PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM
TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA
PESAWAT X-RAY SIMULATOR DI INSTALASI
RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI SURAKARTA
Disusun oleh : FENI FITRIYANI
M0213034
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA Agustus, 2017
ii
PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM
TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA
PESAWAT X-RAY SIMULATOR DI INSTALASI
RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI SURAKARTA
Disusun oleh : FENI FITRIYANI
M0213034
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA Agustus, 2017
v
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul “PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA PESAWAT X-RAY SIMULATOR DI INSTALASI RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI SURAKARTA” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini. Isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 1 Agustus 2017
vi MOTTO
“Iqro‟, bacalah.” (QS. Al „Alaq:1)
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu” (QS. Al Baqarah : 45)
Orang yang berilmu dan beradab tidak akan diam di kampung halaman, tinggalkan negerimu, merantaulah ke negeri orang.
- Imam Syafi‟i-
Manusia di setiap waktu senantiasa terdiri dari dua golongan, golongan yang di wajahnya terdapat tanda-tanda dari bekas sujud dan golongan yang di wajahnya
terdapat tanda-tanda dari bekas keingkaran. -Al Habib Umar Bin Hafidz-
“Many people say that the intelligence that make the great scientists. They are mistaken, it is the characters.”
(Albert Einstein)
Jangan cari kebahagian itu di mana dan pada siapa, tapi ciptakanlah sendiri kebahagiaan itu. Be happiness with your ways.
vii
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah Maha Besar Allah atas segala karunia dan rizki yang melimpah, saya persembahkan karya ini kepada:
1. Ibunda tercinta (Ibu Saminah), almarhum ayahanda tercinta (Bapak Sudarmono), kakak (Mbak Ani, Mbak Risa, dan Mas Edi), Paman Solihin, dan segenap keluarga besar yang senantiasa memberikan support berupa moral dan materi serta do‟a yang mengiringi langkah saya dalam meniti kesuksesan.
2. Bapak Ahmad Marzuki, S. Si., Ph. D. selaku dosen pembimbing akademik yang telah mendidik dan memberi nasihat dengan penuh kesabaran.
3. Bapak Drs. Suharyana, M. Sc. selaku dosen pembimbing skripsi pertama yang telah membimbing, mengarahkan, dan mendukung dengan kesabaran dan sepenuh hati.
4. Bapak Muhtarom, M. Si. selaku dosen pembimbing skripsi kedua yang telah membimbing penelitian dengan kesabaran dan kesungguhan.
5. Ibu Dra. Riyatun, M. Si. selaku dosen penguji sekaligus dosen di grup riset N & R yang telah membantu dan membimbing dari tahap awal hingga akhir. 6. Grup Riset N & R FMIPA UNS, Bapak Suharyana, Ibu Riyatun, Aulia,
Qisma, Ajeng, Hanifah, Desintha, Arum, Sakti, Wara, Dian, Yunita, Uswa, dan Rara.
7. Rekan-rekan seperjuangan Fisika FMIPA UNS angkatan 2013 (EMF2013). 8. Keluarga besar prodi Fisika FMIPA UNS.
9. Keluarga besar FMIPA UNS.
10. Trio Pambudi Utomo yang telah sabar mengajari MATLAB.
11. Ajeng, Tri, Rohmatul, Irma, dan Afifah yang telah membantu proses penelitian skripsi.
viii
Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X dengan Film terhadap Kesesuaian Berkas Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator di Instalasi Radioterapi RSUD
Dr. Moewardi Surakarta
FENI FITRIYANI
Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Uji kesesuaian berkas sinar-X telah dilakukan pada pesawat X-ray simulator menggunakan metode beam alignment test tool dan collimator test tool. Penelitian ini bertujuan menentukan penyimpangan titik pusat berkas sinar-X dan penyimpangan kesejajaran berkas pada variasi ketinggian tabung dan variasi
Focus Film Distance. Pengolahan citra hasil uji dilakukan dengan dua teknik,
yaitu pengukuran dengan dan tanpa menggunakan GUI MATLAB. Hasil dari kedua teknik pengolahan tersebut dibandingkan. Batas toleransi maksimum yang diperbolehkan oleh Keputusan Menteri Kesehatan No. 1250 tahun 2009 untuk
beam alignment test tool adalah ≤ 3 , sedangkan hasil penyimpangan titik pusat
berkas radiasi terbesar adalah 0,21° dan untuk collimator test tool yaitu X1+X2+Y1+Y2 ≤ 3% FFD. Hasil yang diperoleh yaitu penyimpangan berkas sinar-X terbesar 1,19% tanpa menggunakan MATLAB dan 0,94% dengan menggunakan MATLAB. Kedua hasil tersebut masih berada di bawah batas toleransi dan penggunaan GUI MATLAB berpengaruh pada kualitas citra yang memudahkan dalam pengukuran serta menganalisis penyimpangan berkas yang terdapat pada radiograf.
ix
Effect of X-Ray Tube with Film’s Distance to Beam Alignment of Radiation on X-Ray Simulator at Radiotherapy Installation of RSUD
Dr. Moewardi Surakarta
FENI FITRIYANI
Physics Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Sebelas Maret University
ABSTRACT
Compliance test on X-ray simulator using the beam alignment test tool and the collimator test tool have been done. The study aims to determine the deviation of the central point of X-ray beam and deviation of beam alignment on the height tube and Focus Film Distance variation. Image processing of test result is done by two technique, that is measurement with GUI MATLAB and without using GUI MATLAB. The results of the two processing techniques are compared. The maximum limit of tolerance permitted by Keputusan Menteri Kesehatan No. 1250 of 2009 for beam alignment test tool is ≤ 3° and the result of center point beam X-ray is 0.21°, collimator test tool is X1 + X2 + Y1 + Y2 ≤ 3% FFD. The results are the deviation of X-ray beam the tolerance limit, they are 1.19% without MATLAB and 0.94% using MATLAB and the using of MATLAB GUI has an effect on image quality that makes it easy to measure and analyze the deviation of the beam contained in the radiograph.
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Alloh SWT atas segala limpahan nikmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi. Shalawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains ini, penulis beri judul “Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X dengan Film terhadap Kesesuaian Berkas Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator di Instalasi Radioterapi RSUD Dr. Moewardi Surakarta”. Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi saya. Setelah sekitar satu semester penulis harus berjuang untuk bisa menyelesaikan Skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan duka, pada akhirnya Skripsi ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini penulis ucapkan terimakasih. Atas bantuannya yang sangat besar selama proses pengerjaan Skripsi ini, ucapan terimakasih secara khusus penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc., selaku pembimbing I 2. Bapak Muhtarom, M. Si., selaku Pembimbing II 3. Rekan-rekan Grup Riset Nuklir dan Radiasi
Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah diberikan dengan balasan yang lebih baik. Penulis menyadari akan banyaknya kekurangan dalam penulisan Skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat.
Surakarta, 1 Agustus 2017
xi PUBLIKASI
Sebagian skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X dengan Film terhadap Kesesuaian Berkas Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator di Instalasi Radioterapi RSUD Dr. Moewardi Surakarta” telah dipublikasikan di http://digilib.uns.ac.id pada Agustus 2017
xii DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL...i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN ... v
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
HALAMAN ABSTRAK ... viii
HALAMAN ABSTRACT ... ix
KATA PENGANTAR ... x
HALAMAN PUBLIKASI ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR SIMBOL ... xvi BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined.
1.1. Latar Belakang Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Perumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.4. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.5. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined.
2.1. Sinar-X ... Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Sifat-sifat Sinar-X ... Error! Bookmark not defined. 2.2. Inteaksi Sinar-X dengan Materi ... Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Efek Fotolistrik ... Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Hamburan Compton ... Error! Bookmark not defined. 2.2.3. Produksi Pasangan ... Error! Bookmark not defined. 2.3. Pesawat X-Ray Simulator ... Error! Bookmark not defined. 2.3.1. Tabung Sinar-X ... Error! Bookmark not defined. 2.3.2. Prinsip Imaging Plate (IP) ... Error! Bookmark not defined.
xiii
2.4. Uji Kesesuaian ... Error! Bookmark not defined. 2.5. Persyaratan Proteksi Radiasi ... Error! Bookmark not defined. 2.6. Beam Alignment Test Tool ... Error! Bookmark not defined. 2.7. Kolimator ... Error! Bookmark not defined. 2.8. MATLAB ... Error! Bookmark not defined. 2.8.1. GUIDE ... Error! Bookmark not defined. 2.8.2. Komponen GUIDE ... Error! Bookmark not defined.
BAB III METODE PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined.
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.2. Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Alat yang Digunakan dalam Penelitian Error! Bookmark not
defined.
3.3. Prosedur Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.4. Analisis Hasil ... Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined.
4.1. Keluaran Program GUI MATLAB ... Error! Bookmark not defined. 4.2. Hasil Pengolahan Citra ... Error! Bookmark not defined.
BAB V PENUTUP ... Error! Bookmark not defined.
5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined. 5.2. Saran ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN ... Error! Bookmark not defined.
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1. Hasil pengujian kesejajaran berkas pada variasi ketinggian
tabung uji dan FFD menggunakan digimizer ... 31 Table 4.2. Hasil pengujian kesejajaran berkas pada variasi ketinggian
Tabung uji dan FFD menggunakan digimizer dan MATLAB ... 32 Tabel 4.3. Hasil penyimpangan titik pusat berkas sinar-x pada variasi
tinggi tabung uji dan FFD tanpa menggunakan MATLAB ... 34 Tabel L2.1. Data nilai X1, X2, Y1, Y2, dan R menggunakan MATLAB ... 50 Tabel L3.1. Data Nilai X1, X2, Y1, dan Y2 menggunakan MATLAB ... 52
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Proses pembentukan sinar-X karakteristik ... 7
Gambar 2.2. Proses pembentukan sinar-X bremsstrahlung ... 7
Gambar 2.3. Proses efek fotolistrik ... 9
Gambar 2.4. Proses hamburan Compton... 10
Gambar 2.5. Proses produksi pasangan ... 10
Gambar 2.6. Pesawat X-ray simulator radioterapi ... 11
Gambar 2.7. Sistem pesawat X-ray simulator radioterapi... 12
Gambar 2.8. Konstruksi tabung sinar-X ... 12
Gambar 2.9. Penyimpangan ketegaklurusan berkas radiasi ... 17
Gambar 2.10. Uji kongruensi kolimasi ... 17
Gambar 2.11. Beam alignment test tool dan collimator test tool ... 18
Gambar 2.12. Bagian-bagian kolimator pada pesawat sinar-X ... 19
Gambar 2.13. Tampilan GUI . ... 21
Gambar 2.14. Komponen GUIDE ... 22
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ... 25
Gambar 3.2. Skema uji ketepatan pusat berkas sinar-X ... 27
Gambar 3.3. Kemiringan pusat berkas sinar-X. ... 27
Gambar 4.1. Tampilan GUI hasil running program ... 29
Gambar 4.2. Citra hasil uji FFD 85 cm dan tinggi tabung Uji 9 cm ... 30
Gambar 4.3. Grafik penyimpangan berkas sinar-X terhadap variasi FFD pada tinggi tabung uji 9 cm menggunakan digimizer ... 32
Gambar 4.4. Grafik penyimpangan berkas sinar-x terhadap variasi FFD pada tinggi tabung uji 9 cm menggunakan digimizer dan MATLAB ... 33
Gambar 4.5. Grafik penyimpangan titik pusat berkas sinar-x terhadap variasi ffd pada tinggi tabung uji 9 cm ... 35
Gambar L4.1. Lakban sebagai variasi tinggi tabung uji ... 55
Gambar L4.2. Beam alignment test tool dan collimator test tool ... 55
Gambar L4.3. Proses pengujian variasi ffd dan tinggi tabung uji ... 55
Gambar L4.4. IP dimasukkan ke IP Reader Unit ... ... 55
Gambar L4.5. Kolimator pada Simulator Radioterapi ... 56
Gambar L4.6. Imaging Plate Cassette ukuran 35x35 cm ... 56
Gambar L4.7. Reader FCR Capsula X ... 56
xvi
DAFTAR SIMBOL
: Fungsi kerja
(Ek )maks : Energi kinetik maksimum
h : Konstanta Planck v : Frekuensi foton mec2 : Energi diam elektron
Ee : Energi total elektron terlepas Ek : Energi kinetik
: Tampang lintang
: Sudut penyimpangan berkas sinar-X
t : Tinggi tabung uji
x : Jarak alat uji ke imaging plate X1 : Berkas sinar-X horizontal bagian kiri X2 : Berkas sinar-X horizontal bagian kanan Y1 : Berkas sinar-X vertikal bagian atas Y2 : Berkas sinar-X vertikal bagian bawah
