VERIFIKASI PENENTUAN LAJU DOSIS SERAP DI AIR BERKAS FOTON 6 MV DAN 10 MV PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK CLINAC 2100 C MILIK RUMAH SAKIT

Transkripsi

1 VERIFIKASI PENENTUAN LAJU DOSIS SERAP DI AIR BERKAS FOTON 6 MV DAN 10 MV PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK CLINAC 2100 C MILIK RUMAH SAKIT dr. CIPTO MANGUNKUSUMO Nurman R. dan C. Tuti Budiantari Pusat Teknologi Keelamatan dan Metrologi Radiasi - BATAN ABSTRAK VERIFIKASI PENENTUAN LAJU DOSIS SERAP DI AIR BERKAS FOTON 6 MV DAN 10 MV DARI PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK CLINAC 2100 C MILIK RUMAH SAKIT dr. CIPTO MANGUNKUSUMO. Telah dilakukan verifikasi penentuan laju dosis serap di air berkas foton 6 MV dan 10 MV yang dipancarkan dari pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100 C. Pengukuran dilakukan oleh fisikawan medik Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo menggunakan dosimeter PTW Unidos dan staf Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional menggunakan dosimeter Farmer. Faktor rekombinasi, faktor polaritas dan laju dosis serap di air diukur pada kondisi acuan yaitu jarak sumber radiasi ke permukaan fantom air 100 cm, lapangan radiasi di permukaan fantom air 10 cm x 10 cm dan kedalaman detektor 5 cm dan 10 cm masing-masing untuk berkas foton 6 MV dan 10 MV. Untuk faktor koreksi rekombinasi ion diukur dengan metode 2 tegangan. Sedangkan faktor koreksi polaritas diukur untuk polaritas positip dan negatip. Perhitungan hasil pengukuran dilakukan dengan protokol dosimetri IAEA yang terdapat dalam Technical Report Series No Dari hasil pengukuran diperoleh laju dosis serap di air untuk berkas foton 6 MV adalah 200,1 cgy/200mu dan 200,7 cgy/200mu dan untuk berkas foton 10 MV adalah 199,9 cgy/200mu dan 200,6 cgy/200mu yang masing-masing diukur dengan dosimeter PTW Unidos dan dosimeter Farmer. Perbedaan laju dosis serap di air yang diukur dengan dosimeter PTW Unidos dan dosimeter Farmer untuk berkas foton 6 MV dan 10 MV masing-masing adalah 0,3 %. Dari hasil verifikasi dapat disimpulkan bahwa dosimeter PTW Unidos milik Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo mempunyai kinerja yang baik dan protokol dosimetri yang digunakan telah sesuai. Kata kunci : verifikasi, laju dosis serap di air, berkas foton, pesawat pemercepat linier medik ABSTRACT VERIFICATION OF ABSORBED DOSE RATE TO WATER DETERMINATION FOR 6 MV AND 10 MV PHOTON BEAMS FROM A CLINAC 2100 C LINEAR ACCELERATOR MACHINE OWNED BY dr. CIPTO MANGUNKUSUMO HOSPITAL. The determination of the absorbed doses to water for 6 MV and 10 MV photon beams of a Clinac 2100 C medical linear accelerator machine owned by dr. Cipto Mangunkusumo Hospital has been verified. Measurement has been performed by a Medical Physicist of dr. Cipto Mangunkusumo Hospital using a PTW Unidos dosimeter and by the National Radiation Metrology Laboratory (NRML) staff using a Farmer dosimeter. Recombination and polarity correction factors and absorbed dose to water rate were measured at the reference condition i.e the source to surface distance of 100 cm,field sizes of 10 cm x 10 cm at the surface of the water phantom and at the depth of 5 cm for 6 MV and 10 cm for 10 MV. The recombination correction factor was measured by two voltage method. Meanwhile, polarity correction factor was measured for negative and positive polarities. Measurement result was calculated by using the IAEA dosimetry protocol of Technical Reports Series No From the measurement result of absorbed dose to water rates for 6 MV photon beam were cgy/200mu and cgy/200mu and those for 10 MV photon beam were cgy/200mu and cgy/200mu which was measured by PTW Unidos dosimeter and Farmer dosimeter. The difference of absorbed dose rate to water for 6 MV and 10 MV photon beams was 0.3 % each. From the verification it could be concluded that dosimeter system belonged to dr. Cipto Mangunkusumo hospital has a good performance and dosimetry protocol used has suitable. Key words : verification, absorbed dose to water rate, photon beam, medical linear accelerator machine. PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 111

2 I. PENDAHULUAN Pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100 C buatan pabrik Varian adalah salah satu pesawat teleterapi yang digunakan oleh Unit Radioterapi Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo untuk menyinari pasien kanker. Pesawat ini dapat memancarkan berkas foton 6 MV dan 10 MV serta beberapa energi nominal berkas elektron 1. Untuk melakukan kegiatan kendali mutu dari pesawat tersebut maka unit ini dilengkapi dengan beberapa buah alat ukur radiasi diantaranya dosimeter PTW Unidos dan dosimeter Farmer. Sesuai dengan Peraturan Kepala BAPETEN bahwa pemilik sumber radiasi harus mengkalibrasi sumber radiasi yang dimilikinya ke Laboratorium Dosimetri Standar Sekunder yang dalam hal ini ditunjuk Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional (LMRN) PTKMR BATAN. Ketentuan ini didasarkan pada kondisi yang umum saat itu yang antara lain belum semua rumah sakit memiliki peralatan dan personil serta protokol yang memadai untuk mengukur luaran dari sumber radiasi 2. Perkembangan selanjutnya menunjukkan bahwa kondisi yang terakhir ini belumlah kondisi yang ideal terutama bagi pihak LMRN. Jika terjadi kecelakaan dalam penyinaran pasien maka pihak LMRN yang akan diminta pertanggung-jawaban karena nilai penyinaran yang diberikan kepada pasien diperoleh dari Sertifikat Kalibrasi yang dikeluarkan oleh LMRN. Rumah sakit seharusnya mampu mengukur sendiri luaran pesawat terapinya menggunakan alat ukur radiasi yang dimilikinya. Sedangkan pihak LMRN hanya melakukan verifikasi hasil pengukuran tersebut dan jika hasil pengukuran kedua belah pihak mendapatkan perbedaan yang signifikan maka LMRN membantu Rumah Sakit melakukan langkahlangkah perbaikan 3. Untuk menerapkan prosedur verifikasi maka diperlukan uji coba lebih dahulu. Uji coba dilakukan dengan menentukan laju dosis serap di air yang diukur oleh pihak rumah sakit dan pihak LMRN menggunakan alat ukur radiasi masing-masing. Makalah ini menguraikan hasil verifikasi penentuan laju dosis serap di air berkas foton 6 MV dan 10 MV dari pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100 C yang dilakukan di Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo menggunakan dosimeter PTW milik RS dr. Cipto Mangunkusumo dan dosimeter Farmer milik LMRN. II. TEORI Kesesuaian Antara Indikator Optik Lapangan Dengan Berkas Radiasi Sebelum tumor disinari dengan berkas radiasi maka lapangan radiasi yang digunakan diatur lebih dahulu sesuai dengan volume target tumor. Lapangan radiasi ini diatur menggunakan lampu indikator lapangan radiasi agar berkas radiasi yang digunakan sesuai dengan indikator tersebut. PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 112

3 Jika tidak sesuai maka organ yang normal akan terkena radiasi yang tidak diinginkan. Oleh karena itu sebelum dilakukan pengukuran laju dosis serap, kesesuaian antara indikator dengan berkas radiasi ini harus diperiksa lebih dahulu. Jika terjadi penyimpangan lebih dari 2 mm harus dilakukan pengaturan indikator tersebut 4. Pengukuran Kualitas Radiasi Berkas Foton Pada sekitar tahun 1980 telah diterima secara umum bahwa berkas sinar-x tidak cukup diuraikan dengan potensial pemercepat nominal tetapi harus dikarakterisasikan dengan pengukuran berkas. Konsep ini sudah diperkenalkan juga oleh SCRAD pada tahun 1966 yang merekomendasikan penggunaan bacaan detektor pengionan pada dua kedalaman yang berbeda di dalam fantom air. Protokol NACP menggunakan rasio bacaan ionisasi pada kedalaman 10 cm dan 20 cm yang diukur pada jarak sumber radiasi ke permukaan fantom air yang tetap yaitu 100 cm. Hasil perbandingan ionisasi di kedua kedalaman tersebut merupakan kualitas dari Penentuan Dosis Serap di Air Berkas Foton Dosis serap di air berkas foton dari sebuah pesawat akselerator linier medik merupakan salah satu parameter dosimetri yang sangat penting karena berhasilnya perlakuan radioterapi sangat bergantung pada parameter ini. Dosis serap di dalam air pada titik acuan pengukuran dapat ditentukan dengan persamaan berikut 7 : D w,q = M Q. N D,w,Q 0. k Q,Q 0...(1) dengan : D w,q : dosis serap pada titik pengukuran acuan (mgy). M Q : bacaan dosimeter terkoreksi temperatur, tekanan, rekombinasi ion dan polaritas (digit). N D,w,Q 0 : faktor kalibrasi dosimeter dalam besaran dosis serap di air untuk kualitas berkas acuan Q 0 (mgy/digit). k Q,Q 0 : faktor koreksi spesifik detector yang mengkoreksi perbedaan antara kualitas berkas acuan Q 0 dengan kualitas berkas radiasi yang digunakan, Q Dosis serap air maksimum dapat diperoleh melalui persamaan berikut 8 : D maks =.D w,q x 100/PDD w... (2) dengan : PDD w: Prosentasi dosis di kedalaman air (%) III. TATA KERJA Sebagai sumber radiasi digunakan pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100 C. Pesawat ini dapat memancarkan berkas foton dengan energi 6 MVdan 10 MV serta berkas elektron dengan energi nominal 6, 9, 12, 16 dan 20 MeV. Gambar 1 di bawah ini PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 113

4 menunjukkan pesawat pemercepat medik Clinac 2100 C. Gambar 1. Pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100 C buatan pabrik Varian. pemercepat linier tersebut maka dilakukan pengecekan kesesuaian antara indikator optik lapangan radiasi (optical field size indicator ) dengan berkas radiasi foton. Pengecekan dilakukan menggunakan alat X-Lite yang diletakkan pada jarak 100 cm dari sumber radiasi untuk lapangan radiasi 10 cm x 10 cm. Alat X-Lite disinari dengan berkas radiasi selama 200 MU yang cukup membuat alat X-Lite berpendar, selanjutnya pendar pada permukaan alat tersebut diamati. Susunan peralatan pada pengukuran tersebut dapat dilihat pada Gambar 3. Sebagai alat ukur radiasi digunakan detektor pengionan volume 0,6 cc tipe NE 2571 no. seri 2491 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe 2570/1B no. seri 1182 milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasion. Sedangkan detektor pengionan tipe TM no yang dirangkaikan dengan elektrometer PTW Unidos E tipe T no. seri milik Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo Elektrometer dan detektor yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini. Disamping itu untuk pengukuran di air digunakan juga fantom air berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm, barometer dan termometer serta X-lite untuk mengecek lapangan radiasi. Pengecekan Lapangan Radiasi Sebelum dilakukan pengukuran untuk menentukan laju dosis serap pesawat Gambar 2. Elektrometer Farmer tipe 2570/1B no. seri 1182 milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional (atas) dan elektrometer PTW Unidos E tipe T1009 milik Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo (bawah). PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 114

5 Gambar 3. Susunan peralatan pada pengukuran kesesuaian antara indikator optik lapangan radiasi dengan berkas radiasi menggunakan alat X-Lite. Jarak sumber radiasi ke permukaan X-Lite 100 cm dan lapangan radiasi 10 cm x 10 cm. Pengukuran Kualitas Radiasi Berkas Foton Pengukuran kualitas radiasi berkas foton 6 dan 10 MV tersebut dilakukan dengan cara mengukur ionisasi pada kedalaman 10 cm dan 20 cm. Kondisi pengukuran dilakukan dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 cm dan lapangan radiasi 10 cm x 10 cm. Hasil perbandingan ionisasi di kedua kedalaman tersebut merupakan kualitas dari berkas foton yang diukur. Pengukuran Faktor Koreksi Rekombinasi Mula-mula pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur radiasi milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe 2571 no.seri 2491 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe 2570/1B no. seri Pengukuran dilakukan untuk tegangan normal V dan tegangan ¼V pada kedalaman 5 cm untuk berkas foton energi 6 MV dan 10 cm untuk energi 10 MV dengan jarak sumber PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 115

6 radiasi ke permukaan fantom 100 cm dan lapangan radiasi pada permukaan fantom 10 cm x 10 cm. Setelah itu dilakukan pengukuran yang sama menggunakan alat ukur radiasi milik rumah sakit yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe TM No. seri 1456 yang dirangkaikan dengan elektrometer PTW Unidos E T No. seri Pengukuran Faktor Koreksi Polaritas Mula-mula pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur radiasi milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe 2571 No.seri 2491 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe 2570/1B No. seri Pengukuran pada tegangan normal V dilakukan untuk polaritas positif dan negatif pada kedalaman 5 cm untuk berkas foton energi 6 MV dan 10 cm untuk energi 10 MV dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 cm dan lapangan radiasi pada permukaan fantom 10 cm x 10 cm. Setelah itu dilakukan pengukuran yang sama menggunakan alat ukur radiasi milik rumah sakit yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe TM No.seri 1456 yang dirangkaikan dengan elektrometer PTW Unidos E T No. seri Pengukuran Laju Dosis Serap di Air Berkas Foton Mula-mula pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur radiasi milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe 2571 No.seri 2491 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe 2570/1B No. seri Pengukuran dilakukan pada kedalaman 5 cm untuk berkas foton energi 6 MV dan 10 cm untuk energi 10 MV dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 cm dan lapangan radiasi pada permukaan fantom 10 cm x 10 cm. Setelah itu dilakukan pengukuran menggunakan alat ukur radiasi milik rumah sakit yaitu detektor pengionan volume 0,6 cc tipe TM no.seri 1456 yang dirangkaikan dengan elektrometer PTW Unidos E T no. seri Susunan peralatan pada pengukuran faktor koreksi rekombinasi dan polaritas serta laju dosis serap berkas foton 6 MV dilihat pada Gambar 4. dapat Gambar 4. Susunan peralatan pada pengukuran laju dosis serap berkas foton 6 MV pesawat pemercepat linier medik Clinac fantom 100 cm, lapangan radiasi pada permukaan fantom 10 cm x 10 cm dan kedalaman detektor 5 cm. PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 116

7 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan pada alat X-Lite setelah disinari berkas foton dengan lapangan radiasi 10 cm x 10 cm menunjukkan bahwa pendar yang terjadi pada alat X-Lite berhimpit dengan garis yang menunjukkan ukuran lapangan radiasi yang diperiksa. Hal ini menunjukkan adanya kesesuaian antara cahaya lapangan radiasi dengan berkas radiasi. Hasil pengukuran ionisasi untuk berkas foton 6 MV pada kedalaman 10 cm dan 20 cm masing-masing mendapatkan nilai 30,28 nc dan 17,47 nc sehingga perbandingan antara ionisasi pada kedua kedalaman tersebut adalah 0,577. Dengan demikian diperoleh nilai TPR 20/10 = 0,676. Dengan menggunakan Tabel 14 TRS 398 maka untuk detektor tipe NE 2571 akan diperoleh nilai k Q = 0,993, sedangkan untuk detektor tipe PTW akan mendapatkan nilai k Q = 0,990. Hasil pengukuran ionisasi untuk berkas foton 10 MV pada kedalaman 10 cm dan 20 cm masing-masing mendapatkan nilai 33,396 nc dan 20,96 nc sehingga perbandingan antara ionisasi pada kedua kedalaman tersebut adalah 0,628. Dengan demikian diperoleh nilai TPR 20/10 = 0,74. Dengan menggunakan Tabel 14 TRS 398 maka untuk detektor tipe NE 2571 akan diperoleh nilai k Q = 0,986, sedangkan untuk detektor tipe PTW akan mendapatkan nilai k Q = 0,980. Perhitungan hasil pengukuran laju dosis serap maksimum untuk berkas foton energi 6 MV dan 10 MV menggunakan dosimeter milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional dan Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2 di bawah ini. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa untuk berkas foton energi 6 MV diperoleh laju dosis serap maksimum sebesar 200,7 cgy/200 MU atau 1 cgy = 1,0035 MU. Begitu juga dengan berkas foton 10 MV diperoleh laju dosis serap maksimum sebesar 200,6 cgy/200 MU atau 1 cgy = 1,003 MU. Kedua harga tersebut cukup baik karena berada dalam nilai 1,00 ± 1,0 %. Tabel 1. Hasil penentuan laju dosis serap maksimum berkas foton 6 MV dan 10 MV menggunakan dosimeter Farmer 2570/1B No. seri 1182 dengan detektor tipe 2571 No. seri 2491 Energi MV Bacaan nc/200mu N D mgy/nc P s K pol kq D 5 cgy/200mu PDD % D mak cgy/200mu 6 37,93 45, ,0025 0, ,81 85,6 200,7 ± 5.8 % 10 32,48 45,23 1,005 1,0032 0, ,27 72,9 200,6 ± 5.8 % PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 117

8 Tabel 2. Hasil penentuan laju dosis serap maksimum berkas foton 6 MV dan 10 MV menggunakan dosimeter PTW Unidos E T no. seri dengan detektor tipe TM no. seri 1456 Energi MV Bacaan nc/200mu N D mgy/nc k s k pol kq D acuan cgy/200mu PDD % D mak cgy/200mu 6 31,95 54, ,0005 0, ,309 85,6 200,1 ± 6.3 % 10 27,39 54,1 1,002 1,0013 0, ,696 72,9 199,9 ± 6.4 % Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa untuk berkas foton energi 6 MV diperoleh laju dosis serap maksimum sebesar 200,1 cgy/200 MU atau 1 cgy = 1,0005 MU. Begitu juga dengan berkas foton 10 MV diperoleh laju dosis serap maksimum sebesar 199,9 cgy/200 MU 1 cgy = 0,9995 MU. Kedua harga tersebut di atas cukup baik karena berada dalam nilai 1,00 ± 1 %. Dari kedua tabel tersebut di atas dapat dilihat bahwa perbedaan hasil penentuan dosis serap di air berkas foton 6 dan 10 MV mendapatkan perbedaan yang tidak signifikan sebesar 0,3 %. Hal ini menunjukkan bahwa alat ukur radiasi milik Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo menunjukkan kinerja yang cukup baik. Demikian pula halnya dengan personil dan protokol dosimetri yang digunakan. V. KESIMPULAN Dari hasil dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa : 1. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara laju dosis serap di air berkas foton 6 dan 10 MV dari pesawat pemercepat linier Clinac 2100 C yang diukur menggunakan alat ukur milik Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional dengan milik Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo. 2. Uji coba prosedur verifikasi ini sudah cukup sesuai dengan kondisi yang ada di rumah sakit tersebut. DAFTAR PUSTAKA 1. Manual Elekta Synergy, Acceptance Test, BADAN PENGAWAS TENAGA NUKLIR, PERATURAN KEPALA BAPETEN No. 1 Tahun 2006 : Tentang Laboratorium Dosimetri, Kalibrasi Radiasi dan Keluaran Sumber Radiasi Terapi, dan Standardisasi Radionuklida, BAPETEN, Komunikasi pribadi dengan A Magzefene, expert IAEA. 4. WILLIAM, J.R., and TWAITES, D.I., Radiotherapy in practice, Oxford Medical Publication, SCRAD ( Sub-Committe on Radiation Dosimetry of AAPM ), Protocol for the dosimetry of X- and gamma ray beams PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 118

9 with maximum energies between 0.6 and 30 MeV, Phys. Med. Biol AMERICAN ASSOCIATION OF PHYSICISTS IN MEDICINE, Code of practice of X-ray therapy linear accelerator, a protocol for the determination of absorbed dose from high-energy and electron beam, Medical Physics 10, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams : An International Code of Practice, Technical Report Series No.277, IAEA, Vienna (1987). 8. Central Axis Depth Dose Data for Use in Radiotherapy, British Intstitute of Radiology Supplement 17, British Institute of Radiology, London, Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional, Sertifikat Kalibrasi Dosimetr Gamma Tingkat Terapi No. LMR-N /Kal/III-09/ Physikalisch Technische werstatten DR Pychlau GMBH, Radiation Medicine Products for PTW, PTW- Freiburg. PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI 119