ANALISIS KELUARAN BERKAS RADIASI PESAWAT TERAPI …scholar.unand.ac.id/35322/5/Tugas Ilmiah utuh.pdf · Bacalah dengan menyebut nama Tuhanmu ... ibu yang selalu mengingatkan anak-anaknya.

ANALISIS KELUARAN BERKAS RADIASI PESAWAT

TERAPI LINAC TIPE VARIAN CX 6264 DI RS UNAND

SKRIPSI

Mona Vadila

1410441023

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2018

ANALISIS KELUARAN BERKAS RADIASI PESAWAT TERAPI LINAC

TIPE VARIAN CX 6264 DI RS UNAND

SKRIPSI

Karya tulis sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

dari Universitas Andalas

Mona Vadila

1410441023

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2018

Bacalah dengan menyebut nama Tuhanmu

Dia telah menciptakan manusia dari segumpal darah, Bacalah dan Tuhanmulah

yang maha mulia Yang mengajar manusia dengan pena,

Dia mengajarkan manusia apa yang tidak diketahuinya (QS: Al-‘Alaq 1-5)

Maka nikmat Tuhanmu manakah yang kamu dustakan ? (QS: Ar-Rahman 13)

Niscaya Allah akan mengangkat (derajat) orang-orang yang beriman

diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu beberapa derajat

(QS: Al-Mujadillah 11)

Alhamdulillah..Alhamdulillah..Alhamdulillahirobbil’alamin..

Sujud syukurku kusembahkan kepadamu Allah yang Maha pengasih nan

Maha Tinggi nan Maha Adil nan Maha Penyayang, atas takdirmu telah engkau

jadikan aku manusia yang senantiasa berpikir, berilmu, beriman dan bersabar dalam

menjalani kehidupan ini. Semoga keberhasilan ini menjadi satu langkah awal

bagiku untuk meraih cita-cita besarku. Lantunan Al-fatihah beriring Shalawat

dalam silahku merintih, aku haturkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah

membawa Al-Quran dan hadist sebagai pedoman hidup umat manusia.

“Ya Allah ya Rahman ya Rahim…Terimakasih telah kau tempatkan aku diantara

kedua malaikatmu “kedua orang tuaku” yang setiap waktu ikhlas menjagaku,

mendidikku, membimbingku dengan baik. Ya Allah berikanlah balasan setimpal

syurga firdaus untuk mereka dan jauhkanlah mereka nanti dari panasnya api

nerakamu”

Kupersembahkan sebuah karya kecil ini untuk Mama dan Papa tercinta,

yang tiada pernah hentinya memberikan semangat, do’a, dorongan, nasihat, dan

kasih sayang serta pengorbanan yang tak tergantikan hingga anakmu selalu kuat

menjalani setiap rintangan yang ada. Mama..Papa, terima kasih untuk setiap untaian

do’a dan kasih sayangmu, akhirnya apa yang kita impikan dahulu terwujud. Namun,

perjuangan sibungsumu belum usai sampai disini, maaf untuk setiap goresan luka

dan kekecewaan dihatimu, tak ada yang dapat membalas pengorbananmu, hanya

syurga Allah yang pantas sebagai balasannya, semoga Allah nanti mempertemukan

kita di jannah-Nya. Amiiiinnn. Mama..Papa terimalah karya kecil ini sebagai

buktiku dalam mencapai gelar sarjana dan keseriusanku dalam mencari jalan yang

diridhoi oleh Allah SWT.

Untukmu Papa (ARJALIN CHAN) dan Untukmu Mama (FITRI YENI)

…We always loving you…

Teruntuk kedua kakakku tersayang (Resi dan Mike)…Terima kasih telah

menjadi kakak terbaik untuk adik bungsumu, ibarat sungai kalian adalah perahu

yang menghantarkan adikmu ke seberang, entah sungai itu dalam ataukah arusnya

deras, kalian tak peduli, kalian tetap membimbing adikmu melawan derasnya

sungai yang penting adikmu ‘bahagia’, terima kasih untuk bahu-bahu yang luar

biasa kuat tempat aku bersandar, terima kasih untuk dekapan kehangatan yang

kalian beri untuk adikmu, tak ada tempatku berkeluh kesah selain kepada kalian

orang tua dan kedua kakakku tercinta. Dalam setiap langkah ini, aku berusaha

mewujudkan harapan-harapan yang kalian impikan, meski belum semua itu aku

raih, insyaAllah atas dukungan, do’a, dan restu semua impian itu akan terjawab di

masa penuh kehangatan nanti.

Terima kasih untuk keluarga besar yang tak dapat disebutkan satu persatu

dalam tulisan ini, terima kasih untuk Om Muslim, Pak Man, Mak Pang, Pak De

Kumis, dll. Terima kasih atas dukungan baik secara moral maupun materil. Terima

kasih atas do’a-do’a semua oom2, tante2, sepupu2, beserta seluruh keponakan.

Semoga kedepannya ilmu ini bisa bermanfaat bagi semua, Amiiinnn.

Ucapan terima kasih juga Mona sampaikan kepada:

Dosen Pembimbing Akademik

Terima kasih banyak Bapak Dr. Dahyunir Dahlan (Pak De) yang telah

bersedia membimbing dan memberikan masukan saat Mona membutuhkan arahan

dalam mengisi KRS setiap semester. Terima kasih sekali lagi Mona sampaikan

kepada Bapak karena telah memberikan motivasi sehingga IPK Mona dari semester

awal sampai semester akhir naik terus (Alhamdulillah ya Pak). Semoga pengarahan

yang senantiasa Bapak berikan selama ini menjadi amal jariah dan semoga Bapak

selalu diberikan kesehatan oleh Allah swt.

Dosen Pembimbing Tugas Akhir

Dosen pembimbing tugas akhir yang sangat luar biasa, Ibu Dian Milvita,

M.Si yang tidak hanya mengajarkan, tetapi juga membimbing dan mendidik Mona

untuk menjadi lebih baik. Tidak hanya sebagai pembimbing, tetapi seperti seorang

ibu yang selalu mengingatkan anak-anaknya. Terimakasih banyak atas semua

masukan, kesabaran, dan waktu yang telah Ibu berikan kepada Mona. Maaf ya bu,

jika ada kata-kata dan sikap Mona yang pernah menyakiti perasaan Ibu atau

mengecewakan Ibu. Semoga apa yang Mona dapatkan dari Ibu selama ini

bermanfaat kedepannya. Semoga ilmu yang Ibu berikan menjadi amal jariah dan

semoga Ibu senantiasa diberikan kesehatan oleh Allah swt.

Dosen Penguji Tugas Akhir

Dosen penguji tugas akhirku yaitu Ibu Dr. Dian Fitriyani, Bapak Dr. Techn

Marzuki, dan Bapak Dr. Dahyunir Dahlan (selaku dosen PA dan penguji juga ya

Pak), terimakasih banyak Bapak dan Ibu yang telah membimbing dan memberikan

saran-saran kepada Mona selama menyusun tugas akhir, sehingga Mona dapat

menyelesaikan tugas akhir dengan baik.

Dosen Jurusan Fisika

Terima kasih untuk seluruh dosen dan pegawai akademis di lingkungan

jurusan fisika Unand, yang telah bersedia memberikan ilmu, waktu, nasehat,

pemahaman dan pengalamannya kepada Mona selama di kampus ini. Semoga

semua yang telah Bapak dan Ibu berikan kepada Mona selama ini menjadi amal

jariah dan semoga Bapak dan Ibu selalu diberikan kesehatan oleh Allah swt.

Spesial untuk Abang Inces

Terima kasih banyak untuk Abang inces yang gak pernah bosan

nyemangatin. Makasih ya bg udah mau ngasih support dan doanya buat inces.

Makasih udah selalu ingatin inces untuk nyelesain skripsi ini, selalu nyemangatin

disaat inces lelah menunggu waktu penelitian. Makasih udah mau sabar ngadapin

kekanak-kanakan inces, dan berusaha untuk selalu mengerti inces. Makasih juga

kesediaan waktu abang untuk nemenin dan bantuin inces buat skripsi ini bg,

makasih abang udah mau hujan-hujan temenin inces belajar buat sidang. Makasih

banget ya bg. Akhirnya selesai juga ya bg. Alhamdulillah. Pokoknya makasih atas

semua masukan dan sarannya bg. Tetap jadi abang terbaiknya inces ya.

Wanita tangguhku “Helmita”

Terima kasih buat teman terbaikku Helmita. Sosok wanita tangguh yang

selalu menemani kemanapun diriku pergi. Terima kasih udah banyak bantuin aku

buat skripsi ini. Makasih udah luangkan waktunya buat ke kampus aku sampai

kamu delay dulu ke kampus kamu. Hehehe. Thanks a lot sistakuu. Trima kasih udah

pinjemkan printernya, hampir tiap malam ke rumahmu terus. Untungnya open

house ya sist. Maafkan diriku yaaa. Pokoknya beruntung banget bisa kenal kmu

lebih dekat. Serasa udah lebih seperti saudara sendiri. Semoga betah sama diriku

dan semoga cepat nyusul gelar S.Si nya sista.

Rekan-rekan Laboratorium Komputer

Terima kasih kepada rekan-rekan Labkom (Beb Orinku syg, Weni unyil,

Nira, Dedek, Caam, Uwi, Elan, Aida, Dede, Novi, Tinah, Jijim, Rozi, Syafiq, Ami,

Caul, Pa’i), Terima kasih ya rekan-rekanku yang secara tidak langsung telah

mengingatkanku arti sebuah amanah. Terima kasih udah mau saling berbagi ilmu

yang kita miliki masing-masing. Jangan pernah lelah belajar buat kita semua ya.

Buat adek-adek 15 semangat terus ngawasnya dek, jangan pernah bosan ya.

Keluarga KFC Squad

Sahabat-sahabatku, keluargaku yang tercinta dan tersayang KFC Squad.

Bersyukur banget bisa jadi bagian dari kalian sahabat. Tak banyak kata yang bisa

aku bilang kekalian, perbanyak saja do’a diantara kita, semoga persahabatan ini

tidak hanya hingga perkuliahan selesai, tetapi tetap kompak hingga semua

dipanggil keharibaan-Nya. Terimakasih banyak sahabat atas semua dukungan, do’a

dan motivasinya selama ini. Semoga sahabat semuanya diberi kemudahan dalam

menyelesaikan pendidikanya di kampus Unand tercinta ini. Amiiinnn.

PHOTON

Terimakasih “PHOTON-ku” sudah membantu diriku saat kuliah maupun

penelitian. Tetap semangat ya bagi teman-teman yang sedang penelitian, semoga

penelitiannya lancar dan dapat menyelesaikan tugas akhir dengan baik.

Keluarga BP 023

Untuk bang Shadri, kak Chinta, kak Zeni, dan sobebku Tio, terimakasih

banyak sudah membantu, dan memberikan semangat untuk diriku selama ini.

Untuk adik Bp (Vidho, Yuni, Yudi, Elisabeth, Husnul, Wahyu, Haikal dan adik

18), semoga kuliahnya lancar dan mendapatkan nilai yang memuaskan. Jangan

pernah malu bertanya kepada senior-senior maupun dosen jika ada masalah

dalam kuliah maupun mengenai tugas akhir. Semoga dengan sering bertanya

kepada senior dan dosen dapat membantu dan memotivasi adek-adek kakak

semuanya.

“Setitik kasih membuat kita sayang, seucap janji membuat kita percaya, sekecil

luka membuat kita kecewa, tapi sebuah persahabatan akan bermakna selamanya”

Hanya sebuah karya kecil dan untaian kata-kata ini yang dapat Mona

persembahkan. Terima kasih beribu terima kasih teruntuk semua yang telah ada

dan menemani dalam perjuangan ini..

...I Love You All…

Mona Vadila, S.Si

i

ANALISIS KELUARAN BERKAS RADIASI PESAWAT

TERAPI LINAC TIPE VARIAN CX 6264 DI RS UNAND

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang analisis keluaran berkas radiasi (berkas foton

dan elektron) pesawat terapi linear acceleration (LINAC) pada fantom air. Analisis

ini bertujuan untuk mengetahui kondisi pesawat terapi LINAC selama digunakan

dengan mengacu pada nilai 1 cGy sama dengan 1 MU yang diperoleh dari analisis

ionisasi chamber, suhu, tekanan, efek polaritas dan rekombinasi ion. Penelitian

dilakukan dengan variasi energi 6 MV dan 10 MV untuk berkas foton dan 4 MeV,

6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 15 MeV dan 18 MeV untuk berkas elektron. Ukuran luas

lapangan penyinaran yang digunakan adalah (10 x 10) cm dengan Source to Surface

Distance (SSD) 100 cm. Hasil analisis menunjukkan bahwa pada berkas foton

energi 6 MV dan 10 MV didapatkan nilai keluaran per 1 MU sebesar 1,026 cGy

dan 1,025 cGy dengan deviasi pengukuran 2,60 % dan 2,56 %, nilai ini masih

berada dalam rentang toleransi pengukuran yaitu < 3 %. Berkas elektron energi 4

MeV, 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 15 MeV dan 18 MeV didapatkan nilai keluaran per

1 MU sebesar 0,981 cGy, 1,005 cGy, 1,019 cGy, 1,013 cGy, 1,017 cGy dan 1,007

cGy dengan deviasi pengukuran 1,92 %, 0,54 %, 1,90 %, 1,30 %, 1,73 % dan

0,72%, nilai ini masih berada dalam rentang toleransi pengukuran yaitu < 3 %.

Kata kunci: berkas elektron, berkas foton, fantom air, LINAC

ii

ANALYSIS OF RADIOTHERAPY BEAM OUTPUT OF LINAC TYPE

VARIAN CX 6264 AT ANDALAS UNIVERSITY HOSPITAL

ABSTRACT

The radiotherapy beam output (photon beam and electron beam) of linear

acceleration (LINAC) on the water phantom has been analysed. The analysis aims

to determine the condition of LINAC when it is operated the with reference value

of 1 cGy equal to 1 MU obtained from chamber ionization analysis, temperature,

pressure, polarity effects and ion recombination. Research was conducted with 6

MV and 10 MV energy variations for photon beam and 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV, 12

MeV, 15 MeV and 18 MeV for electron beam. The size of the radiation field used

is (10 x 10) cm with Source to Surface Distance (SSD) of 100 cm. The result of

showed that 6 MV and 10 MV photon beam obtained output value per 1 MU equal

to 1.026 cGy and 1.025 cGy with deviation measurement 2.60 % and 2.56 %

respectively. These values are still in measurement tolerance range of < 3 %.

Electron energy beam 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 15 MeV and 18 MeV

obtained output value per 1 MU are 0.981 cGy, 1.005 cGy, 1.019 cGy, 1.013 cGy,

1.017 cGy and 1.007 cGy with measurement deviation 1.92 %, 0.54 %, 1.90 %,

1.30 %, 1.73 % and 0.72 % correspondingly. These values are within the

measurement tolerance range of < 3 %.

Keywords: electron beam, photon beam, water phantom, LINAC

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW yang

telah membawa umatnya dari zaman kebodohan menuju zaman yang berilmu

pengetahuan seperti saat sekarang ini.

Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Sains pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Andalas. Selesainya penulisan skripsi ini tidak terlepas oleh bantuan

berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terimakasih kepada:

1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga besar yang selalu memberikan

dorongan, do’a dan motivasi yang luar biasa kepada penulis.

2. Ibu Dian Milvita, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan

waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan arahan kepada

penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan dibangku

perkuliahan serta skripsi ini.

3. Bapak Dr. Dahyunir Dahlan selaku dosen pembimbing akademik yang telah

memberikan bimbingan dan masukan selama ini.

4. Ibu Dr. Dian Fitriyani, Bapak Dr. Imam Taufiq dan Bapak Dr. Dahyunir

Dahlan selaku dosen penguji yang telah memberikan kritikan dan saran

sehingga penulisan skripsi ini menjadi lebih baik.

iv

5. Ketua Jurusan Fisika dan seluruh dosen yang telah berbagi ilmu,

pemahaman dan pengalamannya, serta seluruh pegawai akademis di

lingkungan Jurusan Fisika atas segala kemudahan dan bantuan yang telah

diberikan.

6. Segenap pihak RS Universitas Andalas Padang, yang telah membantu

proses terlaksananya penelitian yang penulis lakukan.

7. Radioterapis RS Universitas Andalas Padang, serta seluruh staf instalasi

radioterapi yang telah banyak membantu proses penelitian.

8. Rekan-rekan angkatan dan laboratorium Fisika Nuklir Jurusan Fisika

FMIPA Universitas Andalas.

9. Semua pihak yang membantu penulis untuk menyelesaikan studi di Jurusan

Fisika FMIPA Universitas Andalas.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini

menjadi lebih baik. Mudah-mudahan skripsi ini dapat bermanfaat baik bagi penulis

maupun bagi pembaca.

Padang, 12 Juli 2018

Mona Vadila

v

DAFTAR ISI

halaman

ABSTRAK .............................................................................................................. i

ABSTRACT ........................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ ix

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ...................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian .......................................................... 4

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian ............................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................... 6

2.1 Radiasi ............................................................................................... 6

2.2 Sinar-X ............................................................................................... 7

2.3 Radioterapi ......................................................................................... 8

2.4 Interaksi Radiasi Elektromagnet dengan Bahan .............................. 10

2.5 Pesawat Terapi Linear Accelerator (LINAC) ................................. 13

2.5.1 Linear Accelerator (LINAC) .................................................. 13

2.5.2 Cara Kerja LINAC.................................................................. 14

2.5.3 Terapi Foton LINAC .............................................................. 16

2.5.4 Terapi Elektron LINAC .......................................................... 17

2.6 Percentage Depth Dose (PDD) ........................................................ 18

2.7 Dosis Serap ...................................................................................... 19

2.8 Fantom ............................................................................................. 20

2.9 Protokol Technical Report Series (TRS) 398 IAEA ........................ 20

2.10 Faktor Koreksi Penentuan Dosis Keluaran Berkas Radiasi LINAC 22

2.11 Ionisasi Chamber ............................................................................. 24

vi

2.12 Keluaran Berkas Radiasi LINAC pada Kedalaman Referensi ........ 26

2.13 Keluaran Berkas Radiasi LINAC pada Kedalaman Maksimum ..... 28

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 29

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 29

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ................................................................ 29

3.2.1 Bahan Penelitian ..................................................................... 29

3.2.2 Alat Penelitian ........................................................................ 29

3.3 Teknik Penelitian ............................................................................. 35

3.3.1 Pengukuran PDD Berkas Foton dan Elektron ........................ 35

3.3.2 Pengukuran Faktor Koreksi .................................................... 36

3.3.3 Pengukuran Keluaran Berkas Radiasi LINAC ....................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 40

4.1 Hasil Pengukuran Jumlah Muatan Berkas Foton ............................. 40

4.2 Hasil Perhitungan Faktor Koreksi Berkas Foton ............................. 41

4.3 Hasil Perhitungan Keluaran Berkas Foton ....................................... 42

4.4 Hasil Pengukuran Jumlah Muatan Berkas Elektron ........................ 44

4.5 Hasil Perhitungan Faktor Koreksi Berkas Elektron ......................... 45

4.6 Hasil Perhitungan Keluaran Berkas Elektron .................................. 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 49

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 49

5.2 Saran ................................................................................................ 49

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 50

LAMPIRAN - LAMPIRAN ............................................................................... 52

vii

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1 Eksperimental sinar-X .......................................................................... 7

Gambar 2.2 Proses interaksi efek fotolistrik .......................................................... 11

Gambar 2.3 Peristiwa hamburan Compton ............................................................ 12

Gambar 2.4 Proses produksi pasangan .................................................................. 13

Gambar 2.5 LINAC secara medik .......................................................................... 15

Gambar 2.6 (a) Kepala LNAC model terapi foton, (b) model terapi elektron ....... 16

Gambar 2.7 Persen dosis kedalaman yaitu Dd/Dd0 ................................................ 19

Gambar 2.8 Prinsip kerja bilik ionisasi .................................................................. 25

Gambar 2.9 Ionisasi akibat radiasi ......................................................................... 25

Gambar 3.1 Pesawat terapi LINAC ....................................................................... 29

Gambar 3.2 Fantom air .......................................................................................... 30

Gambar 3.3 Blue Phantom ..................................................................................... 31

Gambar 3.4 Elektrometer ....................................................................................... 31

Gambar 3.5 Ion Chamber Plane Parallel .............................................................. 32

Gambar 3.6 Ion Chamber Farmer ......................................................................... 32

Gambar 3.7 Termometer ........................................................................................ 33

Gambar 3.8 Barometer ........................................................................................... 33

Gambar 3.9 Ion chamber reference dan field......................................................... 34

Gambar 3.10 Computer Control Unit (CCU) ........................................................ 34

Gambar 3.11 Skema teknik penelitian ................................................................... 39

viii

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 4.1 Data pengukuran jumlah muatan pada berkas foton .............................. 40

Tabel 4.2 Nilai faktor-faktor koreksi keluaran berkas foton .................................. 41

Tabel 4.3 Penentuan keluaran berkas foton ........................................................... 43

Tabel 4.4 Data pengukuran jumlah muatan pada berkas elektron ......................... 44

Tabel 4.5 Nilai faktor-faktor koreksi keluaran berkas elektron ............................. 45

Tabel 4.6 Penentuan keluaran berkas elektron ....................................................... 47

ix

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

Lampiran A Penentuan kedalaman pengukuran untuk berkas elektron ............... 53

Lampiran B Nilai PDD elektron pada kedalaman ekuivalen zref ......................... 53

Lampiran C Nilai-nilai parameter kualitas berkas foton ...................................... 53

Lampiran D Perhitungan zref, TPR20,10, ktp, kpol, ks, MQ, Dw,q, dan Dwqmax ........... 53

Lampiran E Kondisi referensi untuk kalibrasi ionisasi chamber ......................... 56

Lampiran F Tabel 4.VII TRS 398 koefisien kuadratik ........................................ 57

Lampiran G Kondisi referensi penentuan dosis serap air .................................... 57

Lampiran H

H.1 Kondisi referensi penentuan keluaran berkas foton ......................... 57

H.2 Kondisi referensi penentuan keluaran berkas elektron .................... 58

Lampiran I Tabel 6.III TRS 398 kalkulasi nilai kQ berkas foton ........................ 58

Lampiran J Tabel 7.III TRS 398 kalkulasi nilai kQ berkas elektron ................... 59

Lampiran K

K.1 Perkiraan ketidakstabilan Dwq saat zref pada berkas foton ................ 59

K.2 Perkiraan ketidakstabilan Dwq saat zref pada berkas elektron ........... 60

Lampiran L Jaminan kualitas LINAC .................................................................. 60

Lampiran M

M.1 Data pengukuran jumlah muatan foton ............................................ 61

M.2 Data pengukuran jumlah muatan elektron ....................................... 62

Lampiran N Sertifikat kalibrasi pesawat terapi LINAC ...................................... 64

Lampiran O Dokumentasi .................................................................................... 65

x

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN Nama pemakaian

pertama kali

pada hal

CCU Computer Control Unit 34

DNA Deoxyribose Nucleic Acid 1

IAEA International Atomic Energy Agency 2

LINAC Linear Accelerator 1

MeV Megaelektron Volt 1

MU Monitor Unit 3

MV Megavolt 1

PDD Percentage Depth Dose 18

TLD Thermoluminesence Dosimeter 20

TPR Tissue Phantom Ratio 21

TRS Technical Report Series 2

SSD Source to Surface Distance 3

LAMBANG

Å amstrong 7

Dd dosis serap suatu kedalaman 18

Dmax dosis serap kedalaman maksimum 18

dE energi yang diserap oleh medium 19

dm massa yang dimiliki medium 19

kelec faktor kalibrasi elektrometer 23

kpol efek polaritas 23

ks rekombinasi ion 23

kTP faktor tekanan dan temperatur 22

M muatan 23

P tekanan 22

R50 kedalaman paro 27

T temperatur 22

Z nomor atom 11

Zmax kedalaman maksimum 27

Zref kedalaman referensi ekuivalen 27

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Radioterapi merupakan metode pengobatan penyakit-penyakit keganasan

dengan menggunakan radiasi pengion (Susworo, 2007). Proses ionisasi sebagai

hasil interaksi radiasi pengion dengan sel kanker akan membuat rantai DNA kanker

tersebut putus sehingga mematikan jaringan tersebut (Williams dan Thwaites,

1993). Oleh karena itu, diusahakan agar dosis radiasi yang diberikan pada sel

kanker harus terdistribusi secara merata dan sebisa mungkin meminimalisir dosis

radiasi yang jatuh di luar lapangan penyinaran. Rentang energi elektron untuk

keperluan radioterapi adalah (6-29) MeV (Khan, 2005). Keluaran berkas elektron

dengan energi tinggi dapat digunakan untuk terapi kanker yang dekat pada

permukaan atau ditembakkan ke sebuah target untuk menghasilkan sinar-X energi

tinggi yang dapat digunakan untuk terapi kanker pada kedalaman tertentu

(Darmawati dan Suharni, 2012).

Linear Accelerator (LINAC) adalah salah satu contoh pesawat teleterapi

yang dirancang untuk mempercepat pergerakan elektron secara linier sehingga

dapat menghasilkan berkas foton dan elektron (Khan, 2005). Berkas foton biasanya

terdiri dari variasi energi 6 MV dan 10 MV, sedangkan berkas elektron biasanya

terdiri dari variasi energi (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV. Berkas foton biasanya

digunakan untuk menyinari kanker yang berada di dalam jaringan tubuh misalnya

kanker payudara, kanker servix dan kanker nasofaring, sedangkan berkas elektron

biasanya digunakan untuk menyinari kasus kanker kulit (Pratiwi, 2010).

2

Pengukuran dosis pada radioterapi harus dilakukan dengan tepat dan sesuai

standar. Perhitungan dosis juga harus mengikuti protokol Technical Report Series

(TRS) 398 yang dikeluarkan oleh International Atomic Energy Agency (IAEA)

pada akhir tahun 2000. TRS 398 adalah suatu kode praktis Internasional untuk

dosimetri berdasarkan standar dosis serap air yang dijadikan sebagai pedoman

dalam penentuan dosis serap berkas radiasi pesawat terapi eksternal. TRS 398

merekomendasikan penggunaan detektor ionisasi chamber plane parallel untuk

elektron dan detektor ionisasi chamber farmer untuk foton energi tinggi dengan

pengukuran berkas radiasi dikalibrasi langsung di dalam air atau fantom air.

Fantom merupakan suatu bentuk permodelan dari objek manusia yang digunakan

dalam bidang radiologi baik radiodiagnostik maupun radioterapi untuk evaluasi

kualitas gambar radiograf secara realistis.

Berdasarkan TRS 398, fantom air yang digunakan harus 5 cm lebih panjang

pada setiap sisinya daripada lapangan yang digunakan dan sekurang-kurangnya 5

g/cm2 melebihi kedalaman pengukuran maksimum dengan ukuran luas lapangan

penyinaran radiasi pada permukaan fantom (10 x 10) cm, dan jarak sumber radiasi

ke permukaan fantom 100 cm. IAEA merekomendasikan agar dosis yang diberikan

dalam terapi pasien memiliki ketidakakuratan yang dapat ditoleransi pada

jangkauan ± 5 %, bahkan keluaran radiasinya bisa sampai ± 3 %. Jika keluaran

radiasi yang diperoleh > 3 %, maka akan memberikan dampak negatif pada pasien.

Paningaran dkk. (2015) telah melakukan penelitian tentang analisis

keluaran berkas radiasi LINAC, yaitu berkas sinar-X. Analisis dilakukan dengan

energi 6 dan 10 MV, ukuran lapangan penyinaran (10 x 10) cm, kedalaman referensi

3

(zref) 10 cm, dan SSD 100 cm. Analisis ini digunakan untuk mengetahui kondisi

pesawat LINAC selama digunakan dengan mengacu pada nilai 1 cGy sama dengan

1 Monitor Unit (MU) yang diperoleh dari analisis tissue phantom ratio, ionisasi

chamber, suhu, tekanan, kelembaban, efek polaritas dan rekombinasi ion. Hasil

analisis menunjukkan bahwa pada berkas radiasi sinar-X 6 MV dosis yang

diperoleh yakni 0,99 cGy/MU dan untuk berkas radiasi sinar-X 10 MV dosis yang

diperoleh yakni 1,02 cGy/MU, dengan deviasi pengukuran 1 % dan 2 % dimana

nilai ini masih dalam rentang toleransi pengukuran yaitu < 3 %.

Rahayu dkk. (2015) juga telah melakukan penelitian tentang analisis

keluaran berkas radiasi LINAC, yaitu berkas elektron. Analisis dilakukan dengan

variasi energi 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV dan 15 MeV menggunakan protokol

Technical Report Series (TRS) 398 IAEA. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur

dosis radiasi output elektron pesawat LINAC untuk energi 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV

dan 15 MeV dengan menggunakan water phantom, kemudian hasil tersebut

dibandingkan dengan standar pada protokol TRS 398 IAEA. Hasil penelitian yang

diperoleh menunjukkan bahwa pada kedalaman maksimum berkas elektron 6 MeV,

9 MeV, 12 MeV dan 15 MeV pada luas lapangan (10 x 10) cm mengalami

penyimpangan yang bervariasi namun masih sesuai dengan batas toleransi yang

ditetapkan yaitu ± 3 %.

Penelitian tentang analisis keluaran berkas radiasi (berkas foton dan

elektron) pesawat terapi LINAC perlu dilakukan di Instalasi Radioterapi RS

Universitas Andalas, Padang. Pesawat terapi LINAC RS Universitas Andalas

diproduksi pada tahun 2017 dan belum pernah beroperasi dalam pengobatan pasien,

4

namun pesawat terapi LINAC RS ini sudah dikalibrasi. Sebelum LINAC di RS

beroperasi, maka perlu dilakukan analisis keluaran berkas radiasi terlebih dahulu

agar dosis radiasi yang diterima pasien sesuai dengan yang dibutuhkan dan sesuai

dengan asas proteksi radiasi. Penelitian ini sama dengan Paningaran dkk. (2015),

yaitu menggunakan variasi energi foton sebesar 6 MV dan 10 MV. Akan tetapi,

berbeda dengan penelitian Rahayu dkk. (2015). Penelitian ini menggunakan variasi

energi elektron sebesar (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV. Perbedaan variasi energi foton

dan elektron bergantung pada tipe pesawat terapi LINAC yang digunakan. Setiap

penggunaan energi foton dan elektron pada pesawat terapi LINAC untuk

pengobatan pasien ditentukan oleh posisi kedalaman kanker, jenis kanker dan luas

lapangan kanker.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian adalah menganalisis keluaran berkas radiasi foton dan

elektron pada pesawat terapi LINAC berdasarkan standar Technical Report Series

(TRS) 398 IAEA di Instalasi Radioterapi Universitas Andalas Padang.

Manfaat penelitian adalah untuk mengetahui keluaran berkas radiasi (berkas

foton dan elektron) yang keluar dari pesawat terapi LINAC sesuai standar pada

protokol TRS 398 IAEA, sehingga berkas foton dan elektron yang keluar dari

pesawat terapi LINAC sesuai dengan yang diperlukan pasien dan sesuai asas

proteksi radiasi (justifikasi, optimasi dan limitasi) .

5

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian

Penelitian dibatasi pada variasi energi 6 MV dan 10 MV untuk berkas foton

dan (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV untuk berkas elektron. Pengukuran keluaran

berkas radiasi (berkas foton dan elektron) ini dilakukan pada fantom air dengan luas

lapangan penyinaran (10 x 10) cm dan Source to Surface Distance (SSD) 100 cm.

Kemudian hasil tersebut dibandingkan dengan standar pada protokol TRS 398

IAEA.

6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Radiasi

Radiasi adalah suatu emisi (pancaran) dan perambatan energi melalui suatu

materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel (BATAN,

2014). Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik adalah jenis radiasi yang

tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah sinar gamma dan

sinar-X, dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari,

gelombang microwave, radar dan handphone.

Secara garis besar radiasi terbagi menjadi dua, diantaranya :

a. Radiasi pengion yaitu jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi

apabila berinteraksi dengan materi. Jenis radiasi pengion antara lain: partikel alpha,

partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Radiasi pengion dapat

menyebabkan kematian atau kelainan pada sel, dalam waktu sementara maupun

permanen. Radiasi pengion juga dapat menyebabkan mutasi pada gen, sehingga

dapat mengganggu keturunan. Akan tetapi, radiasi pengion ini dapat digunakan

dalam berbagai tindakan medis. Cabang kedokteran yang menggunakan radiasi

pengion dalam tindakan medis adalah radioterapi, radiologi terapi atau onkologi

radiasi (Podgorsak, 2003).

b. Radiasi non-pengion yaitu jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek

ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Jenis radiasi non-pengion antara lain:

gelombang radio (yang membawa informasi dan hiburan melalui radio dan televisi),

gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler

handphone), sinar inframerah (yang memberikan energi dalam bentuk panas),

7

cahaya tampak (yang bisa kita lihat), sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari).

Berbeda dengan radiasi pengion, radiasi non-pengion tidak mampu untuk

memindahkan elektron atau mengionisasi atom atau molekul, sehingga radiasi ini

tidak sebahaya radiasi pengion. Radiasi ini juga memiliki frekuensi yang jauh lebih

rendah dari radiasi pengion, sehingga mungkin tidak dapat membahayakan

kesehatan.

2.2 Sinar-X

Sinar-X atau sinar Roentgen adalah salah satu bentuk dari radiasi

elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara (0,1-1) Å dan memiliki

energi dalam rentang 100 eV-100 KeV (Podgorsak, 2003). Sinar-X umumnya

digunakan dalam diagnosis gambar medis dan kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah

bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya. Manfaat sinar-X dalam ilmu

kedokteran yaitu dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ

tubuh yang lain tanpa melakukan pembedahan langsung pada tubuh pasien. Berikut

eksperimental sinar-X dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Eksperimental sinar-X

(Sumber: Beiser, 2003)

8

Tabung yang digunakan adalah tabung vakum yang di dalamnya terdapat

dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Katoda/filamen tabung Roentgen

dihubungkan ke transformator filamen. Transformator filamen ini akan memberi

suplai sehingga mengakibatkan terjadinya pemanasan pada filamen tabung

Roentgen, sehingga elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya,

sehingga terjadi elektron bebas dan terbentuklah awan-awan elektron. Anoda dan

katoda dihubungkan dengan transformator tegangan tinggi (10-150) kV.

Dari proses ini didapatkanlah tegangan tinggi yang akan disuplai ke

elektroda tabung Roentgen. Elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda akan

ditarik menuju anoda, akibatnya terjadilah suatu loop (rangkaian tertutup) maka

akan terjadi arus elektron yang berlawanan dengan arus listrik yang disebut arus

tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut

akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat di inti atom

disebut peristiwa sinar-X Bremsstrahlung dan apabila menabrak elektron di kulit

K, disebut K karakteristik (Darmawan, 1987). Akibat tabrakan ini maka terjadi

hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini

akan diisi oleh elektron-elektron lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan

suatu gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dan energi yang

berbeda-beda (Wiryosimin, 1995). Gelombang elektromagnetik dengan panjang

gelombang (0,1-1) Å inilah yang kemudian disebut sinar-X atau sinar Roentgen.

2.3 Radioterapi

Radioterapi merupakan tindakan medis menggunakan radiasi pengion untuk

mematikan sel kanker sebanyak mungkin dengan kerusakan pada sel normal sekecil

9

mungkin. Dosis yang diberikan kepada organ target dalam radioterapi haruslah

tepat dengan mengusahakan dosis ke bagian tubuh lainnya serendah mungkin

(Wahyuni, 2013). Dosis yang berlebih akan membahayakan pasien, sedangkan

dosis yang rendah akan mempengaruhi penyembuhan pasien. Radiasi bisa

digunakan untuk mengobati hampir semua jenis tumor padat termasuk kanker otak,

payudara, leher rahim, tenggorokan, paru-paru, pankreas, prostat, kulit dan

sebagainya. Cara dan besar dosis radiasi yang diberikan bergantung pada: jenis

kanker, lokasi kanker, kerusakan jaringan sekitar, kesehatan umum dan riwayat

medis penderita.

Radioterapi terdiri dari tiga jenis, yaitu :

1. Radiofarmaka

Radiofarmaka merupakan unsur radioaktif dengan kit farmaka tertentu yang

digunakan dalam bidang kedokteran nuklir, baik digunakan untuk tujuan diagnosis

maupun terapi. Sisa-sisa unsur radioaktif yang tidak terpakai keluar dari tubuh

melalui air liur, keringat dan air kencing. Dalam kurun waktu tertentu cairan ini

bersifat radioaktif, tetapi setelah itu tidak lagi bersifat radioaktif. Itu sebabnya

penderita yang menjalani terapi ini perlu menjalani rawat inap.

2. Radiasi Internal (Brakiterapi)

Brakiterapi (radiasi jarak dekat) merupakan metode terapi radiasi dengan

menempatkan sumber radiasi di dekat daerah target. Sumber radiasi berupa

susuk/implant berbentuk seperti kabel, pita, kapsul, kateter atau butiran kecil,

jarum, pellet, jepit rambut yang berisi isotop radioaktif Ir-192, Cs-137, I-125, Co-

60 dan lain sebagainya yang ditanamkan tepat di jaringan kanker atau di dekatnya.

10

Cara ini lebih efektif membunuh sel kanker sekaligus memperkecil kerusakan

jaringan sehat di sekitar sasaran radiasi. Contoh kanker yang diobati dengan

brakiterapi adalah kanker payudara, kanker kepala dan kanker vagina.

3. Radiasi Eksternal (Teleterapi)

Teleterapi merupakan terapi radiasi yang menggunakan sumber radiasi yang

berada pada jarak tertentu dari tubuh. Tujuan teleterapi adalah untuk mendapatkan

efek terapi yang maksimum pada jaringan kanker dan minimum pada jaringan

normal. Terapi eksternal meliputi terapi radiasi yang menggunakan pesawat terapi

Co-60, Linear Accelerator (LINAC), pesawat terapi Cs-137 dan lain sebagainya.

2.4 Interaksi Radiasi Elektromagnet dengan Bahan

Radiasi elektromagnet termasuk jenis radiasi pengion apabila energinya

cukup tinggi sehingga mempunyai kemampuan untuk membentuk ion apabila

berinteraksi dengan bahan (Wiryosimin, 1995). Ada tiga proses utama yang dapat

terjadi apabila radiasi elektromagnetik melewati suatu bahan penyerap, yaitu

(Akhadi, 2000):

1. Efek fotolistrik

Efek fotolistrik timbul karena interaksi antara radiasi elektromagnetik

dengan elektron-elektron dalam atom bahan. Pada peristiwa ini energi foton

diserap seluruhnya oleh elektron yang terikat kuat oleh suatu atom sehingga

elektron tersebut terlepas dari ikatan inti atom. Elektron yang terlepas itu disebut

“fotoelektron”. Karena interaksinya terjadi dengan elektron yang terikat kuat, maka

efek fotolistrik harus dianggap sebagai interaksi antara foton dengan atom secara

keseluruhan, bukan hanya dengan elektron saja. Untuk itu lebih sering dikatakan

11

bahwa efek fotolistrik merupakan interaksi antara foton dengan elektron atom.

Efek fotolistrik terutama terjadi pada foton berenergi rendah, yaitu berkisar antara

0,01 MeV hingga 0,5 MeV, dan dominan pada energi foton di bawah 0,1 MeV.

Radiasi elektromagnetik dengan energi fotonnya kecil akan berinteraksi dengan

elektron-elektron yang berada di orbit luar atom. Semakin besar energi foton maka

elektron-elektron yang berada pada orbit lebih dalam akan dilepaskan. Efek

fotolistrik ini umumnya banyak terjadi pada materi dengan nomor atom (Z) yang

besar, seperti pada tembaga (Z=29) atau timah hitam (Z=82). Proses interaksi efek

fotolistrik dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Proses interaksi efek fotolistrik

(Sumber: Akhadi, 2000)

Elektron yang terlempar ke luar dari atom paling mungkin berasal dari

elektron di kulit K. Energi foton datang sebagian besar berpindah ke elektron

fotolistrik dalam bentuk energi kinetik elektron, dan sebagian sangat kecil dipakai

untuk melawan energi ikat elektron. Elektron terlempar selanjutnya dapat

melakukan proses ionisasi atom-atom lain di dalam bahan. Efek fotolistrik dapat

berlangsung, maka energi foton datang sekurang-kurangnya harus sama dengan

energi ikat elektron yang berinteraksi.

12

2. Hamburan Compton

Hamburan Compton terjadi apabila foton dengan energi tertentu

berinteraksi dengan elektron bebas atau elektron yang tidak terikat secara kuat oleh

inti, yaitu elektron yang berada pada kulit terluar dari atom. Elektron kinetik

tertentu disertai foton hambur dengan energi lebih rendah dibandingkan foton

datang. Dalam hamburan Compton, energi foton datang yang diserap atom diubah

menjadi energi kinetik elektron dan foton hamburan yang berenergi lebih rendah.

Elektron selanjutnya akan kehilangan energinya melalui proses ionisasi atom

bahan. Peristiwa hamburan Compton dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Peristiwa hamburan Compton

(Sumber: Akhadi, 2000)

3. Produksi pasangan

Produksi pasangan terjadi karena interaksi antara foton dengan medan listrik

dalam inti atom berat. Proses ini hanya dapat terjadi dalam medan listrik di sekitar

partikel bermuatan, terutama dalam medan sekitar inti. Dalam proses produksi

pasangan, dapat dianggap bahwa foton berinteraksi dengan atom secara

13

keseluruhan. Jika interaksi itu terjadi, maka foton akan lenyap dan sebagai gantinya

timbul sepasang elektron-positron. Karena massa diam elektron/positron ekuivalen

dengan 0,51 MeV, maka produksi pasangan hanya dapat terjadi pada energi foton

datang ≥ 1,02 MeV. Proses produksi pasangan dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Proses produksi pasangan

(Sumber: Akhadi, 2000)

Produksi pasangan hanya penting untuk radiasi elektromagnetik berenergi

tinggi. Produksi pasangan meningkat dengan meningkatnya energi radiasi

elektromagnetik yang datang. Proses ini juga proporsional dengan Z2 bahan

penyerap. Oleh karena itu, produksi pasangan ini lebih sering terjadi pada bahan

dengan nomor atom tinggi.

2.5 Pesawat Terapi Linear Accelerator (LINAC)

2.5.1 Linear Accelerator (LINAC)

LINAC adalah salah satu pesawat teleterapi yang menggunakan gelombang

elektromagnetik dengan frekuensi tinggi untuk mempercepat partikel bermuatan

seperti elektron dengan energi tinggi saat melewati tabung linear. Elektron

berenergi tinggi tersebut bisa digunakan untuk mengobati kanker pada kedalaman

14

yang dangkal, atau elektron tersebut dikenakan pada target sehingga menghasilkan

foton untuk mengobati kanker dengan kedalaman yang cukup jauh.

LINAC memiliki dosis yang seragam dengan foton energi tinggi dan berkas

elektron pada bagian kanker pasien. Proses ionisasi sebagai hasil dari interaksi

radiasi pengion (berkas foton dan elektron) dengan materi (kanker) akan membuat

rantai Deoxyribose Nucleic Acid (DNA) kanker terputus sehingga dapat mematikan

jaringan kanker tersebut. Input yang dibutuhkan adalah jumlah dalam Monitor Unit

(MU). Jumlah MU ini bergantung pada besar dosis yang akan disampaikan,

kedalaman kanker, laju dosis referensi/kalibrasi monitor, ukuran pengaturan

kolimator, luas lapangan kanker dan variabel-variabel lainnya (Khan, 2005).

2.5.2 Cara Kerja LINAC

Elektron merupakan sumber awal radiasi yang dikenakan ke pasien.

Elektron pada pesawat terapi LINAC bersumber dari electron gun. Kemudian

elektron tersebut dipercepat oleh gelombang mikro yang disuplai dari magnetron

menjadi elektron berenergi tinggi. Proses mempercepat elektron dilakukan di

dalam sebuah tabung yang disebut accelarator waveguide. Selanjutnya elektron

yang telah dipercepat oleh gelombang mikro akan dilewatkan ke magnet pembelok.

Magnet pembelok akan membelokkan berkas elektron sebesar 90°, agar berkas

elektron dapat diarahkan sesuai dengan keperluan radiasi (Nurman dan Bambang,

2007). Pada magnet pembelok elektron dengan energi yang sedikit lebih tinggi atau

lebih rendah dari yang dikehendaki, akan dibelokkan sedemikian rupa sehingga

energi dan lintasannya dapat sesuai kembali dengan yang dikehendaki.

15

Elektron dengan penyimpangan energi yang lebih besar akan dihilangkan

oleh sebuah filter celah mekanis. Dengan demikian, dapat dihasilkan pemfokusan

yang sangat baik dari berkas elektron serta energi yang monokromatis (Podgorsak,

2003). Gambar LINAC secara medik dapat dilihat pada Gambar 2.5. Setelah

mengalami pembelokan, berkas elektron berenergi tinggi yang keluar dari magnet

pembelok akan dipakai untuk terapi foton dapat dilihat pada Gambar 2.6 (a) dan

terapi elektron dapat dilihat pada Gambar 2.6 (b).

Gambar 2.5 LINAC secara medik

(Sumber: Podgorsak, 2003)

16

Gambar 2.6 (a) Kepala LINAC model terapi foton, (b) model terapi elektron

(Sumber : Khan, 2005)

2.5.3 Terapi Foton LINAC

Bila yang dikehendaki berkas foton, maka berkas elektron berenergi tinggi

tersebut dilewatkan pada target. Pengereman oleh target pada elektron yang

dipercepat gelombang mikro menghasilkan sinar-X Bremsstrahlung. Sinar-X

Bremsstrahlung adalah foton dengan spektrum energi yang kontinu. Penciptaan

foton mempunyai intensitas yang tinggi pada arah sumbu target. Maksimum energi

foton akan sama dengan energi elektron datang yang ditembakkan ke target. Foton

tesebut akan diteruskan melewati primary collimator menuju bagian carrousel.

Bagian carrousel akan mengeluarkan alat filter pemerata (flattening filter). Filter

pemerata yang terbuat dari baja anti karat bertujuan mencapai kerataan (flatness)

yang diperlukan. Kemudian foton hasil pemerata diteruskan ke ion chamber untuk

membentuk dosis foton dalam jumlah Monitor Unit (MU). Lalu diteruskan ke

(a) (b)

17

secondary collimator untuk lebih mendapatkan foton dalam MU yang lebih flat.

Hasil akhir terapi foton akan keluar dari bagian pada LINAC yang disebut gantry,

yang berotasi sekitar pasien. Pasien berbaring di meja perawatan yang dapat

bergerak. Untuk menjamin ketepatan posisi pasien digunakan bantuan laser

vertikal dan horizontal yang dipasang di dinding ruangan perawatan. Radiasi bisa

disampaikan pada kanker dengan berbagai sudut dari rotasi gantry (sampai 360°)

dan perpindahan meja perawatan yang bertujuan memaksimalkan pencapaian

target.

2.5.4 Terapi Elektron LINAC

Berbeda dengan terapi foton, pada terapi elektron hasil ekstrak berkas

elektron yang telah dipercepat oleh gelombang mikro langsung diteruskan ke

primary collimator tanpa ditembakkan pada target. Kemudian dari primary

collimator berkas elektron diteruskan bagian carrousel, saat melewati bagian

carrousel yang dikeluarkan adalah alat scattering foil. Tujuannya agar ekstrak

berkas elektron dapat terhamburkan. Lalu ekstrak berkas elektron akan dilanjutkan

lagi menuju ke secondary collimator. Tujuannya agar mendapatkan ekstrak berkas

elektron yang lebih rata dan meminimalkan luas lapangan berkas elektron. Terapi

elektron LINAC dilengkapi dengan electron applicator, yang digunakan untuk

membantu berkas elektron hasil secondary collimator jatuh pada field size yang

tepat.

18

2.6 Percentage Depth Dose (PDD)

Percentage Depth Dose (PDD) adalah hasil bagi dari dosis serap pada suatu

kedalaman tertentu (Dd) dengan dosis serap pada suatu kedalaman tertentu dengan

dosis serap pada kedalaman maksimum (Dmax) yang dinyatakan dalam persentase

yang dapat dilihat pada Persamaan 2.1 (Leung, 1990).

PDD = (𝐷𝑑

𝐷𝑚𝑎𝑥) x 100% (2.1)

dengan

Dd : dosis serap pada suatu kedalaman (Gy)

Dmax : dosis serap pada kedalaman maksimum (Gy)

Dosis maksimum (Dmax) dari dosis yang diberikan dapat dilihat pada

Persamaan 2.2.

Dmax = (𝐷𝑑

𝑃𝐷𝐷) x 100% (2.2)

Persen dosis kedalaman yaitu Dd/Dd0 dengan Dd berada pada kedalaman

yang diinginkan dan Dd0 merupakan kedalaman referensi pada dosis maksimum.

Distribusi dosis pada sumbu utama dalam pasien atau fantom yang dikenal sebagai

PDD, umumnya dinormalisasikan dengan dosis maksimum (Dmax) = 100%, yakni

dosis pada kedalaman maksimum (Dmax). Persen dosis kedalaman Dd/Dd0 dapat

dilihat pada Gambar 2.7.

19

Gambar 2.7 Persen dosis kedalaman yaitu Dd/Dd0

(Sumber : Khan, 2005)

2.7 Dosis Serap

Dosis serap didefinisikan sebagai jumlah energi yang diserahkan oleh radiasi

atau banyaknya energi yang diserap oleh bahan persatuan massa bahan tersebut.

Dosis serap digunakan untuk mengetahui jumlah energi yang diserap oleh medium

(Akhadi, 2000). Dosis serap (D) secara matematis dosis serap dapat dilihat pada

Persamaan 2.3.

D = 𝑑𝐸

𝑑𝑚 (2.3)

dengan

dE : energi yang diserap oleh medium (J)

dm : massa yang dimiliki medium (kg)

Laju serapan energi yang timbul akibat radiasi ionisasi tergantung pada jenis

bahan yang diradiasi. Besaran yang dipakai sebagai standar serapan radiasi untuk

berbagai jenis bahan dosis serapan, yaitu jumlah energi radiasi yang terserap dalam

20

1 satuan massa bahan. Satuan untuk dosis serap adalah Gray (Gy) dan didefinisikan

sebagai dosis radiasi yang diserap satu joule per kilogram (Akhadi, 2000).

2.8 Fantom

Fantom merupakan suatu bentuk permodelan dari objek manusia yang

digunakan dalam bidang radiologi baik radiodiagnostik maupun radioterapi untuk

evaluasi kualitas gambar radiograf secara realistis (Vassileva, 2002). Fantom

mempunyai sifat menyerap dan menghamburkan berkas mendekati jaringan.

Material fantom yang digunakan harus memiliki sifat mendekati suatu material

(misalnya jaringan atau udara), paling tidak dalam tiga parameter yaitu densitas

massa, jumlah elektron per gram dan nomor atom efektif. Fantom yang banyak

digunakan yaitu fantom yang terbuat dari akrilik karena mempunyai rapat masa

yang hampir sama dengan kerapatan air yakni 0,994 gr/cm3, hal ini dilakukan

karena manusia terdiri dari 75 % molekul air (Pratiwi, 2006). Untuk keperluan

pengukuran foton maupun elektron, air dipakai sebagai fantom standar ekuivalen

jaringan, karena air mempunyai kemampuan menyerap foton hampir sama dengan

jaringan basah. Sedangkan untuk menjaga keamanan alat ukur yang digunakan

seperti dosimeter TLD, maka selain fantom cair juga dibuat fantom padat yang

dimodifikasi sehingga kedap air.

2.9 Protokol Technical Report Series (TRS) 398 IAEA

TRS 398 merupakan kode praktis yang diaplikasikan pada berkas elektron

berenergi tinggi dengan kisaran 4 MeV hingga 22 MeV dan pada berkas foton

berenergi tinggi dengan kisaran 6 MV hingga 18 MV. Berdasarkan TRS 398,

21

fantom yang direkomendasikan sebagai medium referensi untuk pengukuran dosis

serap dan kualitas berkas pada berkas foton dan elektron adalah fantom air. Fantom

yang digunakan harus 5 cm lebih panjang pada setiap sisinya daripada lapangan

yang digunakan dan sekurang-kurangnya 5 g/cm2 melebihi kedalaman pengukuran

maksimum. Umumnya, air merupakan material yang direkomendasikan untuk

fantom pada pengukuran keluaran berkas foton dan elektron.

Berdasarkan TRS 398 IAEA, ionisasi chamber yang direkomendasikan

dalam pengukuran absolut keluaran berkas elektron yaitu ionisasi chamber plane

parallel, sedangkan ionisasi chamber dalam pengukuran absolut keluaran berkas

foton yaitu ionisasi chamber farmer. Luas lapangan penyinaran yang ditetapkan

pada TRS 398 yaitu (10 x 10) cm dengan Source to Surface Distance (SSD) 100

cm. Pengukuran muatan pada berkas radiasi elektron dilakukan dengan dibantu

oleh perangkat aplikator ukuran (10 x 10) cm yang dipasang melekat dengan

kolimator.

Khusus foton berenergi tinggi yang dihasilkan oleh akselerator klinis,

kualitas berkas ditentukan melalui rasio jaringan fantom Tissue Phantom Ratio

(TPR20,10). Variabel tersebut merupakan rasio dosis serap pada kedalaman 20 cm

dengan 10 cm pada fantom air, yang diukur dengan kondisi SSD konstan 100 cm

dan pada lapangan (10 x 10) cm. TPR20,10 dapat ditentukan melalui hubungan

sederhana Persamaan 2.4.

TPR20,10 = 1,2661 PDD20,10 – 0,0595 (2.4)

dengan

22

𝑃𝐷𝐷20,10 : rasio dari dosis (dalam persen) pada kedalaman 20 cm dan 10 cm

untuk lapangan (10 x 10) cm yang ditetapkan pada permukaan

fantom dengan SSD 100 cm.

Pengukuran nilai keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron)

pesawat terapi pada TRS 398 ditetapkan sebesar 1 cGy sama dengan 1 MU dengan

batas toleransi ± 3 %.

2.10 Faktor Koreksi Penentuan Dosis Keluaran Berkas Radiasi LINAC

Diperlukan beberapa faktor koreksi untuk menentukan laju dosis serap

berkas foton dan elektron di dalam air. Faktor tersebut adalah sebagai berikut :

a. Faktor tekanan dan temperatur (kTP) : faktor koreksi temperatur dan tekanan

udara terhadap keadaan referensi. Besarnya koreksi ini dapat ditentukan dengan

Persamaan 2.5.

kTP = 273,15+𝑇

273,15+ 𝑇0 𝑃0

𝑃 (2.5)

dengan

T : suhu rongga chamber yang berdasarkan suhu air di sekitar chamber (°C)

P : tekanan udara saat pengukuran berlangsung (kPa)

To : suhu referensi yang dicantumkan dalam sertifikat kalibrasi chamber

(umumnya 20 °C)

Po : tekanan referensi yang dicantumkan dalam sertifikat kalibrasi chamber

(umumnya 101,325 kPa)

23

b. Elektrometer (kelec) : faktor kalibrasi elektrometer, jika dalam sertifikat tidak

dicantumkan faktor tersebut maka nilai kelec adalah 1 dimana hal ini berarti chamber

dikalibrasi bersamaan dengan elektrometer.

c. Efek polaritas (kpol) : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap efek

pergantian polaritas yang diberikan pada detektor. Kebanyakan penyinaran pada

energi tinggi foton efek polaritas diabaikan, namun hal itu harus diperiksa untuk

setiap kombinasi kualitas chamber yang digunakan. Nilai kpol sangat signifikan

pada berkas elektron energi tinggi dapat ditentukan dengan Persamaan 2.6.

kpol = |𝑀+|+|𝑀−|

2𝑀 (2.6)

dengan

M+ : bacaan pengukuran pada polaritas positif (nC/MU)

M- : bacaan pengukuran pada polaritas negatif (nC/MU)

M : bacaan dari polaritas yang rutin digunakan (nC/MU)

d. Rekombinasi ion (ks) : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap

kurang lengkapnya pengumpulan muatan pada ionisasi di udara. Nilai ks dapat

ditentukan dengan Persamaan 2.7.

ks = 𝑎0 + 𝑎1 (𝑀1

𝑀2) + 𝑎2 (

𝑀1

𝑀2)

2

(2.7)

dengan

a0, a1, dan a2 : koefisien kuadratik untuk untuk perhitungan nilai ks dengan

24

menggunakan metode “two voltage” yang diambil dari Tabel

4.VII TRS No. 389 IAEA.

M1 : bacaan pengukuran untuk tegangan yang biasa digunakan (V)

M2 : bacaan pengukuran untuk tegangan referensi misalnya (𝑉

4)

e. Respon detektor ionisasi (kQ.Qo) : faktor koreksi perbedaan antara respon

detektor ionisasi dalam kualitas berkas yang digunakan sebagai kalibrasi detektor

(Co-60) terhadap kualitas berkas elektron yang diberikan pada Tabel 7.III TRS 398

sebagai fungsi dari kualitas berkas R50.

2.11 Ionisasi Chamber

Ionisasi chamber (bilik ionisasi) merupakan dosimeter yang mengukur

jumlah ionisasi yang terjadi di dalam rongga detektor. Secara garis besar, detektor

bilik ionisasi terdiri dari rongga berisi gas yang terlingkupi oleh dinding luar yang

terbuat dari bahan bersifat konduktif dan pada bagian tengah terdapat elektroda

yang berfungsi untuk mengumpulkan ion.

Detektor ini terdiri dari dua elektroda, positif dan negatif, serta berisi gas

diantara kedua elektrodanya. Elektroda positif disebut sebagai anoda, yang

dihubungkan ke kutub listrik positif, sedangkan elektroda negatif disebut sebagai

katoda, yang dihubungkan ke kutub negatif. Kebanyakan detektor ini berbentuk

silnder dengan sumbu yang berfungsi sebagai anoda dan dinding silindernya

sebagai katoda. Prinsip kerja bilik ionisasi dapat dilihat pada Gambar 2.8.

25

Gambar 2.8 Prinsip kerja bilik ionisasi

(Sumber: Batan, 2017)

Radiasi yang memasuki detektor akan mengionisasi gas dan menghasilkan

ion-ion positif dan ion-ion negatif (elektron). Jumlah ion yang akan dihasilkan

tersebut sebanding dengan energi radiasi. Ion-ion yang dihasilkan di dalam

detektor tersebut akan memberikan kontribusi terbentuknya arus listrik. Ionisasi

akibat radiasi dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Ionisasi akibat radiasi

(Sumber: Batan, 2017)

Ion-ion primer yang dihasilkan oleh radiasi akan bergerak menuju elektroda

yang sesuai. Pergerakan ion-ion tersebut akan menimbulkan arus listrik.

Pergerakan ion tersebut di atas dapat berlangsung bila di antara dua elektroda

terdapat medan listrik. Medan listrik dihasilkan dari energi radiasi yang diberikan

pada pesawat terapi LINAC.

26

Pembacaan bilik ionisasi di pengaruhi oleh jumlah suhu dan tekanan,

kalibrasi elektrometer, efek polaritas dan rekombinasi ion. Bilik ionisasi dapat

ditentukan dengan Persamaan 2.8.

MQ = (Mun -M0).kTP.kelec.kpol.ks (2.8)

dengan

Mun : pembacaan pada saat pengukuran (nC/MU)

M0 : pembacaan tanpa radiasi (nC/MU)

kTP : faktor koreksi temperatur dan tekanan udara terhadap keadaan referensi.

kelec : faktor kalibrasi elektrometer, jika dalam sertifikat tidak dicantumkan

faktor tersebut maka nilai kelec adalah 1.

kpol : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap efek pergantian polaritas

yang diberikan pada detektor.

ks : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap kurang lengkapnya

pengumpulan muatan pada ionisasi di udara.

2.12 Keluaran Berkas Radiasi LINAC pada Kedalaman Referensi

Keluaran berkas radiasi LINAC pada kedalaman referensi ekuivalen (zref )

ditentukan dengan pengukuran ionisasi menggunakan dosimeter ion chamber.

Pengukuran dilakukan di dalam fantom air yang berukuran (36 x 42 x 36) cm3, luas

lapangan penyinaran (10 x 10) cm, dan Source to Surface Distance (SSD) 100 cm.

Pada berkas foton kedalaman referensi ekuivalen saat pengukuran (zref ) adalah 10

27

g/cm2, sedangkan pada berkas elektron kedalaman referensi (zref) ditentukan dengan

Persamaan 2.9.

Zref = 0,6 R50 – 0,1 g/cm2 (2.9)

dengan

Zref : kedalaman referensi pada saat pengukuran berkas radiasi elektron (g/cm2)

R50 : kedalaman paro pada dosis serap di air (g/cm2)

Keluaran berkas foton dan elektron pada kedalaman referensi ditentukan

dengan pengukuran ionisasi menggunakan dosimeter. Berkas foton dan elektron

untuk kedalaman zref dapat ditentukan dengan Persamaan 2.10.

Dw,Q = MQ . ND,w,Qo . kQ,Qo (2.10)

dengan

Dw,Q (zref) : dosis serap pada kedalaman zref (cGy/MU)

MQ : dosimeter pembaca (nC/MU)

ND,w,Qo : koefisien kalibrasi dalam hal dosis serap air pada kualitas referensi

Qo. Nilai ND,w,Qo pada ion chamber farmer adalah 4,809 x 107 Gy/C,

dan pada ion chamber plane parallel adalah 8,663 x 107 Gy/C.

kQ,Qo : faktor koreksi perbedaan antara respon detektor ionisasi dalam

kualitas berkas yang digunakan sebagai kalibrasi detektor (Co-60)

terhadap kualitas berkas.

28

2.13 Keluaran Berkas Radiasi LINAC pada Kedalaman Maksimum

Dibutuhkan PDD untuk menentukan keluaran berkas radiasi LINAC pada

kedalaman maksimum (zmax). Data pengukuran PDD biasanya telah disediakan dari

pihak rumah sakit melalui pengukuran oleh fisikawan medisnya. Penentuan dosis

serap pada kedalaman maksimum dapat ditentukan dengan Persamaan 2.11.

Dw,Q(zmax) = 100 Dw,Q (zref) / PDD(zref) (2.11)

dengan

Dw,Q (zref) : dosis serap pada kedalaman zref (cGy/MU)

PDD(zref) : nilai persentase untuk pengukuran di kedalaman zref (%)

Penentuan keluaran berkas elektron dan berkas foton pada kedalaman

maksimum bertujuan untuk mengatur bacaan detektor monitor dalam satuan MU

sehingga 1 cGy sama dengan 1 MU.

29

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Instalasi Radioterapi Rumah Sakit Universitas

Andalas Padang. Penelitian telah dilaksanakan selama enam bulan dimulai dari

bulan November 2017 sampai dengan April 2018.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan Penelitian

1. Aquades

Aquades sebagai air murni hasil distilasi yang digunakan untuk mengisi

fantom air dan blue phantom.

3.2.2 Alat Penelitian

1. Pesawat Terapi Linear Accelerator (LINAC)

Pesawat terapi Linear Accelerator (LINAC) digunakan sebagai sumber

untuk menghasilkan berkas radiasi (foton dan elektron) yang dipancarkan.

Bentuk pesawat terapi LINAC dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Pesawat terapi LINAC

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

30

Spesifikasi pesawat terapi LINAC:

Nama Alat : Pesawat Akselerator Linier (Linac)

Model : Linac CX

Nomor Seri : 6264

Pabrik : Varian Medical System

Energi : a. Foton (6 MV dan 10 MV)

b. Elektron (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV

2. Fantom Air

Fantom air berukuran (36 x 42 x 36) cm3 digunakan sebagai pengganti

pasien untuk mengukur dosis keluaran berkas radiasi (berkas foton dan

elektron). Bentuk fantom air dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Fantom air

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

3. Blue Phantom

Blue Phantom berukuran (67,5 x 64,5 x 56) cm3 digunakan sebagai

pengganti pasien pada pengukuran PDD (Percentage Depth Dose). Bentuk

Blue phantom dapat dilihat pada Gambar 3.3.

31

Gambar 3.3 Blue Phantom

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

4. Elektrometer

Elektrometer digunakan untuk mengukur dan membaca besar muatan yang

mengalir. Bentuk elektrometer dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Elektrometer

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

5. Ion Chamber Plane Parallel

Ion chamber plane parallel digunakan untuk mengukur keluaran berkas

radiasi elektron. Bentuk ion chamber plane parallel dapat dilihat pada

Gambar 3.5.

32

Gambar 3.5 Ion Chamber Plane Parallel

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

6. Ion Chamber Farmer

Ion chamber farmer digunakan untuk mengukur keluaran berkas radiasi

foton. Bentuk ion chamber farmer dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Ion Chamber Farmer

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

7. Termometer

Termometer digunakan untuk mengukur temperatur sebagai parameter

dalam menentukan faktor koreksi kTP. Bentuk termometer dapat dilihat

pada Gambar 3.7.

33

Gambar 3.7 Termometer

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

8. Barometer

Barometer digunakan untuk mengukur tekanan udara sebagai parameter

dalam menentukan faktor koreksi kTP. Bentuk barometer dapat dilihat pada

Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Barometer

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

34

9. Ion chamber reference dan field

Ion chamber reference dan field digunakan sebagai detektor dalam

pengukuran PDD. Bentuk Ion chamber reference dan field dapat dilihat

pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Ion chamber reference dan field

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

10. Computer Control Unit (CCU)

CCU digunakan sebagai pengontrol sekaligus penghubung antara detektor

ion chamber reference dan field dengan komputer pembaca pada saat

pengukuran PDD. Bentuk CCU dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Computer Control Unit (CCU)

(Instalasi Radioterapi RS Unand)

35

3.3 Teknik Penelitian

Pengukuran keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) pada

pesawat terapi LINAC dilakukan untuk mengetahui kondisi pesawat terapi LINAC

selama digunakan tetap mengacu pada nilai 1 cGy, agar berkas radiasi yang keluar

sesuai dengan kebutuhan pasien. Pengukuran dosis dilakukan dalam medium

fantom air dengan kondisi SSD 100 cm dan luas lapangan penyinaran (10 x 10) cm

dengan nominal energi berkas elektron dan berkas foton yang divariasikan. Variasi

energi untuk berkas foton adalah 6 MV dan 10 MV, sedangkan variasi energi untuk

berkas elektron adalah (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV. Pengukuran pada keluaran

berkas radiasi elektron dilakukan dengan dibantu oleh perangkat aplikator ukuran

(10 x 10) cm yang dipasang melekat dengan kolimator. Langkah-langkah yang

dilakukan sebelum melakukan pengukuran keluaran berkas adalah :

1. Mengukur PDD berkas foton dan elektron.

2. Mengukur faktor koreksi yang diperlukan dalam penentuan keluaran berkas

radiasi LINAC (berkas foton dan elektron).

3. Mengukur keluaran berkas radiasi LINAC.

3.3.1 Pengukuran PDD Berkas Foton dan Elektron

Pengukuran Percentage Depth Dose (PDD) dilakukan menggunakan blue

phantom yang berisi aquades. Blue phantom tersebut dihubungkan dengan

reference detector dan field detector. Kedua detektor disambungkan ke Computer

Control Units (CCU) yang telah terhubung ke komputer pembaca. Selanjutnya,

dilakukan penyinaran dengan energi foton 6 MV dan 10 MV, serta energi elektron

(4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV.

36

Pengukuran PDD pada berkas foton dilakukan untuk mengetahui nilai

Tissue Phantom Ratio (TPR20,10) dan nilai PDD pada kedalaman zref 10 g/cm2.

Variabel tersebut merupakan rasio dosis serap pada kedalaman 20 cm dan 10 cm

pada fantom air, yang diukur dengan kondisi SSD konstan 100 cm dan pada

lapangan (10 x 10) cm. Nilai TPR20,10 merupakan nilai kualitas berkas yang

digunakan untuk menentukan nilai faktor koreksi kQ,Qo. Nilai TPR20,10 dapat

dihitung menggunakan Persamaan 2.4. Selain itu, nilai PDD pada pengukuran

keluaran berkas foton juga digunakan untuk menghitung nilai keluaran berkas foton

pada kedalaman maksimum zmax.

Pengukuran PDD pada berkas elektron dilakukan untuk menentukan nilai-

nilai zref yang digunakan dalam pengukuran keluaran berkas elektron. Selain itu,

pada berkas elektron nilai PDD juga digunakan untuk menghitung nilai keluaran

berkas elektron pada kedalaman maksimum zmax.

3.3.2 Pengukuran Faktor Koreksi

Penentuan nilai keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) pada

pesawat terapi LINAC diperlukan beberapa faktor koreksi untuk menentukan laju

dosis serap berkas radiasi di dalam air. Faktor koreksi tersebut antara lain :

1. Faktor tekanan dan temperatur (kTP)

Pengukuran faktor koreksi ini dilakukan dengan cara mengukur nilai

tekanan udara pada saat pengukuran berlangsung (P) dengan menggunakan

barometer dan suhu rongga chamber yang berdasarkan suhu air di sekitar chamber

(T) dengan menggunakan termometer. Setelah data pengukuran tekanan dan

37

temperatur diperoleh, nilai faktor koreksinya (kTP) dapat dihitung menggunakan

Persamaan 2.5.

2. Elektrometer (kelec)

Faktor kalibrasi elektrometer (biasanya bernilai 1). Hal ini berarti chamber

dikalibrasi bersamaan dengan elektrometer.

3. Efek polaritas (kpol)

Faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap efek pergantian polaritas

yang diberikan pada detektor saat penyinaran dengan energi tinggi foton diabaikan.

Akan tetapi, hal itu harus diperiksa untuk setiap kombinasi kualitas chamber yang

digunakan. Pada berkas elektron energi tinggi, dilakukan pengukuran pada

polaritas positif, polaritas negatif dan polaritas yang rutin digunakan (positif atau

negatif). Polaritas positif diperoleh saat tegangan yang diberikan bernilai positif,

dan polaritas negatif diperoleh saat tegangan yang diberikan bernilai negatif.

Setelah diperoleh data pengukuran, efek polaritas (kpol) dapat dihitung dengan

Persamaan 2.6.

4. Rekombinasi ion (ks)

Faktor koreksi rekombinasi ion ini ditentukan dengan mengukur tegangan

yang biasa digunakan beserta tegangan referensinya. Selanjutnya dihitung dengan

menggunakan Persamaan 2.7.

5. Respon detektor ionisasi (kQ.Qo)

Faktor koreksi ini telah ada pada Tabel 7.III TRS 398 sebagai fungsi dari

kualitas berkas R50 sebagai kalibrasi detektor (Co-60) terhadap kualitas berkas

radiasi yang diberikan.

38

3.3.3 Pengukuran Keluaran Berkas Radiasi LINAC

Pengukuran keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) pada

pesawat terapi LINAC dilakukan dengan menggunakan detektor yang berbeda.

Pada berkas foton, detektor yang digunakan yaitu detektor ion chamber farmer.

Sedangkan pada berkas elektron, detektor yang digunakan yaitu detektor ion

chamber plane parallel. Khusus untuk pengukuran muatan pada berkas radiasi

elektron dilakukan dengan dibantu oleh perangkat aplikator ukuran (10 x 10) cm

yang dipasang melekat dengan kolimator. Masing-masing detektor ion chamber ini

dirangkaikan dengan elektrometer yang telah terhubung dengan komputer.

Pengukuran keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) dilakukan

pada fantom air yang diatur dengan kondisi SSD 100 cm dan luas lapangan

penyinaran (10 x 10) cm serta dengan nominal energi berkas foton yang

divariasikan yaitu 6 MV dan 10 MV. Sedangkan nominal energi berkas elektron

yaitu (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV. Penyinaran dilakukan sebanyak lima kali pada

tegangan +300 V, -300 V, dan +100 V pada tiap nominal energi dimaksudkan agar

data yang diperoleh lebih akurat.

Penentuan keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) dihitung

menggunakan Persamaan 2.10 untuk keluaran berkas radiasi (berkas foton dan

elektron) pada kedalaman referensi (zref) dan Persamaan 2.11 untuk keluaran berkas

radiasi (berkas foton dan elektron) pada kedalaman maksimum (zmax). Selanjutnya,

hasil pengukuran dan perhitungan yang telah diperoleh akan dibandingkan dengan

standar yang telah ditentukan oleh protokol TRS No. 398 bahwa 1 cGy sama dengan

1 Monitor Unit (MU) dengan batas toleransi ± 3%. Analisis data yang diperoleh

39

dilakukan menggunakan aplikasi Microsoft Excel. Langkah-langkah yang

dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Skema teknik penelitian

Keluaran berkas radiasi diukur dalam fantom air dengan

SSD 100 cm dan luas lapangan (10 x 10) cm

Energi pada berkas foton divariasikan 6 MV dan 10 MV,

Energi pada berkas elektron divariasikan (4, 6, 9, 12, 15 dan 18)

MeV

Penyinaran dilakukan sebanyak 5 kali pada tegangan +300 V,

-300 V, dan +100 V untuk setiap energi

Analisis data menggunakan aplikasi Microsoft Excel

40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengukuran Jumlah Muatan Berkas Foton

Pengukuran jumlah muatan berkas foton dilakukan untuk menentukan nilai

faktor koreksi yang belum tercantum pada TRS No. 398 IAEA, yaitu faktor koreksi

efek polaritas dan rekombinasi ion. Pengukuran dilakukan dengan koreksi suhu,

tekanan dan kelembaban (kTP) pada pesawat terapi LINAC. Data pengukuran

jumlah muatan rata-rata untuk menentukan nilai faktor koreksi efek polaritas dan

rekombinasi ion pada berkas foton dapat dilihat pada Tabel 4.1 dengan variasi

energi 6 MV dan 10 MV.

Tabel 4.1 Data pengukuran jumlah muatan pada berkas foton

No Energi

(MV)

V

( Volt) P (hPa) T (°C) RH (%) M (nC/100MU)

1 6

+300

994 19 50

14,07

-300 14,11

+100 13,98

2 10

+300 15,74

-300 15,76

+100 15,62

Berdasarkan Tabel 4.1 nilai jumlah muatan dengan koreksi suhu, tekanan,

dan kelembaban pada tegangan +300 V (M(+300)) dan tegangan -300 V (M(-300))

setiap energi foton digunakan untuk menentukan nilai faktor koreksi polaritas (kpol)

menggunakan Persamaan 2.6 (Lampiran D.4). Selanjutnya untuk menentukan nilai

faktor koreksi rekombinasi ion digunakan nilai jumlah muatan pada tegangan +300

V (M(+300)) dan tegangan +100 V (M(+100)). Nilai rekombinasi ion (ks) dapat dihitung

menggunakan Persamaan 2.7 (Lampiran D.5).

41

4.2 Hasil Perhitungan Faktor Koreksi Berkas Foton

Nilai perhitungan faktor koreksi pada berkas foton pesawat terapi LINAC

yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.2. Nilai perhitungan faktor koreksi

digunakan untuk menentukan keluaran berkas foton pada kedalaman referensi

ekuivalen (zref) 10 g/cm2 dengan variasi energi 6 MV dan 10 MV.

Tabel 4.2 Nilai faktor-faktor koreksi keluaran berkas foton

Berdasarkan Tabel 4.2, nilai faktor koreksi suhu, tekanan dan kelembaban

(kTP) yang telah diperoleh pada setiap energi bernilai sama yaitu 1,016. Hal ini

dikarenakan nilai kTP hanya dipengaruhi oleh parameter suhu, tekanan dan

kelembaban yang memiliki nilai konstan. Jadi, karena nilai parameter yang

digunakan tersebut sama dan konstan pada setiap energi, maka nilai kTP yang

diperoleh juga sama. Nilai kTP dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.5

(Lampiran D.3). Selanjutnya nilai faktor koreksi efek polaritas (kpol) yang telah

diperoleh bernilai sama pada setiap energi yaitu 0,999. Hal ini dikarenakan

perbandingan jumlah muatan berkas foton (Tabel 4.1) yang diperoleh pada

tegangan +300 V dan -300 V (energi 6 MV) hampir sama dengan perbandingan

jumlah muatan berkas foton energi 10 MV. Nilai faktor koreksi efek polaritas (kpol)

dihitung menggunakan Persamaan 2.6 (Lampiran D.4).

No Faktor Koreksi Energi (MV)

6 10

1 kTP 1,016 1,016 2 kpol 0,999 0,999

3 ks 1,004 1,004

4 kelec 1,000 1,000

5 kq,qo 0,993 0,985

6 PDDzref (%) 66,90 74,20

42

Selanjutnya, nilai faktor koreksi rekombinasi ion (ks) yang telah diperoleh

bernilai sama pada setiap energi. Hal ini dikarenakan perbandingan jumlah muatan

elektron yang mengalir ke detektor pada tegangan +300 V dan +100 V hampir sama

pada setiap energi. Nilai ks pada setiap energi dapat dihitung menggunakan

Persamaan 2.7 (Lampiran D.5) dengan nilai koefisien kuadratik yang digunakan

dapat dilihat pada Tabel 4.VII TRS 398 IAEA (Lampiran F).

Selanjutnya nilai faktor kalibrasi elektrometer (kelec) adalah 1, berarti bahwa

ionisasi chamber dikalibrasi bersamaan dengan elektrometer, dan nilai PDDzref

berkas foton pada setiap energi dapat dilihat pada Lampiran C. Sedangkan nilai

faktor koreksi respon detektor ionisasi (kq,qo) pada berkas foton dapat dilihat pada

Tabel 6.III TRS 398 IAEA (Lampiran I). Detektor ionisasi chamber yang

digunakan pada berkas foton yaitu tipe Scdx-WellhÖfer IC 70 Farmer. Semua nilai

faktor-faktor koreksi keluaran berkas foton pada energi 6 MV dan 10 MV bernilai

± 1. Hal ini berarti bahwa nilai faktor koreksi yang telah diperoleh pada penelitian

telah sesuai dengan standar yang ditetapkan pada TRS 398 IAEA. Selanjutnya,

nilai faktor-faktor koreksi yang telah diperoleh digunakan sebagai parameter dalam

perhitungan keluaran berkas radiasi foton untuk variasi energi 6 MV dan 10 MV.

4.3 Hasil Perhitungan Keluaran Berkas Foton

Pengukuran keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) pada

pesawat terapi LINAC dilakukan untuk mengetahui kondisi pesawat terapi LINAC

selama digunakan tetap mengacu pada nilai 1 cGy sama dengan 1 MU, agar berkas

radiasi yang keluar sesuai dengan kebutuhan pasien. Hasil pengukuran dan

43

perhitungan keluaran berkas foton dengan variasi energi 6 MV dan 10 MV dapat

dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Penentuan keluaran berkas foton

No Energi

(MV)

Penentuan Keluaran

pada zref (cGy/MU)

Penentuan

Keluaran pada

zmax (cGy/MU)

Deviasi Keluaran

pada zmax terhadap

MU (%)

1 6 0,686 1,026 2,60

2 10 0,761 1,025 2,56

Berdasarkan Tabel 4.3, keluaran berkas foton yang diperoleh pada energi 6

MV dan 10 MV masih mengacu pada nilai 1 cGy/MU. Pada energi 6 MV diperoleh

nilai keluaran berkas elektron pada kedalaman (zref = 10 mm) sebesar 0,686 cGy/MU

dan pada kedalaman zmax sebesar 1,026 cGy/MU. Dari hasil yang diperoleh berarti

bahwa nilai keluaran berkas foton maksimal pada pesawat terapi LINAC energi 6 MV

adalah 1,026 cGy/MU. Berdasarkan TRS 398 IAEA nilai keluaran berkas foton

seharusnya 1cGy/MU, berarti nilai keluaran berkas foton pada energi 6 MV memiliki

penyimpangan sebesar 2,60 %. Sama seperti energi 6 MV, pada energi 10 MV juga

memiliki nilai keluaran berkas foton yang masih mengacu pada nilai 1 cGy/MU dan

memiliki penyimpangan yang masih berada dalam batas toleransi TRS 398 IAEA yaitu

± 3%.

Hasil keluaran berkas foton yang telah diperoleh pada energi 6 MV dan 10

MV menunjukkan bahwa hasil penelitian ini tidak jauh berbeda dengan hasil

penelitian Paningaran (2015). Hasil keluaran berkas foton yang diperoleh masih

berada dalam batas toleransi TRS No. 398 IAEA yaitu ± 3%.

44

4.4 Hasil Pengukuran Jumlah Muatan Berkas Elektron

Pengukuran jumlah muatan berkas elektron dilakukan untuk menentukan

nilai faktor koreksi yang belum tercantum pada TRS No. 398 IAEA, yaitu faktor

koreksi efek polaritas dan rekombinasi ion. Pengukuran dilakukan dengan koreksi

suhu, tekanan dan kelembaban (kTP) pada pesawat terapi LINAC. Data pengukuran

jumlah muatan rata-rata untuk menentukan nilai faktor koreksi efek polaritas dan

rekombinasi ion pada berkas elektron dapat dilihat pada Tabel 4.4 dengan variasi

energi (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV.

Tabel 4.4 Data pengukuran jumlah muatan pada berkas elektron

No Energi

(MeV)

V

( Volt) P (hPa) T (°C) RH (%) M (nC/100MU)

1 4

+300

994 19 50

11,22

-300 11,21

+100 11,09

2 6

+300 11,78

-300 11,76

+100 11,62

3 9

+300 12,10

-300 12,13

+100 11,98

4 12

+300 12,35

-300 12,38

+100 12,21

5 15

+300 12,54

-300 12,56

+100 12,41

6 18

+300 12,59

-300 12,56

+100 12,46

Berdasarkan Tabel 4.4 nilai jumlah muatan dengan koreksi suhu, tekanan

dan kelembaban pada tegangan +300 V (M(+300)) dan tegangan -300 V (M(-300))

setiap energi elektron digunakan untuk menentukan nilai faktor koreksi polaritas

(kpol) menggunakan Persamaan 2.6 (Lampiran D.4). Selanjutnya untuk menentukan

45

nilai faktor koreksi rekombinasi ion digunakan nilai jumlah muatan pada tegangan

+300 V (M(+300)) dan tegangan +100 V (M(+100)). Nilai rekombinasi ion (ks) dapat

dihitung menggunakan Persamaan 2.7 (Lampiran D.5).

4.5 Hasil Perhitungan Faktor Koreksi Berkas Elektron

Nilai perhitungan faktor koreksi pada berkas elektron pesawat terapi

LINAC yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.5. Nilai perhitungan faktor

koreksi digunakan untuk menentukan keluaran berkas elektron pada kedalaman

referensi ekuivalen (zref) (Lampiran A) dengan variasi energi (4, 6, 9, 12, 15 dan

18) MeV.

Tabel 4.5 Nilai faktor-faktor koreksi keluaran berkas elektron

No Faktor

Koreksi

Energi (MeV)

4 6 9 12 15 18

1 kTP 1,016 1,016 1,016 1,016 1,016 1,016

2 kpol 1,001 0,999 0,999 0,999 0,999 0,999

3 ks 1,005 1,006 1,006 1,007 1,006 1,007

4 kelec 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

5 kq,qo 0,955 0,937 0,920 0,912 0,904 0,892

6 PDDzref 96,56 96,91 96,85 98,65 98,76 98,92

Berdasarkan Tabel 4.5, nilai faktor koreksi suhu, tekanan dan kelembaban

(kTP) yang telah diperoleh pada setiap energi bernilai sama yaitu 1,016. Hal ini

dikarenakan nilai kTP hanya dipengaruhi oleh parameter suhu, tekanan dan

kelembaban yang memiliki nilai konstan. Jadi, karena nilai parameter yang

digunakan tersebut sama dan konstan pada setiap energi, maka nilai kTP yang

diperoleh juga sama. Nilai kTP dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.5

(Lampiran D.3). Selanjutnya nilai faktor koreksi efek polaritas (kpol) yang telah

diperoleh bernilai sama pada energi (6, 9, 12, 15 dan 18) MeV yaitu 0,999 dan

46

bernilai beda pada energi 4 MeV. Pada energi 4 MeV, nilai kpol yang diperoleh

yaitu 1,001 (lebih besar) dari energi yang lain. Hal ini dikarenakan jumlah muatan

berkas elektron (Tabel 4.4) yang diperoleh pada energi 4 MeV jauh lebih kecil

dibandingkan dengan energi (6, 9, 12, 15 dan 18) MeV, sehingga nilai kpol yang

diperoleh pada energi 4 MeV menjadi lebih besar. Nilai faktor koreksi efek

polaritas (kpol) dihitung menggunakan Persamaan 2.6 (Lampiran D.4).

Selanjutnya, nilai faktor koreksi rekombinasi ion (ks) yang telah diperoleh

berbeda pada setiap energi. Hal ini dikarenakan jumlah muatan elektron yang

mengalir ke detektor pada setiap energi berbeda-beda. Nilai ks pada setiap energi

dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.7 (Lampiran D.5) dengan nilai koefisien

kuadratik yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.VII TRS 398 IAEA (Lampiran

F).

Selanjutnya nilai faktor kalibrasi elektrometer (kelec) adalah 1, berarti bahwa

ionisasi chamber dikalibrasi bersamaan dengan elektrometer, dan nilai PDDzref

berkas elektron pada setiap energi dapat dilihat pada Lampiran B. Sedangkan nilai

faktor koreksi respon detektor ionisasi (kq,qo) pada elektron dapat dilihat pada Tabel

7.III TRS 398 IAEA (Lampiran J). Detektor ionisasi chamber yang digunakan

yaitu ionisasi chamber plane parallel tipe Roos. Semua nilai faktor-faktor koreksi

keluaran berkas elektron pada energi (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV bernilai ± 1. Hal

ini berarti bahwa nilai faktor koreksi yang telah diperoleh pada penelitian telah

sesuai dengan standar yang ditetapkan pada TRS 398 IAEA. Selanjutnya, nilai

faktor-faktor koreksi yang telah diperoleh digunakan sebagai parameter dalam

47

perhitungan keluaran berkas radiasi elektron untuk variasi energi (4, 6, 9, 12, 15

dan 18) MeV.

4.6 Hasil Perhitungan Keluaran Berkas Elektron

Hasil perhitungan keluaran berkas elektron dengan variasi energi (4, 6, 9,

12, 15 dan 18) MeV dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Penentuan keluaran berkas elektron

No Energi

(MeV)

Penentuan Keluaran

pada zref (cGy/MU)

Penentuan

Keluaran pada

zmax (cGy/MU)

Deviasi Keluaran

pada zmax terhadap

MU (%)

1 4 0,947 0,981 1,92

2 6 0,974 1,005 0,54

3 9 0,987 1,019 1,90

4 12 0,999 1,013 1,30

5 15 1,004 1,017 1,73

6 18 0,996 1,007 0,72

Berdasarkan Tabel 4.6, keluaran berkas elektron yang diperoleh pada setiap

energi masih mengacu pada nilai 1 cGy/MU. Pada energi 4 MeV diperoleh nilai

keluaran berkas elektron pada kedalaman (zref = 7,3 mm) sebesar 0,947 cGy/MU dan

pada kedalaman zmax sebesar 0,981 cGy/MU. Dari hasil yang diperoleh berarti bahwa

nilai keluaran berkas elektron maksimal pada pesawat terapi LINAC energi 4 MeV

adalah 0,947 cGy/MU. Berdasarkan TRS 398 IAEA nilai keluaran berkas elektron

seharusnya 1cGy/MU, berarti nilai keluaran berkas elektron pada energi 4 MeV

memiliki penyimpangan sebesar 1,92%. Sama seperti energi 4 MeV, pada energi (6,

9, 12, 15 dan 18) MeV juga memiliki nilai keluaran berkas elektron yang masih

mengacu pada nilai 1 cGy/MU dan memiliki penyimpangan yang masih berada dalam

batas toleransi TRS 398 IAEA yaitu ± 3%. Nilai kedalaman referensi yang digunakan

pada setiap energi berbeda-beda. Pada energi (6, 9, 12, 15 dan 18) MeV memiliki nilai

48

kedalaman referensi berturut-turut 13,6 mm, 20,7 mm, 29,1 mm, 36,9 mm dan 44,1

mm.

Hasil keluaran berkas elektron yang telah diperoleh pada energi (4, 6, 9, 12,

15 dan 18) MeV menunjukkan bahwa hasil penelitian ini tidak jauh berbeda dengan

hasil penelitian Rahayu (2015). Hasil keluaran berkas elektron yang diperoleh pada

setiap energi masih berada dalam batas toleransi TRS No. 398 IAEA yaitu ± 3%.

49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengukuran dan perhitungan terhadap keluaran berkas radiasi

(berkas foton dan elektron) pesawat terapi LINAC dapat disimpulkan bahwa

keluaran berkas radiasi (berkas foton dan elektron) pesawat terapi LINAC di RS

Unand telah sesuai dengan standar TRS 398 IAEA. Pada berkas foton dengan

variasi energi 6 MV dan 10 MV didapatkan nilai keluaran per 1 MU masing-masing

adalah 1,026 cGy dan 1,025 cGy dengan penyimpangan pengukuran 2,60 % dan

2,56 %. Pada berkas elektron dengan variasi energi (4, 6, 9, 12, 15 dan 18) MeV

didapatkan nilai keluaran per 1 MU masing-masing adalah (0,981, 1,005, 1,019,

1,013 1,017 dan 1,007) cGy dengan penyimpangan pengukuran 1,92%, 0,54%,

1,90%, 1,30%, 1,73% dan 0,72%. Penyimpangan masing-masing berkas masih

dalam batas toleransi TRS 398 IAEA yaitu ± 3 %.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, disarankan untuk penelitian

selanjutnya dapat dilakukan pengukuran keluaran berkas radiasi dengan teknik

penyinaran Source Axis Distance (SAD). Selain itu, pengukuran juga dapat

dilakukan menggunakan luas lapangan dan detektor yang berbeda.

50

DAFTAR PUSTAKA

Akhadi, M., 2000, Dasar-Dasar Proteksi Radiasi, Rineka Cipta, Jakarta.

Beiser, A., 2003, Concepts of Modern Physics, Erlangga, Jakarta.

Darmawan, Loeksmanto, W., dan Liong, H.T., 1987, Fisika Zat Padat, Karunia,

Jakarta.

Darmawati dan Suharni, 2012, Implementasi Linear Accelerator dalam Penanganan

Kasus Kanker, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi

Akselerator dan Aplikasinya, Yogyakarta.

Khan, M.F., 2005, The Physics of Radiation Therapy, The 4th edition, Lippincott

Wiliams and Wilkins, New York.

Leung, P.MK., 1990, The Physical of Radiotherapy, The Princes Margaret Hospital,

Canada.

Nurman R., dan Bambang S., 2007, Kalibrasi Keluaran Berkas Elektron Pesawat

Pemercepat Linear Medik Clinac 2100 No. Seri 1402 di Rumah Sakit

Umum Pusat Dr. Sutomo Surabaya, Prosiding Pertemuan dan Presentasi

Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir I, Jakarta.

Paningaran, I., Dewang, S., dan Samad, B.A., 2015, Analisis Dosis Output Sinar-X

Pesawat Linear Accelerator (Linac) Menggunakan Water Phantom, Skripsi,

FMIPA, UNHAS, Makassar.

Podgorsak, E.B., 2003, Radiation Oncology Physics:A Handbook for Teachers and

Students, IAEA, Vienna.

Pratiwi, R.F., 2010, Analisis Keluaran Berkas Radiasi Foton 10 MV pada Pesawat

Teleterapi Linear Accelerator, Skripsi, FMIPA, Universitas Diponegoro,

Semarang.

Pratiwi, U., 2006, Aplikasi Analisis Citra Detail Phantom dengan Metode Konversi

Data Digital ke Data Matrik untuk Meningkatkan Kontras Citra

Menggunakan Film Imaging Plate, Skripsi, Universitas Sebelas Maret,

Surakarta.

Rahayu, I.I., Nurdin, W.B., dan Samad, B.A., 2015, Analisis Dosis Output Berkas

Elektron Pesawat Teleterapi Linear Accelerator (Linac) Tipe Varian HCX

6540 Menggunakan TRS 398, Skripsi, FMIPA, UNHAS, Makassar.

Susworo, R., 2007, Dasar-Dasar Radioterapi, UI Press, Jakarta.

51

Vassileva, J., 2002, A Phantom for Dose-Image Quality Optimization in Chest

Radiography, The British Journal of Radiologhy, Vol.75, British Institute of

Radiology, hal.837-842.

Wahyuni, A.R., 2013, Analisis Hubungan Dosis Serap dengan Jarak Sumber

Radiasi ke Permukaan Medium (SSD) dan Luas Lapangan Penyinaran dari

Pesawat Linear Accelerator (LINAC), Skripsi, Program Studi Fisika,

FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar.

Williams, J.R., dan Thwaites, D.I., 1993, Radiotherapy Physics in Practice, Oxford

University Press, New York.

Wiryosimin, S., 1995, Mengenal Asas Proteksi Radiasi, ITB, Bandung.

American Association of Phisicists in Medicine, 1994, Comprehensive QA for

Radiation Oncology : Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task

Group-40, Medical Physics, New York.

BATAN Homepage, 2014, Buku Pintar Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional,

Indonesia, http://www.batan.go.id, diakses November 2017.

BATAN, 2017, Pusdiklat eLearning, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Indonesia,

http://www.batan_pengukuran_radiasi.go.id, diakses Desember 2017.

IAEA, 2000, Technical Report Series No.398-Absorbed Dose Determination in

External Beam Radiotherapy, Vienna, Austria.

52

LAMPIRAN - LAMPIRAN

53

Lampiran A. Penentuan kedalaman pengukuran untuk berkas elektron

No Energi (MeV) R50 (g/cm2) Zref (g/cm2)

1 4 1,38 0,728

2 6 2,43 1,358

3 9 3,61 2,066

4 12 5,02 2,912

5 15 6,31 3,686

6 18 7,52 4,412

Lampiran B. Nilai PDD elektron pada kedalaman ekuivalen Zref

No Energi (MeV) Zref (g/cm2) PDD(%)

1 4 0,728 96,56

2 6 1,358 96,91

3 9 2,066 96,85

4 12 2,912 98,65

5 15 3,686 98,76

6 18 4,412 98,92

Lampiran C. Nilai-nilai parameter kualitas berkas foton

Parameter

Energi (MV)

6 10

PDD20 38,4% 46,8%

PDD10 66,9% 74,2%

PDD20,10 0,57399 0,63073

TPR20,10 0,66723 0,73906

Lampiran D. Perhitungan Zref, TPR20,10, KTP, kpol, ks, MQ, Dwq, Dwqmax

D.1 Perhitungan Zref

𝑧𝑟𝑒𝑓 = 0,6 ∙ 𝑅50 − 0,1 g cm2⁄

= 0,6 ∙ 1,38 − 0,1 g cm2⁄

54

= 0,728 g cm2⁄

D.2 Perhitungan TPR20,10

TPR20,10 = 1,2661 . PDD20,10 – 0,0595

= 1,2661 . 0,573991 – 0,0595

= 0,66723

D.3 Perhitungan kTP

𝑘𝑇𝑃 =273,15 + 𝑇

273,15 + 𝑇0∙

𝑃0

𝑃

=273,15 + 19°𝐶

273,15 + 20°𝐶∙

101,325 𝑘𝑃𝑎

99,4 𝑘𝑃𝑎

=292,15

293,15∙ 1,019366197

= 1,015888912

D.4 Perhitungan kpol

𝑘𝑝𝑜𝑙 =|𝑀+| + |𝑀−|

2𝑀

=14,072 𝑛𝐶/100𝑀𝑈 + 14,106 𝑛𝐶/100𝑀𝑈

2 ∙ 14,106 𝑛𝐶/100𝑀𝑈

= 0,99879513

D.5 Perhitungan ks

𝑘𝑠 = 𝑎0 + 𝑎1 (𝑀1

𝑀2) + 𝑎2 (

𝑀1

𝑀2)

2

untuk 𝑉1

𝑉2= 3 ; 𝑎0 = 1,198, 𝑎1 = −0,875, 𝑎2 = 0,677

55

M1 = 14,106 nC/100MU

M2 = 13,982 nC/100MU

𝑀1

𝑀2= 1,0088685

Maka:

𝑘𝑠 = 1,198 + (−0,875 ∙ 1,0088685) + 0,677 ∙ (1,0088685)2

= 1,198 − 0,8827599 + 0,6890612

= 1,004301471

D.6 Perhitungan MQ

𝑀𝑄 = 𝑀𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎(−300) ∙ 𝑘𝑡𝑝 ∙ 𝑘𝑝𝑜𝑙 ∙ 𝑘𝑠 ∙ 𝑘𝑒𝑙𝑒𝑐

= 14,106𝑛𝐶

100𝑀𝑈∙ 1,015888912 ∙ 0,99879513 ∙ 1,004301471 ∙ 1

= 14,37442608𝑛𝐶

100𝑀𝑈

= 0,1437442608 𝑛𝐶/𝑀𝑈

D.7 Perhitungan Dwq

𝐷𝑤,𝑞 = 𝑀𝑄 . 𝑁𝐷,𝑤,𝑞0 . 𝑘𝑄.𝑄0

= 0,1437442608𝑛𝐶

𝑀𝑈 . 48,06

𝑚𝐺𝑦

𝑛𝐶 . 0,993

= 6,86427286 𝑚𝐺𝑦/𝑀𝑈

= 0,686427286 𝑐𝐺𝑦/𝑀𝑈

56

D.8 Perhitungan Dwqmax

𝐷𝑤,𝑞 𝑚𝑎𝑥 = 100 . 𝐷𝑤,𝑞 /𝑃𝐷𝐷𝑧𝑟𝑒𝑓

= 100 . 0,686427286𝑐𝐺𝑦

𝑀𝑈/66,3

= 1,03533614 𝑐𝐺𝑦/𝑀𝑈

D.9 Perhitungan Deviasi

Deviasi = 1,026 cGy/MU−1 cGy/MU

1 cGy/MU x 100 %

= 2,60 %

Lampiran E. Kondisi referensi untuk kalibrasi ionisasi chamber

57

Lampiran F. Tabel 4.VII TRS 398 koefisien kuadratik

Lampiran G. Kondisi referensi penentuan dosis serap air

Lampiran H. Kondisi referensi penentuan keluaran berkas radiasi

H.1 Berkas foton

58

H.2 Berkas elektron

Lampiran I. Tabel 6.III TRS 398 kalkulasi nilai kQ berkas foton

59

Lampiran J. Tabel 7.III TRS 398 kalkulasi nilai kQ berkas elektron

Lampiran K. Perkiraan ketidakstabilan standar relatif Dw,Q pada Zref

K.1 Berkas foton

60

K.2 Berkas elektron

Lampiran L. Jaminan kualitas LINAC

61

Lampiran M. Data pengukuran jumlah muatan

M.1 Berkas foton

No Energi (MV) V

( Volt) P (hPa) T (°C) RH (%) M (nC/100MU)

1 6 +300

994 19 50 14,07

14,09

14,04

14,08

14,08

Rata-rata 14,07

-300 994 19 50 14,09

14,10

14,11

14,11

14,12

Rata-rata 14,11

+100 994 19 50 13,98

13,98

13,98

13,98

13,99

Rata-rata 13,98

2

10 +300

994 19 50 15,73

15,74

15,74

15,73

15,74

Rata-rata 15,74

-300 994 19 50 15,75

15,76

15,75

15,77

15,75

Rata-rata 15,76

+100 994 19 50 15,62

15,61

15,62

15,61

15,62

Rata-rata 15,62

62

M2. Berkas elektron

No Energi

(MeV)

V

( Volt) P (hPa) T (°C) RH (%) M (nC/100MU)

1 4 +300

994 19 50 11,14

11,24

11,23

11,23

11,24

Rata-rata 11,22

-300 994 19 50 11,10

11,22

11,24

11,23

11,24

Rata-rata 11,21

+100 994 19 50 11,06

11,08

11,09

11,11

11,11

Rata-rata 11,09

2 6 +300

994 19 50 11,79

11,79

11,78

11,78

11,77

Rata-rata 11,78

-300 994 19 50 11,65

11,78

11,79

11,78

11,79

Rata-rata 11,76

+100 994 19 50 11,60

11,62

11,63

11,63

11,63

Rata-rata 11,62

3 9 +300 994 19 50 11,96

12,13

12,13

12,14

12,16

Rata-rata 12,10

-300 994 19 50 12,01

12,16

12,16

12,16

12,16

Rata-rata 12,13

+100 994 19 50 11,97

11,98

11,99

11,98

11,99

Rata-rata 11,98

63

4 12 +300 994 19 50 12,20

12,39

12,38

12,39

12,40

Rata-rata 12,35

-300 994 19 50 12,27

12,42

12,41

12,40

12,41

Rata-rata 12,38

+100 994 19 50 12,19

12,20

12,22

12,23

12,22

Rata-rata 12,21

5 15 +300 994 19 50 12,40

12,56

12,57

12,58

12,58

Rata-rata 12,54

-300 994 19 50 12,45

12,60

12,58

12,60

12,59

Rata-rata 12,56

+100 994 19 50 12,38

12,41

12,42

12,42

12,41

Rata-rata 12,41

64

6 18 +300 994 19 48 12,45

12,62

12,62

12,63

12,64

Rata-rata 12,59

-300 994 19 48 12,52

12,64

12,67

12,65

12,65

Rata-rata 12,56

+100 994 19 48 12,44

12,46

12,46

12,47

12,47

Rata-rata 12,46

Lampiran N. Sertifikat kalibrasi pesawat terapi LINAC

65

Lampiran O. Dokumentasi

O.1 Setting SSD dan aplikator pengukuran PDD

O.2 Hasil Grafik PDD berkas elektron

Aplikator (10x10) cm

Blue Phantom

SSD

66

O.3 Hasil Grafik PDD berkas foton

O.4 Setting alat pengukuran keluaran berkas elektron

67

O.5 Komputer kontrol

O.6 Pengambilan data