PENENTUAN DOS IS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV DI DALAM FANTOM AIR MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR

Transkripsi

1 PrDsldIrJJ perternuan dan ProsentaslllrnJah FunuslDnal Teknls Non Penelln. 19 Desernber 2006 ISSN : PENENTUAN DOS IS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV DI DALAM FANTOM AIR MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR Agung Nugroho dan Nurman Rajagukguk PTKMR - BATAN ARSTRAK PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV 01 DALAM FANTO~'/1 AIR MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR. Telah dilakukan penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi nominal 4 Me V dari pesawat pemercepat linier mcdik ELEKT A menggunakan detektor ionisasi keping sejajar Markus. Pengukuran persentase ionisasi di kedalaman dilakukan di dalam air menggunakan dosimeter PTW, pengukuran dosis serap dilakukan di dalam fantom air di kedalaman maksimum pacla jarak sum bel' racliasi ke permukaan fantom 100 cm dengan lapangan radiasi yang dibentuk oleh 3 buah aplikator masing-masing berukuran 6 cm x 6 cm, 10 cm x 10 cm dan 14 cm x 14 cm Perhitungan hasil pengukuran dilakukan menggunakan protokol INTERNA TIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY TRS 381. Hasil yang diperoleh menunjukkan laju closis serap pada kedalaman maksimum adalah 160,55cGy/200 MU, 203,20 cgy/200mu, dan 226,74 cgy/200mu masing-masing 10 cm dan 14 cm x 14 cm. untuk aplikator 6 cm x 6 cm, 10 cm x ABSTRACT DETERMINATION OF ABSORBED DOSE TO WATER FOR A 4 MeV ELECTRON BEAM USING A PLANE PARALLEL IONIZATION CHAMBER INSIDE A WATER PHANTOM. This paper describes the absorbed dose determination for a 4 MeV electron beam from an ELEKT A linier accelerator machine using a Markus plane parallel ionization chamber. Percentage depth ionization has been carried out using a PTW dosemeter inside a water phantom. Absorbed dose determination has been done inside a water phantom in the maximum depth at source to surface distance of 100 cm and by placing of applicators of defined by 6 cm x 6 cm, 10 cm x 10 cm and 14 cm x 14 cm respectively. The results showed that the absorbed doses were cgy/200 MU, cgy/200mu and cgy/200 MU for each applicator. PENDAHULUAN Untuk berkas elektron dengan energi rendah yaitu < 5 MeV, p~ngukuran keluaran berkas elektron dari suatu pesawat pemercepat linier medik harus dilakukan menggunakan dctektor ionisasi keping scjajar (plane parallel ionization chamber ), sedangkan untuk energi yang lebih besar dapat menggunakan detektor silindris [1]. 173

2 Prosld~ pnrtemuan dan Prosnntaslilmiah Funoslonal Tnknls Non PennUn 18 DnHombar 2006 ISSN : Media yang direkomendasikan oleh protokol INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY untuk pengukuran keluaran adalah air namun dapat juga digunakan fantom padat dalam bentuk slab seperti polisterin, PMMA dan plastik tertentu yang ekivalen dengan air tetapi pengukuran tersebut harus selalu mengacu ke air.[l] Untuk terapi pasien penderita penyakit tumor/kanker Rumah Sakit dr Hasan Sadikin menggunakan pesawat pemercepat linier medik ELEKT A buatan Inggris dan Pesawat 60Co Xinhua buatan Cina. Pesawat pemercepat linier medik Elekta terse but dapat memancarkan berkas fotor. 6 dan 10 MV dan berkas elektron dengan energi nominal 4, 6, 8, 10, 12 dan 15 MeV. Untuk berkas elektron pesawat ELEKTA ini dilengkapi dengan 4 buah aplikator masing-masing ukuran 6 em x 6 em, 10 em x 10 em, 14 em x 14 em dan 20 em x 20 em. Makalah ini akan menguraikan penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi nominal 4 MeV menggunakan detektor ionisasi keping sejajar Markus yang dilakukan di dalam fantom air. TEORI Energi Berkas Elektron Parameter dosimetri yang sangat penting dalam berkas foton dan elektron energi tinggi adalah energi berkas radiasi, karena beberapa faktor koreksi yang diperlukan dalam pcnentuan dosis serap bergantung pada encrgi berkas tersebut. Untuk berkas elektron dari suatu pesawat pcmcrecpat linier mcdik metoda penentuan energi yang sering digunakan adalah mengukur jangkauan praktis berkas elektron (Rp). Energi yang dihitung dari jangkauan praktis berkas elektron sangat erat kaitannya dengan energi yang paling mungkin (the most probable energy) dari elektron pada permukaan fantom (Ep,o).Untuk menghitung (Ep,o)dapat digunakan rumus berikut [2]: dan Ep,o = 1,95 Rp + 0,48 (3 MeV S; Ep,o S; 25 MeV) (1) Ep,o = 0,22 + 1,98 Rp + 0,0025 Rp2 (1 MeV S; Ep,o S; 50 MeV) (2) Metode penentuan energi yang lain adalah menggunakan harga kedalaman paro (halfvalue depth), R5o, dengan R50 adalah kedalaman pada dosis serap 50 %. 174

3 I'rosldl~ PertBmuan danpresantasl IImJahFunoslonalTaknls NonPanaUtI,m Dasamber 2006 ISSN: iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii Hubungan antara energi rata-rata di permukaan fantom, Eo dengan Rso ditunjukkan oleh persamaan berikut [3]. Eo = 2,33 Rso,, (3) Energi berkas radiasi yang lain adalah energi rata-rata di kedalaman z, Ez yang dapat diperoleh melalui persamaan berikut [3] : Ez = Eo (1 - zj Rp ) Persamaan ini hanya berlaku untuk Eo kurang dari lame V at~u untuk kedalaman kecil pada energi lebih tinggi,., (4) Pada pengukuran kurva persentase ionisasi di kedalaman menggunakan dosimeter yang berbasis komputer seperti dosimeter Welhofer, maka harga Rp, Rso, Eo dan Ep,o terse but di atas dapat langsung diperoleh [4]. METODA Penentuan dosis serap berkas elektron energi nominal 4 Me V dilakukan di dalam fantom air menggunakan detektor ionisasi keping sejajar Markus yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer [5,6]. Oetektor dan elektrometer tersebut dapat dilihat pada Gambar 1 clan 2. Pengukuran dilakukan pada kedalaman maksimum, dmak yang diperoleh dari kurva persentase ionisasi di kedalaman yang diukur dengan dosimeter PTW. Untuk mendapatkan dosis serap di air pada kedalaman pengukuran maka digunakan persamaan beri kut [1] : Dw (z) = M PP.N. (Sw,ai,)Q f),w,co (S - W,(/ir)Co PQ PrVa/l,Co... ( 5 ) dengan Dw(z) 1'1,1 PP ND,w,Co : dosis serap di air pada kedalaman pengukuran ( cgy ) : bacaan dosimeter di air ( nc ), yang dikoreksi dengan besaran yang mcmpcngaruhi (H, T, P) : faktor kalibrasi dosis serap air untuk berkas 60Co = 55,45 mgy/nc : nisbah daya henti masa air terhadap udara. : nisbah daya henti masa air terhadap udara untuk berkas 60Co = 1,133 [3] : faktor pertubasi, elektron) 175

4 Prosl~ portonwan dan Prosontasillmlah Funoslonal Taknls Non ponauu. 18 Dosomb8r 2006 ISSN : [JwalI,Co : faktor pertubasi untuk berkas60 Co PERALA TAN DAN TAT A KERJA Pcralatan Pcsawat pemereepat linier mcdik ELEKT A nomor seri 5991.Dosimeter PTW Freiburg dengan detektor Semiflex Ionization Chamber O~125 ee. Dosimeter Farmer tipe 25701B # 1319 dengan detektor keping sejajar tipe Markus Fantom air."barometer dan thermometer Gambar 1. Detektor ionisasi keping sejajar Markus tipe yang digunakan untuk pengukuran berkas elektron energi :S5 MeV TAT A KERJA Jl>cngukuranPcrscntase Ionisasi di Kcdalaman Berkas Elektron Pertama dilakukan pengukuran pcrsentase ionisasi di kedalaman berkas elektron 4 Me V. Pengukuran dilakukan di dalam fantom air pada jarak sumber radiasi ke pcrmukaan air 100 em dan luas lapangan radiasi yang bervariasi sesuai dengan ukuran aplikator yang tersedia. Dari kurva persentase ionisasi di kedalaman ini akan diperoleh parameter dosimetri 176

5 J'ros(dInU portamuan dan PNlSontasilimlah FWlDSlonal TBknls NW1 PBnBUU,19 Dosombor 2008.iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii ISSN : kualitas radiasi berkas tersebut. Selanjutnya digunakan untuk mendapatkan kedalaman pengukuran dan beberapa nilai faktor koreksi yang diperlukan untuk perhitungan dosis serap pada persamaan 5, yaitu : (Sw,air)Q, PQ danpwalj,co. GambaI' 2. Elektrometer Farmer yang digunakan sebagai alat baea detektor ionisasi keping sejajar Markus tipe Pcngukuran Dosis Scrap Bcrkas Elcktron Dari kurva persentase ionisasi di kedalaman akan diperoleh kedalaman maksimum. RIOO. Dengan menggunakan persamaan 5, maka akan diperoleh kedalaman pengukuran di dalam fantom air dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 em dan lapangan radiasi yang sesuai dengan masing-masing aplikator seperti terlihat pada Gambar 3. Pada pengukuran dosis scrap pesawat ELEKT A, dosis yang dipanearkan diatur untuk 200 MU. 177

6 Prosldin(J Pertemuan dan Presentas! IImlah FunuslmiaJ Teknls Non penedtl.19 Dasombar 2008 ISSH : Gambar 3. Susunan peralatan pada pengukuran dosis serap berkas elektron energi nominal 4 MeV dan pesawat pemercepat tinier medik ELEKT A menggunakan fantom air. Kedalaman detektor adalah 0,8 em dellgan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom air = 100 em dengan aplikator 10 em x 10 em.. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengukuran persentase ionisasi di kedalaman berkas elektron energi nominal 4 MeV menggunakan aplikator 6 em x 6 em dapat dilihat pada Gambar 4. Kedalaman (mm) Gambar 4. Persentase ionisasi di kedalaman berkas elektron energi nominal 4 Me V dari pesawat pemereepat linier medik ELEKT A padajarak sumber radiasi ke pemukaan air 100 em menggunakan aplikator 6 em x 6 em 178

7 I'rosldq Pertlimuan dan~rlj1ientaslllmlah Fungslonal Teknls Nun PoneUU,19 Desember 2006 ISSN : Dari kurva pada Gambar 4, maka dengan perhitungan yang dilakukan komputer yang tcrdapat pada dosimeter PTW akan diperoleh energi rata-rata di permukaan air, Ep, energi yang paling mungkin, Ep,o, kedalaman maksimum, RIOO dan kedalaman ionisasi meneapai 50 %, Rso serta rentang praktis elektron, Rp. seperti yang terdapat pada Tabel 1. Data parameter dosimetri untuk aplikator yang lain dapat dilihat pada tahel yang sama. Tabel 1. Parameter dosimetri berkas elektron energi nominal 4 Me V pada jarak sumber radiasi ke permukaan air 100 em untuk beberapa ukuran aplikator -Y:, 6x mm em,f\plikator x 4,12 emi I 17,91 17,56 23,22 23,28,0 23,138,0 RJOo Dari nilai parameter dosimetri pada Tabel 1, dapat diperoleh faktor koreksi Pwall,Co, clan PQ,.yang datanya dapat dilihat pada Tabel 2. (Sw,air)Q, Tabel 2. Beberapa faktor koreksi yang diperlukan dalam perhitungan dosis serap 1,089 1,133* 0,9805 1,009 Selanjutnya dari hasil pengukuran ionisasi, JvfP pada kedalaman maksimum, RIOO, maka dengan menggunakan persamaan 5, dapat diperoleh dosis serap radiasi maksimum berkas elektron yang hasilnya ditampilkan pada Tabel

8 Prosldq Purtomuan dan ProsontasllimIah Funosional ToknIs Non PunoUtL 19 Dosombur ISSN : Tabel 3. Dosis serap berkas el;::ktron energi nominal 4 MeV untuk 3 jenis Aplikator yang digunakan Aplikator 6x6 IOxl0 14 x ,55 203,~2 226,74 Dari Tabel 3. dapat dilihat bahwa untuk aplikator 10 em x 10 em yang dijadikan acuan clalam pengukuran keluaran pesawat pemercepat linier medik diperoleh dosis serap radiasi rnaksimum berkas elektron 203,22 cgy/200 MU. Artinya faktor kalibrasi monitor unit pcsawat ini aclalah 1,015 cgy/mu. Dari Tabcl 3. clapat clilihat bahwa semakin besar ukuran aplikator, maka semakin bcsar pula dosis serapnya. KESIMPULAN Dari hasil dan pembahasan tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa : Hasil yang dipcrolch sudah sesuai karena pengaturan tampilan monitor unit mendekati bacaan sebenarnya. Data ini dapat digunakan untuk penyinaran pasien dan sebagai data acuan untuk program kendali mutu. DAFT AR PUST AKA I. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The Use of Plane Parallel Ionization Chamber in High Energy Electron and Photon Beams, an International Code of Practice for Dosimetry, IAEA, Vienna, BRITISH JOURNAL OF RADIOLOGY SUPPLEMENT NO. 25, Central Axis Depth Dose Data for Use in Radiotherapy: 1996, British Institute of Radiology, London, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed Dose determination in Photon and Electron Beams, TRS No.277, IAEA, Vienna,

9 l'ros!1iinu Portemuan dan ProsontaslllmJah Funuslomd Toknls Noli ponoutl.18 Dosombar 2006 ~SN : WELLHOFER DOSIMETRIE, User Manual for Beam Analysis for radiotherapy Machines. 5. INSTRUCTION MANUAL FOR MARCUS-CHAMBER TYPE 23343, PTW Freiburg 6. INTRUCTION MANUAL FOR 2570A AND 2570B FARMER DOSIMETER, NE Limited, England,