PENENTUAN DISTRIBUSI DOSIS SUMBER RADIASI LDR 192 Ir BRAKITERAPI MENGGUNAKAN FILM GAFCHROMIC EBT 2 DI MEDIUM AIR DAN UDARA

Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI Jakarta, 15-16 Juni 2010

PENENTUAN DISTRIBUSI DOSIS SUMBER RADIASI LDR 192Ir BRAKITERAPI MENGGUNAKAN FILM GAFCHROMIC EBT 2 DI MEDIUM AIR DAN UDARA Rifki Andrian 1, Margo S 1, Heru Prasetio 1,2, Atang 3, dan T Harianto 3 1

Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia Depok. 2 Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BATAN, Jakarta. 3 Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka – BATAN, Serpong.

ABSTRAK Ir-192 adalah sumber radiasi brakiterapi yang terkenal dimana-mana. Tujuan pembelajaran ini adalah untuk memperoleh gambaran fungsi dosimetri yang telah dijelaskan di AAPM TG-43 untuk karakteristik dosimetri sumber Ir-192 LDR yang digunakan dalam brakiterapi. Semua pengukuran diambil menggunakan film Gafchromic EBT 2 pada media udara dan air yang mirip dengan fantom dan nilai derajat kehitaman akan dianalisa menggunakan Image J software dengan mengubah chanel 3 warna RGB menjadi chanel 1 warna merah. Densitas optic yang berupa pixel value akan dikonversi menjadi dosis dengan data kalibrasi film. Pengukuran dilakukan dengan mengukur dosis pada jarak 1 cm sampai 5cm dengan interval 0.5 cm dan pada sudut polar 00 sampai 1800 interval 100. Fungsi dosimetri serupa dengan nilai dosis konstan, fungsi dosis radial dan anisotropi distribusi dosis yang ditemukan akan dibandingkan dengan apa yang telah menjadi kesepakatan dengan kalkulasi Monte Carlo. Pembelajaran ini menegaskan kemungkinan karakteristik dosimetri film Gafchromic EBT 2 pada parameter TG-43 untuk sumber Ir-192 LDR. Kata kunci : Brachytherapy ; Radiation dosimetry; Radiochromic film; TG-43

ABSTRACT Ir-192 source is widely used in dose rate brachytherapy. The aim of this study was to derive the brachytherapy dosimetric functions described in AAPM TG-43 to characterize the dosimetric properties LDR Ir-192 source. All the measurements were carried out with GAFCHROMIC EBT 2 radiochromic film in water equivalent solid phantom and the grey values were analyzed using Image J software with change 3 chanel comp colour level RGB to 1 chanel red comp level colour. Optical density of the film was converted to dose using calibration film established in this study. Measurements were carried out by measuring the dose at radial distances from 1 cm to 5.0 cm with interval of 0.5 cm and at polar angle 0°–180° in 10° intervals. Dosimetric functions such as dose rate constant, radial dose functions and anisotropy of the dose distribution were found to be in good agreement with Monte Carlo calculations. This study confirms the feasibility of radiochromic EBT film dosimetry in characterization of the TG-43 parameters for Ir-192 HDR source. Keywords: Brachytherapy; Radiation dosimetry; Radiochromic film; TG-43

kontinu selama keseluruhan durasi pada

I. PENDAHULUAN Teknik pengobatan kangker jarak

terapi. Hantaran radiasi yang dikeluarkan dari

dekat dengan mengguanakan sumber radiasi

sumber radioisotop akan terdistribusi ke

tertutup atau yang dikenal

Brakiterapi

suatu daerah di sekitar sumber radioisotop.

memiliki beberapa keuntungan, diantaranya

Distribusi dosis disekitar suatu sumber

adalah dosis yang sangat tinggi disekitar

radioisotop tersebut memiliki titik optimum

volume

jarak

dosis. Dimana titik optimum dosis ini

disekitar jaringan sehat dan dosis yang

merupakan suatu titik dosis yang paling

tumor,

memperhitungkan

PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI

55


banyak mengeluarkan hantaran radiasinya.

konstanta laju dosis,

Hal ini sangat penting untuk diketahui,

fungsi anisotropi dan factor anisotropi.

mengingat sumber radioisotop tersebut akan

Karakterisasi dosimetri ini telah diperkuat

diletakkan dekat dengan tumor dan juga

menggunakan percobaan langsung dan teknik

terdapat jaringan sehat disekitarnya. Untuk

simulasi monte carlo 4. Protocol ini telah

mengetahui titik optimum dosis diperlukan

diperkenalkan sebagai

cara

universal untuk sumber brakiterapi.

yang

mudah

guna

mempermudah

fungsi dosis radial,

teknik dosimetri

perhitungan dosis pada saat perlakuan terapi, diantaranya dengan membuat suatu simulasi program kurva distribusi dosis dari suatu sumber

radioisotop

atau

melakukan

Rekomendasi brakiterapi

TG-43

untuk

dosimetri

Karakteristik sumber brakiterapi telah ditentukan dengan menggunakan kedua cara,

eksperimen langsung. Perkembangan brakiterapi yang pesat

Experiment dan metode teori yang mengikuti

di dunia klinis, membuat perhitungan yang

rekomendasi AAPM yag telah dipublikasi

digunakan

variasi

dalam TG-43 report (Nath et al. 1995).

dosimetri . Sebagai contoh,

Mengikuti protokol ini, distribusi dosis

pada tahun 1975, Hilaris et al. mengukur

disekitar penutup/seal sumber barkiterapi

melibatkan

banyak 1

karakterisasi

125

konstanta laju dosis

I, model 6701 yang

bisa ditentukan menggunakan persamaan.

2

memiliki nilai 1.68 cGy.cm /m.Ci.hr, tetapi ditahun

yang

menemukan

sama laju

Anderson dosis

1.03cGy.cm2/m.Ci.hr untuk

125

et

al

konstan

I, model 6701,

menggunakan pendekatan sumber titik

2,3

.

.... (1)

dengan : = konstanata laju dosis,



G(r, ) = fungsi geometry

Hasil ini jelas menunjukan adanya banyak

g(r)

perbedaan konstanta laju dosis pada untuk

F(r, ) = fungsi anisotropi

= fungsi dosis radial

sumber yang sama. Perbedaan ini telah menghubungkan kepada perbedaan material fantom, dosimeter, seperti teknik dosimetri.

Konstanta Laju Dosis Konstantan laju dosis didefinisikan

Pada tahun 1995, AAPM TG-43 telah

sebagai laju dosis di air pada jarak 1 cm dari

memperkenalkan protocol kerja yang bisa

sumbu tegak per satuan kuat kerma di udara.

meminimalisasi

Konstanta

informasi

besarnya

dosimetri

yang

perbedaan juga

telah

ditentukan oleh para peneliti di seluruh dunia.

Karakteristik

dosimetri

laju

dosis

ditunjukkan

pada

persamaan: (2)

yang

direkomendasikan untuk digunakan adalah


56


Fungsi Dosis Radial

Fungsi Geometri Fungsi geometri menyatakan variasi distribusi spasial sumber akibat pengaruh ukuran sumber dan distribusi sumber aktif di dalam sumber tersebut. Factor geometri diberikan dengan persamaan :

Fungsi dosis radial adalah menghitung efek serapan dan hamburan dalam medium sepanjang sumbu tegak lurus. Dirumuskan dengan persamaan :

G(r, )= r-2 ( untuk sumber titik)

(5)

( untuk sumber garis) .......(3) Dengan L adalah panjang sumber radiasi

brakiterapi

yang

sedangkan β adalah sudut

digunakan,

Jarak

objek 1D atau 2D. Untuk setiap nilai θ, β berbanding terbalik

dengan nilai r, β

bernilai maksimum

pada θ bernilai π/2.

Berdasarkan skema pada Gambar 1, maka

dari sumber adalah nilai r

referensi sebagai tempat dimana nilai dosis optimum berada. Fungsi Anisotropi

yang dijadikan

acuan untuk menentukan sumber sebagai

1 cm

Fungsi

anisotropi

menentukan

anisotropi distribusi dosis di sekitar sumber, efek ditimbulkan dari serapan dan hamburan dalam

medium.

Dirumuskan

dalam

persamaan:

Persamaan 3 yang bentuknya masih umum

(6)

dapat lebih diperjelas menjadi: Dimana

(4)

adalah nilai dosis dan adalah faktor geometri yang

diukur pada jarak 1 cm dengan sudut 90o sebagai referensi. II. MATERIAL DAN METODE Percobaan dilakukan menggunakan Film gafchromic EBT 2 yang di design untuk pengukuran dosis serap photon energi tinggi. Hal yang perlu diperhatikan dalam hal ini, respon film adalah energy bebas untuk foton

Gambar 1. Skema perhitungan nilai β dalam faktor geometri

di atas 0,2 MeV. Range energi yang bisa ditangkap oleh film yaitu 1 cGy-800 cGy dan maximum sensitivitasnya bisa mencapai 636 nm.


57


Pengambilan data dilakukan dengan meletakan suber Ir-192 LDR berbentuk wire

keluar telah mengalami “self absorption” dari geometri sumber itu sendiri.

1 cm dengan aktivitas 9,63 mCi selama 4

Distribusi dosis di medium udara dan

hari penuh di tengah film berurkuran 10 x 10

air terlihat hampir sama pada jarak 0 cm

cm. Film yang terkena radiasi akan berubah

sampai dengan

warna menjadi ke biru-biruan. Densitas ini

sumber, karena pada jarak tersebut intensitas

yang akan dianalisa sebagai nilai dosis.

dan

Pembacaan data yang dilakukan pada

energy

2 cm dari permukaan

belum

banyak

mengalami

atenuasi dari medium air dan udara.

film menggunakan scanner microtex 1000 dan resolusi yang digunakan adalah 75 dpi yang mewakili nilai per dot-nya 0,338 mm. Pendekatan empiris dilakukan

dengan

metode interpolasi 5 bagian untuk setiap 2 dot untuk meningkatkan nilai spasi tiap dot menjadi 0,0667 mm. III. HASIL DAN DISKUSI Sesuai dengan rekomendasi dari TG43,

Setelah melakukan percobaan dengan

menggunakan sumber brakiterapi LDR Ir192

buatan

Pusat

Radioisotop

dan

Radiofarmaka BATAN Serpong dengan film gafchromic pada media udara dan air didapatkan hasil sebagai berikut.

Gambar 2. Kurva isodosis pada media udara dan air

Persentase kurva isodosis Pada kurva isodosis Gambar 2(a) dan 2(b) terlihat perbedaan bentuk persentase distribusi dosis pada posisi tegak lurus sumber

dibanding pada posisi segaris di

ujung-ujung sumber. Untuk jarak yang sama dari permukaan sumber, nilai persentase dosis pada posisi tegak lurus lebih besar dikarenakan pada bagian tersebut dosis yang


58


menyeragamkan

berkas

radiasi.

Jarak

referensi sumbu tegak lurus yang digunakan adalah

1

cm

perhitungan

untuk

terhadap

menormalisasi nilai

[G(r,

π/2)/G(1,π/2)] dimana pada jarak 1 sumbu tegak lurus adalah nilai terbesar, Namun

(a)

terlihat pada gambar 3 nilai fungsi dosis radial dari

data percobaan

menunjukan

penyimpangan dimana pada jarak tertentu nilai gl(r) lebih dari nilai referensinya. Hal ini menunjukan kurang bagusnya nilai distribusi dosis

pada

sumbu

tegak

lurus

pada

percobaan.

(b)

Gambar 3. Perbandingan persentasi dosis relatif pada sumbu horizontal (a) dan radial (b) untuk media air dan udara Besar energi yang menyebabkan adanya perbedaan persentase distibusi dosis selain faktor geometri sumber adalah energy pada sumber radiasi sendiri tidak seragam, hal ini terlihat dengan jelas pada Gambar 3(a) dan 3(b) dimana nilai persentase dosis pada sepanjang sumber bernilai tidak seragam.

Penentuan fungsi dosis radial adalah sebagai factor koreksi secara experiment dimana kita ketahui berkas radiasi yang secara

tegak

lurus

heterogen. Diperlukan perkalian koreksi

secara

teori

untuk

masih faktor

memberi

pendekatan agar nilai berkas radiasi yang terlihat pada fungsi radial bersifat homogen dimana

hal

Fungsi Anisotropi Penentuan

Fungsi Dosis Radial

terdistribusi

Gambar 4. Kurva perbandingan fungsi dosis radial pada media udara dan air

tersebut

diperlukan

untuk


fungsi

anisotropi

adalah

factor koreksi secara experiment untuk jarak tertentu pada sumbu yang tidak tegak lurus sumber. Tujuan dari fungsi anisotropi sama dengan fungsi dosis radial, perbedaannya terdapat

pada arah sudut erhadap sumber

dimana pada fungsi dosis radial arah yang diperhitungkan hanya berlaku untuk jarak tegak lurus sumber. Pada gambar 5 terlihat nilai F(r,θ) pada sudut 0o s.d 180o cenderung

59


membentuk parabola dengan puncaknya

wire nilai efek serapan atau hamburan di

berada pada sudut 900. Nilai terbesar terjadi

tengah-tengah sumber paling besar karena

0

pada sudut 90 sesuai dengan faktor koreksi

dipengaruhi oleh paparan di sepanjang

secara teori dimana pada sumber berbentuk

sumber.

Gambar 6. Kurva perbandingan fungsi anisotropi terhadap sudut pada media udara dan air untuk r=1 cm, 1,5 cm, 2 cm, 2,5 cm, r=3 cm, 3,5 cm, 4 cm, dan 4,5 cm.


60


4.

IV. KESIMPULAN Dengan mengenai

dilakukan

karakteristik

percobaan

distribusi

dosis

RIVARD, et al (2004): Update of AAPM TG 43 report - A revised AAPM protocol for BT dose calculation, Med. Phys. 31, 633-74.

sumber radiasi LDR Ir-192 pada film gafchromic EBT 2 yang mengacu pada protocol yang dipublikasikan TG-43 maka diketahui bahwa pengunaan film Gafchromic EBT 2 dapat membantu untuk melihat distribusi dosis sumber brakiterapi LDR Ir192

sehingga

juga

bisa

didapatkan

persentase distribusi dosis sumber pada setiap arah dan dengan didapatnya faktor koreksi secara experiment bisa didapat variasi

g(r) dan F(r,θ)

data laju dosis untuk

setiap jarak dan sudut tertentu . Distribusi di air dan dan di udara reatif sama pada jarak 0 cm sampai dengan 2 cm dari permukaan sumber. DAFTAR PUSTAKA 1.

2.

3.

BLASKO J.C. AND GRIMM P.D. (1993). Brachytherapy and organ reservation in the management of carcinoma of the prostate. Sem. Radiat. Oncolo., 3: 240-249. HOLT J.G., PERRY D.J., REINSTEIN L.E. (1975). The design of an ionization chamber to measure exposure in air for mammographictechnique. Med. Phys., 2: 172 abstract. MEIGOONI A.S., GEARHEART D.M., SOWARDS K. (2000). Experimental determination of dosimetric characteristics of Best 125I brachytherapy source. Med. Phys., 27: 2168-2173. Meigooni A.S., Bharucha Z., Yoe-Sein M.


61

PENENTUAN DISTRIBUSI DOSIS SUMBER RADIASI LDR 192 Ir BRAKITERAPI MENGGUNAKAN FILM GAFCHROMIC EBT 2 DI MEDIUM AIR DAN UDARA

Recommend Documents