, Monitor Unit v
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan karunian-Nya, tugas akhir ini dapat diselesaikan. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan penulis untuk menjadi Sarjana Fisika di Program Studi Fisika Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung Tugas akhir ini berjudul “Kajian Tentang Perhitungan Jumlah Monitor Unit Pada Software ISIS Yang Dipakai Di Bagian Treatment Planning System Radioterapi Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung” Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keakuratan metode perhitungan jumlah Monitor Unit dalam software ISIS yang dipakai di Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung. Dengan mengkaji software ISIS diharapkan dosimetri dalam Radioterapi menjadi semakin akurat, sehingga makin banyak pasien kanker yang terselamatkan Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Mama dan Papa, untuk kasih sayang dan cinta yang tidak pernah habishabisnya. Semoga Mama Papa selalu ada dalam lindungan Allah SWT 2. Teh Evi, Agigin, Teh Eka, Mas Jarot, Aa Radhi, Ade Redhi, Diaz keponakanku, Ma Ude, Bapa Emme, Ma Ecoh, untuk semua kasih sayang dan dukungannya 3. Ayud, yang menjadikan perjuangan menjadi begitu indah 4. Dr Siti Nurul Khotimah, untuk bimbingan yang terus-menerus diberikan kepada penulis, dari kermantau I, Kerja Praktek, Kermantau II sampai penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhirnya. Semoga Allah SWT membalas kebaikan yang lebih 5. Dr. rer. nat. Freddy Haryanto, sebagai pembimbing kedua setelah Bu Nurul dan penguji pada sidang penulis, terima kasih banyak Pak vi
6. Dr. Enjang J. Mustofa, atas kesediannya sebagai penguji pada sidang Tugas Akhir penulis. 7. Pak Rizal, Bu Euis, dan seluruh staf dosen Program Studi Fisika ITB, untuk pengajaran, bimbingan dan nasehat-nasehat yang insyaAllah bermanfaat 8. Pak Susilo, Pak Swandi dan seluruh staf di bagian Radiologi RS. Hasan Sadikin Bandung 9. Teman-teman HIMAFI 2004 ku tercinta, Lizi, Meira, Wina, Nise, Maya, Nyayu, Dea, Anne, Tyas, Rini, Sera, Anggi, Ijah, Nirmin, Keket, Teta, Emma 10. Semua teman-teman HIMAFI. Yang telah membuat penulis menemukan sisi lain diri dalam memaknai hidup 11. Pa Yeye, Pa Dedi, Bu Ratna dan segenap pegawai TU dan pegawai LFD, untuk bantuannya hingga penulis bisa berpenghasilan dan menyelesaikan Tugas Akhir penulis 12. Irma, Citra, Nyunyun, Rizka, Tya dan sahabat-sahabat lama yang tidak akan pernah saya lupakan. Terimakasih atas dukungan dan doanya. 13. Semua pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian Tuga Akhir ini Disadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini tidak terlepas dari berbagai kekurangan baik dari segi isi maupun bahasa, karena berbagai keterbatasan yang penulis miliki. Oleh karena itu, saran dan kritik dari pembaca sangat penulis harapkan untuk perbaikan pada masa yang akan datang. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi para pembaca sebagai salah satu sumbangan keilmuan, khususnya berkaitan dengan ilmu Fisika Medik
Bandung, Juni 2008 Penulis
Rizki Fadlilah Rachmat Nim 10204054 vii
DAFTAR ISI
ABSTRAK
iv
ABSTRACT
v
PRAKATA
vi
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang dan Rumusan Masalah
1
1.1.1
Latar Belakang
1
1.1.2
Rumusan Masalah
3
1.2
Ruang Lingkup Kajian
3
1.3
Tujuan Penelitian
3
1.4
Anggapan Dasar
4
1.5
Hipotesis
4
1.6
Metode dan Teknik Pengumpulan Data
4
1.6.1
Metode
4
1.6.2
Teknik Pengumpulan Data
5
viii
1.7
Sistematika Penulisan
5
BAB II
LINEAR ACCELERATOR
2.1
Definisi Linear Accelerator
6
2.2
Cara Kerja Linear Accelerator
7
2.2.1
Terapi Foton
9
2.2.2
Terapi Elektron
11
2.3
Penentuan Jumlah Monitor Unit Pada Linear Accelerator
11
2.3.1
Penentuan Jumlah Monitor Unit (MU) Berdasarkan European Society For Therapeutic Radiology And Oncology (ESTRO), booklet No.3
2.3.1.1
12
Penentuan Jumlah Monitor Unit (MU) berdasarkan booklet ESTRO No.3 dengan menggunakan Phantom Air Yang Besar
2.3.1.2
12
Penentuan Jumlah Monitor Unit (MU) berdasarkan booklet ESTRO No.3 dengan menggunakan Phantom Air Yang kecil
14
2.4
Quality Control
15
2.5
Kelemahan dan Solusi Pada Linear Accelerator
16
BAB III
PERHITUNGAN JUMLAH MONITOR UNIT MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO
3.1
Metode Monte Carlo
18
3.2
Meode Monte Carlo dalam perhitungan absolute dosis di Linac
19
ix
BAB IV
PERBANDINGAN DATA JUMLAH MONITOR UNIT MENGGUNAKAN SOFTWARE ISIS DAN SIMULASI MONTE BESERTA ANALISIS PERBEDAANYA
4.1
Data
25
4.1.1
Data Jumlah Monitor Unit Dengan Software ISIS
25
4.1.2
Data Jumlah Monitor Unit Dengan Simulasi Monte Carlo
26
4.2
Analisis Perbedaan Jumlah Monitor Unit Menggunakan Software ISIS dan Simulasi Monte Carlo 30
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1
Kesimpulan
35
4.2
Saran
36
DAFTAR PUSTAKA
37
BAB VI
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Linear Accelerator
7
Gambar 2.2 Kepala linac. A. model terapi Foton. B. model terapi electron. Form Karzmark CL, Morton RJ, A primer on theory and operation of linear accelerator in radiation therapy. Rockville, MD: U.S. Departement of Health and Human Service, Bureau of Radiological Health, 1981
8
Gambar 2.3 Laser vertical dan horizontal dalam ruang perawatan Linac
10
Gambar 2.4 Gantry dengan kemungkinan perputarannya
10
Gambar 2.5 Kondisi pengukuran output ratio OR(c) pada kondisi isocenter, sebagi rasio dosis untuk kolimator setting c dan kolimator setting cR dalam kondisi terhambur sempurna
13
Gambar 2.6 Kondisi pada pengukuran output ratio OO(c) pada kondisi isocenter, sebagai rasio dosis pada setingan kolimator c pada setingankolimator CR pada mini phantom
xi
14
Gambar 3.1 Skema dari susunan MC.
20
Gambar 4.1 Grafik perbedaan jumlah Monitor Unit software ISIS dengan simulasi Monte Carlo
32
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Variasi jumlah Monitor Unit terhadap variasi fieldsize
26
Tabel 4.2 Dxyz dengan variasi fieldsize
27
Tabel 4.3 Nilai Variasi
27
Tabel 4.4 Nilai
untuk variasi fieldsize
28
Tabel 4.5 Hasil jumlah Monitor Unit dengan metode Monte Carlo
30
Tabel 4.6 Tabel fieldsize dan nilai Monitor Unit rata-rata
30
Tabel 4.7 Perbedaan jumlah Monitor Unit software ISIS dengan simulasi Monte Carlo
31
xiii
