ANALISIS DOSIS PADA PENGGUNAAN FILTER WEDGE MENGGUNAKAN DOSIMETER GAFCHROMIC EBT2 DAN GAFCHROMIC XR-RV3 UNTUK BERKAS FOTON 6 MV *Ahcdriany,*Bualkar Abdullah, + Supriyanto Ardjo Pawiro*Dahlang Tahir *Jurusan fisika FMIPA UNHAS, + Jurusan Fisika FMIPA Universitas Indonesia ANALYZE OF DOSE FOR WEDGE FILTER USED BY FILM DOSIMETER GAFCHROMIC EBT2 AND GAFCHROMIC XR-RV3 FOR 6 MV PHOTON BEAM *Ahcdriany,* Bualkar Abdullah, + Supriyanto Ardjo Pawiro, *Dahlang Tahir * Departemen of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Science, Hasanuddin University + Departemen of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Science, University of Indonesia ABSTRAK Telah dilakukan penelitian mengenai analisis respon dosis penggunaan filter wedge dinamis pada pesawat Linear Accelerator (Linac) untuk evaluasi organ paru-paru. Penelitian terkait menjelaskan bahwa respon dosis yang diterima target akan meningkat pada sudut wedge yang lebih besar [1][2]. Deviasi senatiasa mengalami peningkatan pada sudut wedge yang lebih besar, namun pada sudut wedge 60 o deviasi lebih kecil dibandingkan sudut wedge 45 o[2]. Pengukuran dosis pasien menggunakan ion chamber pada sudut 45 o dan 60 o menunjukkan bahwa dosis sudut wedge 60 o lebih besar dibandingkan sudut 45 o untuk kanker prostat [3]. Pada penelitian ini sudut wedge yang digunakan ialah 30 o, 45 o dan 60 o. Hasil penelitian menunjukkan detektor film gafchromic EBT2 dapat membaca akumulasi dosis yang lebih besar dibandingkan film gafchromic XR-RV3 sehingga deviasi pada detektor film gafchromic EBT2 lebih kecil. Jumlah dosis yang diterima oleh target paling besar pada sudut 45 o dimana dosis pada penggunaan filter wedge dengan sudut 60 o lebih besar dari dosis menggunakan sudut 30 o. Pengukuran dosis tanpa filter wedge terapi menggunakan film gafchromic EBT2 lebih baik dibandingkan gafchromic XR-RV3 karena deviasi penggukuran menggunakan gafchromic EBT2 sangat kecil dibandingkan film gafchromic XR- RV3. Kata kunci: Akumulasi, Dosis, Foton, gafchromic,linear Accelerator, Wedge ABSTRACT The research has been conducted to analyze dose by used dynamic wedge filter for linear accelerator as source of radiation to evaluated right lung. In this research, we are using three kind of wedge angle from 30 o, 45 o and 60 o. Dose value of measurement has been evaluated in earlier research that increases of target accepted dose depended of larger size of wedge angle [1][2]. Beside it deviation deacresed for wedge angle 60 o[2]. The patient doses measurement by using ion chamber for wedge angle 45 o and 60 o show that target dose by use of size angle 60 o become larger than 45 o the study focused of prostate cancer [3]. Pada penelitian ini sudut wedge yang digunakan ialah 30 o, 45 o dan 60 o. The resesearch presented gafchromic EBT2 film is better for meassure accumulated dose than gafchromic XR-RV3 film due to The deviation of measurement for gafchromic EBT2 is smaller. The largest Accumulated received doses of target for used wedge angle 45 o, then dose for wedge angle 60 o larger 1
and 30 o. Dose measurement without wedge filter use also presented gafchromic EBT2 is better than gafchromic XR-RV3 film because deviation of measurement by used gafchromic EBT2 smaller than XR-RV3 film. Keywords: Accumulated, Dose, Foton, Gafchromic, Linear Accelerator, Wedge PENDAHULUAN Penggunaan filter wedge dinamis dalam radioterapi telah banyak dimanfaatkan untuk meratakan dosis pada objek yang berada dibawah permukaan kulit yang tidak rata khususnya permukaan yang miring. dosis pada penggunaan wedge terapi menjadi bahan kajian pada beberapa artikel. Filter wedge dinamis merupakan efek perataan dosis yang diperoleh dengan mengatur bukaan rahang kolimator selama proses radiasi berlangsung pada pesawat Linear Accelerator [4]. Filter wedge dinamis menggunakan analisis numerik pada wedge fisik untuk mengatur jumlah energi keluaran pesawat untuk menghasilkan gradien intensitas berkas radiasi [5][6]. Sudut wedge dinamis bervariasi sampai besar sudut maksimum 60 o sesuai dengan kebutuhan [4]. Dosimeter dua dimensi diperkenalkan pada tahun 1991 oleh Mc Laughlin dengan mereaksikan radiasi dengan material radiokromik organik. Dalam dunia medis penggunaan dosimeter film telah dipasarkan sesuai dengan kebutuhan baik untuk terapi maupun untuk diagnosa diantaranya film gafchromic EBT2 dan film gafchromic XR- RV3 [7]. Kedua detektor film mampu memiliki rentang energi bacaan pada skala kv. Pembacaan dosis pada film dilakukan dengan menghitung pixel value film menggunakan scanner densitometer khusus film [8][9]. Penelitian ini mengevaluasi dosis yang diterima objek pada penggunaan wedge terapi untuk sudut 30 o, 45 o dan 60 o dengan mengevaluasi organ paru-paru kanan menggunakan dosimeter dua dimensi berupa film gafchromic EBT2 dan gafchromic XR-RV3. BAHAN DAN METODA Proses pengukuran dilakukan dengan mencari persamaan kalibrasi kedua jenis film untuk eksposi film pada dosis perencanaan 0-500 cgy dengan rentang 50 cgy untuk kedua jenis film menggunakan solid water phantom. Perencanaan dosis dilakukan menggunakan treatmen planning system (TPS) Pinnacle. Eksposis dilakukan menggunakan (Source to Surface Distance) SSD 100 cm dengan ukuran lapangan 10x10 cm 2. Pengukuran dosis dilakukan menggunakan dosimeter film gafchromic EBT2 dan gafchromic XR-RV3 produksi Ashland Group pada pesawat Linear Accelerator Electa Sinergy S. Hasil eksposi film berupa nilai Pixel Value dibaca menggunakan scanner densitometer Epson Perfect V700, selanjutnya korelasi antara pixel value dan dosis terbaca pada perencanaan diperoleh persamaan kurva kalibrasi [10]. Nilai persamaan garis sumbuy pada kurva kalibrasi disebut persamaan kalibrasi yang selanjitnya akan digunakan pada perhitungan dosis menggunakan fantom Thoraks. Pengukuran dosis target dilakukan dengan menggunakan fantom CIRS model 002FLC dengan mengevaluasi organ paru untuk setiap sudut yang digunakan. Perencanaan terapi dilakukan dengan menggunakan teknik 3 Dimension conformal radiationtherapy (3D CRT), dosis yang digunakan 199.96 cgy untuk sudut wedge 60 o dan 199.97 cgy untuk sudut 45 o sedangkan untuk sudut 30 o dosis yang digunakan sebesar 199.94 cgy dan dosis perencanaan terapi tanpa filter wedge sebesar 199.97 pada energi 6 MV. Hasil penyinaran yang telah dibaca menggunakan scanner densitometer dikonversi kedalam dosis menggunakan persamaan kalibrasi masing- 2
dosis dosis masing jenis film. Analisis dosis dilakukan dengan menghitung deviasi pengukuran terhadap perencanaan. HASIL DAN DISKUSI HASIL 600 500 400 300 200 100 0-100 kurva kalibrasi EBT2 y = -6.9 (10) -11 x 3 + 7.2 (10) -6 x 2-0.2 (10) -1 x + 3.45 (10) 3 R² = 0.995 0 10000 20000 30000 40000 Pixel Value Gambar 1 Kurva kalibrasi film gafchromic EBT2 600 400 200 0-200 kurva kalibrasi XR-RV3 y = -6.4 (10) -11 x 3 + 7.2 (10) -6 x 2-2.6 (10) -1 x + 3.3 (10) 3 R² = 0.999131 0 10000 20000 30000 40000 50000 pixel value Gambar 2 kurva Kalibrasi Film gafchromic XR-RV3 3
1. Hasil Kalibrasi Film Gafchromic EBT2 Tabel 1 Hasil Pengukuran Dosis Menggunakan Film Gafchromic EBT2 Pada Proses Kalibrasi Dosis terbaca Dosis terukur Deviasi (%) MU cgy PV cgy 0 0 37980,105 0,404 0 57,50 50 35052,249 49,009 1,982 115,60 100 31574,074 105,748 5,747 173,40 150 29170,143 152,406 1,604 231,20 200 27652,983 188,054 5,972 289,00 250 25483,444 250,766 0,306 346,70 300 23460,497 325,061 8,353 404,30 350 23397,013 327,679 6,377 462,30 400 21673,613 406,225 1,556 520,10 450 20844,122 449,558 0,098 577,90 500 20029,963 495,897 0,820 2. Hasil Kalibrasi Film Gafchromic XR-RV3 Tabel 2 Hasil Pengukuran Dosis Film Gafchromic XR-RV3 Pada Proses Kalibrasi Dosis terbaca Dosis terukur Deviasi (%) MU cgy PV cgy 0 0 38818.480 1,113 0 57,50 50 33799.672 5,838 7,676 115,60 100 30339.773 9,806 1,194 173,40 150 27699.766 148,491 1,006 231,20 200 25728.076 198,987 0,506 289,00 250 24231.401 246,937 1,225 346,70 300 22959.286 295,436 1,521 404,30 350 21521.778 359,673 2,763 462,30 400 20601,829 406,574 1,643 520,10 450 19830.609 449,639 0,080 577,90 500 19114.408 492,854 1,429 4
3. Hasil Pengukuran Dosis pada Penggunaan Filter Wedge Menggunakan Film Gafchromic EBT2 dan Gafchromic XR-RV3 Tabel 3 Hasil Pengukuran Dosis Pada Film EBT2 Sudut wedge ( o ) Dosis TPS Dosis terukur Deviasi (%) Persentase dosis (%) 60 199,960 208,107 4,074 104,074 45 199,968 216,978 8,505 108,505 30 199,969 206,387 3,224 103,224 218 Kurva dosis-sudut wedge EBT2 D O S I S 216 214 212 210 208 206 204 0 10 20 30 40 50 60 70 Sudut wedge ( o ) Gambar 4.3 Kurva pembacaan dosis terhadap setiap sudut wedge pada film gafchromic EBT2 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Dosis Pada Film XR-RV3 Sudut wedge ( o ) Dosis TPS Dosis terukur Deviasi (%) Persentase dosis (%) 60 199,960 172,323 13,821 86,179 45 199,968 180,561 9,701 90,294 30 199,969 162,5635 18,693 81,306 5
185 D O 180 S I 175 S 170 Kurva dosis-sudut wedge XR-RV3 165 160 0 10 20 30 40 50 60 70 Sudut wedge ( o ) Gambar 4.4 Kurva pembacaan dosis terhadap setiap sudut wedge pada film gafchromic XR- RV3 4.1.4 Pengukuran Dosis tanpa Penggunaan Filter Wedge Tabel 4.5 Pembacaan dosis pada film tanpa filter wedge Pv dosis Deviasi (%) DOSIS mean deviasi mean (%) XR-RV3 EBT2 26940,560 156,575 21,701 26912,562 151,512 24,233 26805,174 163,637 18,169 29557,301 204,911 2,470 29851,664 197,581 1,194 30033,200 193,169 3,401 157,241 21,367 198,553 2,355 DISKUSI 1. Kalibrasi Detektor Film Gafchromic EBT2 dan Gafchromic XR-RV3 Fungsi persamaan kalibrasi yang diperoleh ialah y = -6.974(10-11 )(x) 3 + 7.207(10-6 )(x) 2-2.641144595288(10-1 )(x) + 3.455(10 3 ) untuk film gafchromic EBT2 sedangkan untuk film gafchromic XR-RV3 ialah y= -6.414(10-11 )(x) 3 + 6.845(10-6 )(x) 2-2.539(10-1 )(x) + 3.294(10 3 ). Persamaan ini selanjutnya digunakan untuk menghitung dosis pada film untuk fantom thoraks menggunakan filter wedge dinamis dan tanpa wedge. Hasil pengukuran dosis pada film EBT2 menunjukkan bahwa dosis terukur senantiasa mengalami perbedaan dengan 6
dosis yang diinginkan nilai dosis yang diterima lebih tinggi atau lebih rendah namun selisih dosis cukup kecil dan disajikan pada Tabel 1 sedangkan kurva linearitas keluaran dapat dilihat pada Gambar 1 Gambar 2 tersebut menunjukkan kurva kalibrasi kedua jenis film bersifat eksponensial. 2.Hasil Pengukuran Dosis pada Penggunaan Filter Wedge Menggunakan Detektor Film Gafchromic EBT2 dan Gafchromic XR-RV3 Hasil pengukuran dosis pada filter wedge terapi menggunakan film Gafchromic EBT2 pada Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai keluaran dosis cenderung fluktuatif dimana nilai deviasi untuk setiap filter wedge 60 o yang memiliki deviasi 4,1% sedangkan pada filter wedge 45 o nilai deviasi meningkat hingga 8,5% dan pada wedge 30 o nilai deviasi menjadi 3,2%. Dosis terbaca pada dosimeter gafchromic EBT2 untuk sudut 60 o, 45 o dan 30 o masing-masing sebesar 208,1 cgy, 216,9 cgy dan 206,3 cgy menunjukkan adanya penambahan dosis terukur. Penambahan dosis terukur pada dosimeter gafchromic EBT2 mengindikasikan adanya dosis hambur ruangan yang berkontribusis terhadap akumulasi dosis pada film dimana dosis perencanaan untuk masing-masing sudut ialah 199,96 cgy, 199,97 cgy dan 199,94 cgy. Hasil pengukuran dosis menggunakan dosimeter film XR-RV3 yang disajikan pada Tabel 4 menunjukkan bahwa dosis bacaan senantiasa lebih kecil dibandingkan dosis perencanaan, namun deviasi untuk pengukuran berfluktuasi. Deviasi pada wedge 60 o sebesar 13,8% sedangkan pada wedge 45 o deviasi berkurang menjadi 9,7% dan pada wedge 30 o deviasi meningkat menjadi 18,7%. Dosis pada pengukuran untuk sudut 60 o, 45 o dan 30 o masing-masing sebesar 199,96 cgy, 199,97 cgy dan 199,94 cgy sedangkan dosis yang terbaca sebesar 172,3 cgy, 180,5cGy dan 162,5 cgy. Pengukuran menggunakan dosimeter film gafchromic EBT2 dan gafchromic XR-RV3 berfluktuasi dimana pada sudut wedge 45 o terjadi peningkatan dosis bacaan yang disebabkan oleh pengaruh besar sudut. Pada Gambar 3 dan Gambar 4 disajikan kurva pembacaan dosis untuk kedua dosimeter film yang menunjukkan bahwa pembacaan dosis tidak meningkat secara linear terhadap peningkatan sudut. 3.Hasil Pengukuran Dosis Tanpa Penggunaan Filter Wedge Menggunakan Detektor Film Gafchromic EBT2 dan Gafchromic XR-RV3 Pengukuran dosis tanpa penggunaan wedge terapi menunjukkan bahwa dosis yang direncanakan ialah 199,97 cgy sementara dosis rata-rata yang terbaca pada dosimeter gafchromic EBT2 dan gafchromic XR-RV3 masing-masing ialah 198,6 cgy dan 157,2 cgy. Deviasi pada pengukuran menggunakan film dosimeter gafchromic EBT2 sebesar 2,355%. Hal ini mengindikasikan adanya energi yang diserap oleh medium yang dilalui berkas. Pengukuran menggunakan dosimeter gafchromic XR-RV3 sama halnya dengan gafchromic EBT2, namun pengurangan dosis sangat jauh dari 7
dosis perencanaan mengakibatkan deviasi mencapai 21,367%. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan bahwa: 1. Respon dosis pada dosimeter gafchromic EBT2 pada penggunaan filter wedge dengan sudut 60 o, 45 o dan 30 o ialah 208,1 cgy, 216,9 cgy dan 206,3 cgy sedangkan untuk gafchromic XR-RV3 ialah 172,3cGy, 180,5cGy dan 162,5 cgy sementara dosis perencanaan untuk kedua dosimeter pada setiap sudut ialah 199,96 cgy, 199,97 cgy dan 199,94 cgy. 2. Dosimeter yang lebih baik pada pengukuran dosis menggunakan filter wedge ialah film gafchromic EBT2. Film EBT2 membaca dosis yang besar dan mampu membaca dosis akumulasi akibat kontribusi dosis ruangan pada objek karena sensifitas dosis bacaan mencapai skala MeV sedangkan film XR-RV3 hanya pada skala KeV sehingga dosis yang terbaca pada film XR- RV3 lebih kecil. 3. Dosimeter yang lebih baik pada pengukuran dosis tanpa penggunaan wedge ialah dosimeter film gafchromic EBT2 karena deviasi bacaan rata-rata pada film gafchromic EBT2 sebesar 2,355 % dengan dosis bacaan rata-rata 198,55 cgy sedangkan pada film gafchromic XR-RV3 sebesar 21,367 % dengan dosis bacaan rata-rata 157,24 cgy sementara dosis perencanaan sebesar 199,94 cgy. REFERENSI [1]Saminathan.S, Ravikumar.M dan Sanjay.S.S. 2011. Comparison of Dosimetric Characteristics Of Physical And Enhanced Dynamic Wedges. Department of Radiation Physics, Kidwai Memorial Institute of Oncology, Bangalore 560029. India [2] Lin.K, Lin.J, Tai.M dan Chu T. 2010. Comparing Virtual With Physical Wedge For The Transmission Factors. IRPA international radiation protekction association.usa Podgorsak,E B.2005. Radiation Oncolgy Phisics: A Handbook for Teacher and Student. IAEA. Austria [3] Isa.M, Iqbal.K, Afzal.M, Ahmad.S.B, Chow.J. 2013. Physical and Dynamic Wedge in Radiotherapi for Rectal Cancer: a Dosimetric Comparison. Jurnal radioterapi dan onkologi kedokteran Vol. 19 No.2:33-38. Departement of Physics The Islamia University of Bahawalpur. Pakistan [4] Podgorsak,E B.2005. Radiation Oncolgy Phisics: A Handbook for Teacher and Student. IAEA. Austria [5] Parker.W dan Patrocinio.H. 2005. Radiation Oncolgy Phisics: A Handbook for Teacher and Student hal.219-271. IAEA. Austria [6] Khan.F.M, 1994. The Physics of Radiation Therapy, Second Edition, William and Wilkins: Maryland [7] Reisen.H dan Zhiqiang.L.2012. Optical Storage Phosphor and 8
materials for Ionizing Radiation. jurnal. The University New South Wales. Australia [8] ISP(International Specialty Products). 2009..Visual Evaluation of the Surface Peak Skin Dose with GAFCHROMIC XR-RV3 Dosimetry Film. Ashland Group.USA. [9]. 2009. Gafchromic EBT2 Scan Handling Guide.Alps Road, Wayne New Jersey 07470. 2009. The Gafchromic Xr Series Of Films. USA. [10] ISP (International specialty Product). 2009. Gafchromic EBT2 Scan Handling Guide. Ashland Group.USA 9