BAB 2 TEORI DASAR RADIOTERAPI Radioterapi atau terapi radiasi merupakan aplikasi radiasi pengion yang digunakan untuk mengobati dan mengendalikan kanker dan sel-sel berbahaya. Selain operasi, radioterapi menjadi salah satu metode pengobatan penting untuk membunuh kanker. Ada dua teknik pemberian radiasi, pertama sumber radiasi berasal dari luar tubuh pasien dengan menggunakan mesin khusus, yang dikenal dengan radioterapi eksternal (External Beam Radiation Therapy-EBRT) dan yang kedua dengan menempatkan sumber radioaktif dalam tubuh pasien (brachytherapy). Keefektifan biologi radiasi pengion merupakan fungsi dari linear energy transfer (LET) radiasi pengion, yang akan berbeda untuk setiap jenis radiasi. Jenis radiasi yang dihasilkan dari radioterapi eksternal digambarkan sebagai radiasi dengan LET rendah, dimana energi yang disampaikan pada materi/medium memiliki tingkat mengionisasi yang sedikit atau jarang terjadi. Untuk memperoleh respon biologi yang sama, maka penggunaan radiasi pengion dengan LET rendah membutuhkan dosis yang lebih tinggi dibandingkan radiasi pengion dengan LET tinggi. Dalam penggunaannya, ada dua tujuan utama radioterapi. Tujuan kuratif dan tujuan paliatif [1]. Untuk tujuan kuratif, dosis yang diberikan digunakan untuk membunuh sel tumor. Untuk tujuan ini, radioterapi digunakan dalam periode empat sampai tujuh minggu. Untuk tujuan paliatif, radioterapi digunakan untuk mengurangi gejala yang ditimbulkan dari tumor, misalnya mengurangi sakit, menghentikan pendarahan atau untuk mencegah bahaya penyebaran tumor pada bagian struktur sehat disekitarnya. Pada tujuan ini, radioterapi hanya diberikan dalam periode waktu yang relatif singkat, dalam satu hari atau satu dua minggu. 4
2.1 Satuan Radiasi 2.1.1 Nilai Sinar/Paparan Nilai sinar-x dikenal juga dengan roentgen (R) menyatakan besarnya intensitas sinar-x atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara dalam jumlah tertentu. Dalam hal ini 1 roentgen adalah intensitas sinar-x atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara sebanyak 1,01 10 15 pasangan ion [2] (atau 2,58 10-4 muatan listrik) per kilogram udara [1]. dimana ΔQ adalah jumlah muatan dari semua ion yang dihasilkan ketika semua elektron dibebaskan oleh foton dalam elemen volume udara bermassa Δm. 2.1.2 Dosis Serap Satuan roentgen tidak dapat digunakan untuk mengetahui besarnya dosis radiasi yang diterima oleh suatu medium. Oleh sebab itu didefinisikan besaran dosis serap yang merupakan ukuran banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion per unit massa medium [3], yang dapat dituliskan dalam persamaan di bawah ini dimana ΔE d adalah energi yang diberikan radiasi pengion terhadap medium dengan volume tertentu. Δm adalah massa medium dalam elemen volume tersebut. Satuan dosis serap adalah rad [1-3]. 5
Dosis serap sebesar 1 rad sama dengan jumlah radiasi yang diberikan sebesar 0,01 joule energi dalam 1 kg medium. Dalam satuan SI, satuan dosis serap disebut dengan gray, yang disingkat dengan Gy, dengan 1 Gy sebanding dengan 100 rad. 2.1.3 Dosis Ekuivalen Satuan dosis ekuivalen digunakan berkaitan dengan pengaruh radiasi terhadap tubuh manusia atau sistem biologis lainnya. Dalam hal tingkat kerusakan sistem biologis yang dapat ditimbulkan oleh suatu radiasi tidak hanya bergantung pada dosis serapnya saja, tetapi bergantung juga pada jenis radiasinya. Dalam hal ini, ada suatu faktor yang ikut menentukan perhitungan dosis ekuivalen, yang dikenal dengan nama Quality Factor (Q), merupakan suatu (faktor) bilangan yang bergantung pada jenis radiasinya. Satuan untuk dosis ekuivalen adalah rem (rontgent equivalent of man) [2]. Dosis ekuivalen (rem) = dosis serap(rad) Q (2.4) Dalam satuan SI, dosis ekuivalen dinyatakan dalam satuan sievert, disingkat dengan Sv. 1Sv sama dengan 100 rem. Hubungan antara sievert dengan gray dan Q adalah sebagai berikut : Dosis ekuivalen(sv) = dosis serap (Gy) Q N (2.5) dengan N adalah faktor koreksi terhadap adanya laju dosis serap dan faktor koreksi lainnya. Pada saat ini harga N menurut International Commission of Radiation Protection (ICRP) mendekati 1, sehingga persamaannya menjadi: Dosis ekuivalen (Sv) = dosis serap (Gy) x Q (2.6) Harga quality factor (Q) ditentukan oleh kemampuan jenis radiasi dalam mengionisasi materi yang dilewatinya pada jaringan kulit. Harga Q untuk radiasi 6
gamma dan sinar-x adalah 1, sedangkan harga Q untuk jenis radiasi lainnya adalah sebagai berikut : Tabel 2.1. Harga Quality factor untuk berbagai jenis radiasi [2]. Jenis Radiasi Q Gamma, sinar-x, beta 1 Neutron termal 2,3 Neutron cepat, proton 10 Alfa 20 2.1.4 Aktivitas Radiasi Pancaran radiasi bersifat menyebar ke segala arah. Banyaknya partikel yang dipancarkan persatuan waktu dari suatu sumber radiasi merupakan ukuran intensitas atau aktivitas suatu sumber radiasi. Banyaknya partikel yang dipancarkan per satuan waktu menyatakan banyaknya peluruhan per satuan waktu. Satuan untuk aktivitas sumber radiasi digunakan satuan becquerel (Bq). Aktivitas sumber radiasi 1 Bq artinya suatu sumber radiasi memancarkan 1 partikel perdetik [2]. 1 becquerel (Bq) = 1 peluruhan per detik (2.7) Satuan lain untuk menyatakan intensitas suatu radiasi digunakan satuan curie (Ci). 1 curie sama dengan 3,7 10 10 peluruhan per detik. Hubungan antara satuan becquerel dan satuan curie adalah : 1 Ci = 3,7 10 10 Bq, atau 1 Bq = 27,027 10-12 Ci. (2.8) Kedua satuan aktivitas radiasi ini sampai sekarang masih tetap dipakai. Umumnya, untuk intensitas radiasi yang tinggi digunakan satuan curie, sedangkan untuk intensitas rendah digunakan satuan becquerel. 7
2.2 Efek Radiasi dalam Pengobatan Kanker Interaksi radiasi pengion dengan materi biologis diawali dengan interaksi fisika, yaitu proses ionisasi. Elektron yang dihasilkan dari proses ionisasi akan berinteraksi secara langsung maupun tidak langsung [2]. Interaksi secara langsung terjadi ketika penyerapan energi langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti penting, yaitu DNA. Hal ini dapat memutuskan ikatan kimia DNA dan merusak struktur DNA. Sedangkan interaksi tidak langsung terjadi ketika adanya interaksi radiasi dengan molekul air. Penyerapan energi radiasi oleh molekul air dalam proses radiolisis air akan menghasilkan radikal bebas (H* dan OH*). Kemudian zat radikal bebas ini akan memutuskan ikatan kimia DNA yang menyebabkan kerusakan pada struktur DNA itu. Sel yang mengandung struktur DNA yang telah rusak akan mengalami kematian sel [1,2]. Sel tumor bersifat lebih radiosensitif dibandingkan sel normal. Ketika sel tumor terpapar radiasi, sel tumor yang tidak memiliki kemampuan untuk memperbaiki diri langsung rusak dan mengalami kematian. Sel yang mati akan diproses tubuh dalam mekanisme biologis. 2.3 Fraksinasi Seperti telah dibicarakan sebelumnya sel tumor lebih bersifat radiosensitif dibandingkan sel sehat. Setelah penyinaran, jaringan sehat memiliki tingkat perbaikan sel lebih baik dan lebih cepat daripada jaringan tumor. Dengan memanfaatkan sifat ini, maka dilakukan suatu langkah untuk sel-sel sehat memperbaiki dirinya tetapi tidak memberi kesempatan pada sel tumor untuk memperbaiki diri. Langkah ini dilakukan dengan membagi dosis dalam jumlah kecil secara berkala dan berkesinambungan setiap harinya. Pemberian dosis seperti ini disebut dengan fraksinasi dosis. Untuk terapi konvensional, fraksinasi diberikan 20 sampai 30 kali, dalam setiap kali terapi dosis yang diberikan mendekati 2Gy. Terapi dilakukan sekali sehari, dengan istirahat pada dua hari di akhir pekan. Jadi terapi akan memakan waktu 4 sampai 6 minggu. 8