Sri Inang S., Nurman dad Dani Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir -BATAN

(1)

KARAKTERISTIK

BERKAS ELEKTRON

PESA W AT

PEMERCEPAT

LINIER MEDIK CLINAC 2100

Sri Inang S., Nurman daD Dani

Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir

-

BATAN

ABSTRAK

KARAKTERISTIK BERKAS ELEKTRON PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK

CLINAC 2100. Makalah ini menguraikan basil pengukuran beberapa parameter dosimetri berkas elektron untuk energi noni.inal6, 9, 12, 16 dan 20 MeV dari pesawat pernercepat linier medik CUNAC 2100. Pengukuran berka, elektron dilakukan menggunakansistem dosimeter Wellbofer di dalam fantom air dengan jarak fokus sumber radia,ike

permllkaan air, FSD

=

100emdenganluaslapanganradiasi,FS= 15em x IS em. Hasilyangdiperolehmenunjukkan

ionisa,i maksimum teIjadi, pada kedalaman 1,3, 2,00. 2,66, 2,45 dan 1,76 em masing-masing untuk berkas radia,i diperoleh kerataan (Flatness) yang bervanasi antara 0,86 sid 3,68 %, simetri antara 0 sid 1,55 % dan penumbra antara 7,44 mm sid 12,4 mm.

ABSTRACT

CHARACTERISTIC FOR ELECTRON IJEAM OF A CLINAC 2100 LINEAR ACCELERATOR

MACHINE,'This paper describes tbe measurement of some dosimetric paramdcrs for 6. <),12. 16 and 20 MeV

cb;u'un beam of a CUNAC 2100 linear accelerator machine. The rnea,urcrncnt were perfonned using Wellhofer dosimeter system at focus surface distance of 100 em and a field size of 15 em x 15 em at the water phantom. The dosimeuic parameter were automatically calculated from each scan. The result obtained show that the value of the depth of maximum ionization were at 1.30, 2.00, 2.66,2.45 and 1.76 em each for 6, 9, 12, 16 and 20 MeV nominal energy. The beam flatness varies between 0.86 to 3.68%, the beam symmetry between 0.0 to 1.55% and the penumbra between 7.4 nun to 12.4 mm.

I. PENDAHULUAN

Setelah sebuah pesawat terapi dipasang

maIm perlu dilakukan serangkaian pengukuran

untuk menjamin bahwa kineIja pesawat tersebut

sesuai dengan spesifllmsi yang Lelah ditentukan.

Pengukuran itu meliputi kineIja mekanik, radiasi

terapi clan umum [IJ.

Pengukuran parameter dosimetri antara lain

meliputi kurva prosentase dosis kedalaman clan

profil berkas radiasi. Dari suatu kurva prosentase

dosis kedalaman dapat ditentukan antara lain

rentang praktis berkas elektron,~, kedalaman dosis

mencapai maksimum. Dmaksclan kedalaman dosis

mencapai 50 %, Dso. Dari data ini dapat dihitung

energi yang paling mungkin, Epo, energi rata-rata,

Eo daTi berkas electron, tersebut. Selanjutnya daTi

profil berkas radiasi dapat ditentukan antara lain

kerataan (flatness), simetri clan penumbra dari

berkas radiasi tersebut. Dengan diketahuinya lulai

Epo clan Eo maka dapat ditentukan beberapa faktor

koreksi yang diperlukan untuk menghitung laju

dosis daTi pesawat tersebut[2). Nilai kerataan,

simetri clan penumbra daTi profil berkas radiasi ini

barus memenuhi batas tertentu untuk tidak

memberikan kontribusi kesalahan yang besar

dalam pemberian dosis kepada pasien.

Jika basil pengukuran sesuai dengan

spesiftkasi maka data tersebut dapat dijadikan

acuan dalam program jaminan kualitas pesawat

tersebut.

Makalah ini menguraikan basil pengul'Uran

parameter dosimetri berkas electron dengan energi

nominal 6, 9, 12, 16 clan 20 MeV daTi pesawat

39

(2)

pemercepat tinier medik Clinac 2100 yang barn

selesai dipasang di RS Persahabatan, Jakarta.

II. TEORI

Salah sam pengecekan parameter dosimetri

yang sallgat venting untuk dilakukan adalah energi

berkas radiasi. Untuk berkas elektron dari SHam

pesawat

pemercepat

linier

medik,

metoda

penentuan energi yang sering digunakan adalah

mellgukur jangkauan

praktis

berkas

elektron

elektroll

~).

Ellergi yang dihitung dari jangkauan

praktis adalah sangat dekat kaitannya dengan

energi yang paling mungkin dari berkas elektron

pada permukaan fantom <f;,.o)' ICRU Report 35

mempunyai dua persarnaan allcmalif PI:

Ep.o.= 1,95

~

+ 0,48 (3MeV ~ ~,o~ 25 MeV) (1)

daB

Ep.o= 0,22+1~98~+0,0025 ~2 (lMeV ~ Ep,o~ 50 MeV) (2)

Metoda penenlmm energi yang lain, khususllya

bcrguna dalam penurunan persarnaan dosimetri

adlah menggunakan kedalaman tengah para

(half-value depth) Rso, dengan Rso adalah kedalaman

dosis scrap berkurang sebesar 50%

131,

dengan

persamaall :

Eo = 2,33 Rso

Parameter

dosimetri

lain

yang venting

adalah simetri clan kerataan prom berkas radiasi.

Simetri

berkas

radiasi

elektron

didefmisikan

sebagai

deviasi

prosentase

maksirnmn

yang

digwlakan daTi dosis ill sisi kiri dan dosis di sisi

kallall ymlg beIjarak sarna ke sumbu utama berkas

radiasi radiI 80% dari titik lebar lengah puncakl4J,

yang dapal dinyatakan dengan persarnaan :

Dt

-

D2

S

=

x 100%

D2

Dengml D] adalall dosis pada jm'ak d di sisi kiri dari sumbu utama berkas radiasi pada 80% dari titik

tengah Icbm'puncak clanD2adalah dosis

padajarak

d di sisi kmlan dari sumbu utama berkas radiasi pada 80% dari titik tengah lebar puncak. Harga ini tidak boleh lebih besar dari pada :t 2%.

Kerataml (flatness) berkas elektron dapat

dillyatakml sebagai variasi prosentase maksirnmn

yang diingillkan dari dosis rata-rata yang

menyilmlg pusat 80% dari lebar tengah puncak

prom berkasl41scpcrti terlihat pada Gambar 2 dml

3. Kerataan (F) dapat dinyatakan sebagai :

M-m

F

=

---u.u u

x loo'/'

M+m

()cngan M dan. m. adalah. harga. Ju..j., .I~um daD minimum radiI pcsawal 80% dari profil berkas radiasi. Harga F ini tidak boleh lebili besar dari :t 3% untuk luas lapangan radiasi 10 x 10 cm2 dengan

FSD

=

100 cm dan kedalaman 10 cm(41.

Hal lain yang pertH mendapatkan perhatiml

adalah

penumbra

dari

berkas

radiasi

ymlg

didefmisikan sebagai jarak antara titik-titik 20%

clan 80% dari SHam profil berkas radiasi yang

diukur pada kedalam~

maksirnum di dalam

fantom air. Pada kedalaman ini penumbra berkas

elektron besamya adalah 12 mm untuk elektron

yang berellcrgi.kurang .daD.10.Me.v..dan.8~.(;l)mm

untuk berkas elektron ymlg berenergi lebih tillggi[SI

ill. PERALA TAN DAN TATA KERJA

Peralatan

1. Pesawat pemercepat

linier medik

Model

CLINAC 21O0C # 1397 I MLC # 890

2. Sistem dosimeter Wellhofer

3. Fmltom air

4. Bm'ometerdml termometer

40

Prosiding Seminar TeknoJogi Keselamatan Radiasi clan Biomedika Nuklir J

(3)

Tata Kerja

Pengukuran Prosentase dosis kedaJaman

Pengukuran prosentase dosis kedalaman

berkas elektron dilaknkan di dalam fantom air

dengan jarak permukaan air ke swuber radiasi,

FSD

=

100em clanluas lapangan radiasi (FS

=

15x

15 em2). Pengukuran dilaknkan dengan system

dosimeter WeUhofer yang terdiri dari elek~rometer

clan 2 buab detektor yang dapat melaknkan

pengukman

rdatif.

Detektor

yang

pertama

bertindak sebagai detektor aeuan yang diletakkan

di dalam medan radiasi, sedangkan detektor yang

lain dapat dikendalikan di sepanjang sumbu utama

berkas radiasi.

Pe/lgukuran

Simetri

don

Kerataan

serta

Penumbra Profj} Berkas Radiasi

Pengukman dilaknkan dengan menggunakan

sistem dosimeter Wellhofer dilaI...'llkandi dalam

fantom air dengal1jarak fokus sumber radiasi ke

permukaan air, FSD

=

100 em dengan luas

lapangan radiasi, FS = 15 x 15 em2. Detektor

diletakkan pacta kedalaman maksimum, Dmaksclan

pengukuran dilaknkan pacta arab longitudinal clan

arab transversal (inplane daD crossplane) yang

tegak lurns terhadap swubu utama berkas radiasi.

Perhitungan basil pengukuran penwubra

profil berkas radiasi elektron dilakukan oleh

komputer yang terdapat pacta sistem dosimeter

Wellhofer.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengukman kmva prosentase ionisasi

kedalaman berkas electron pemereepat linier medii.;:

Clinae 2100

dapat

diiihat

pacta Gambar

l.

Sedangkan parameter dosimetri seperti ionisasi

mencapai

50%,

Dso> rentang

praktis

berkas

elektron, ~, ionisasi meneapai maksimum, Dm.-.k

serta energi yang paling mw1gkin, Epo,clan energi

rata-rata,

Eo

yang

dihitung

menggunakan

persamaan 2 clan3 dapat dilihat pactaTabel l.

TABEL l. Beberapa data parameter dosimetri berkas elektron

.. .. . ... ... ... ... §¥~~w:~~I~m~..; ~y)}}:.

6

9

12

16

20 2,32

3,51

5,94

6,54

8,17

1,27

1,95

2,66

2,24

1,76

Dari Tabel I di alas dapat dililiat babwa makin

tinggi energi nominal berkas elektron, makin naik

nilai Dsoclan

~, namun untuk Dmaks

terliliat pacta

energi nominal

16 MeV clan 20 MeV teIjadi

penUIUllan.

Hasil pengukuran protil berkas elektron

w1tuk pacta bidang inplane dan bidang erossplane

2,89

4,24

5,85

7,77

9,93

5,963

8,660

11,889

15,756

20,128

5,568

8,424

11,856

15,696

19,608

dapat dililiat pacta Gambar 2 clan 3 sedangkan

untuk menentukan simetri, kerataan clanpenwubra

masing-masing energi nominal dapat dihitw1g

menggunakan persamaan 4 clan persamaan 5 yang

dapat dililiat pacta Tabel 2, 3 clan4.

41

(4)

Tabel2. Simetri prom berkas radiasi elektron dari pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100

... .. _...... ... ... ... ::':'~_~'I_:':'::"'

:':::M~¥::::::

6

9

12

16

20 Tabel 3. Kerataan profil berkas radiasi elektron dari pesawat pemercepat Hillermedik Clinac 2100

.... ... . ::'mfi~pli~ :::::::::::::::::::m(;%j:({:::::::::::: 1,67 1,76 2,72 0,86 1,42

Tabel4. Penwnbra profil berkas radiasi e!ektron dari pesawat pemercepat linier medik Clinac 2100

Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat simetri profil

berkas elektron lUltuksemua energi nominal cukup

bait

karena masih lebih kecil dari yang batas

diijinkan yaitu

:!: 2%. Dari Tabel 3. kerataan

(flatl1ess) untuk energi nominal 9 clan 16 MeV di

atas Cm.llpbait karena lebih kecil dari batas yang

diijinkan yaitu:!:

3%, akan tetapi lUltukelektron

dengan energi nominal 6, 12 daB 20 MeV

kerataillmya l..llrallg baik, clan dari Tabel 4. dapat

dilihat bahwa penmnbra lUltuk berkas elektron

dengan energi nominal 6, 9, 16 dan 20 MeV cukup baik karena masih kecil dari 12 mm, n3llllUl tU1tuk energi nominal 12 MeV penmnbra tersebut kurang

baik. Untuk basil-basil yang kurang bait,

sebaiknya dilakukan kembali penyetelilli WillIg

Prosiding Se111iIJ:lrTeknoJogi Kesel:u1J:llan R:/(ii:1Sidin Biomedikl Nuk1ir I 42

97,5

96,5

98

97

100

99

100 101 "

98,5

97

99 99,5

101 100,5

100

100 94,5

95 96,5

96

6 100,2

93,5

100,3

97,0

9 100,4

95,8

101,0

97,5

12 100,1

93,0

100,1

94,8

16 100,0

96,2

100,2

98,5

20 100,1

97,3

100,0

97,6

lnplane

Crossplane

+

-

+

6 11,6

10,4

11,6

11,4

9 11,9

11,7

11,5

11,6

12 12,7

12,5

12,3

12,4

16 5,8

5,5

7,4

7,5

20 10,4

10,3

10,5

(5)

yang disesuaikan dengan spesif1kasi yang telah ditentukan.

KESIMPULAN

Dari hasil daB pembahasan di alas dapat

disimpulkcm bahwa sebagicUl besar parcuneter

dosimetli berkas elektron sudah scsnai dcngcUl

spesilikasi daB rekomendasi okh Ix.I'lCrap."

protokol, sedcUlgkan beberapa lagi 1II.,sih halU~. .

diperbaiki, sehingga dapat dijadikcUl acucll1 dalam

progran jaminan kualitas pesawat pemerccpat

tinier medik tersebut.

UCAPAN TERIMA KASm

PclllIlis mengucapkan terima kasih kepada

ibu Dra Sugialllmi sebagai lisikawcll1 radioh.:rapi

Rllmah Sakit Persahabatml. Jakana ..ta' kclja

samall)"a. sehingga melllllngkinkan pclIg,unhilan

data dalmn makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. WILLIAMS and OJ THWAlTES,

Radio-therapy Physics in practice, Oxford Medical

Publication, 1993.

2. JOHN L HORTON, Ph.D., Hmldbook of

Radiation Therapy Physics, Prentice-Hall, Inc.

Englewood Cliffs, N.J., 1987.

3. ACTA RADIOLOGlCA, Oncology Radiation

Physics

Biology, Procedures in External

Radiation Therapy Dosimeuy with Elecu'on

mId Photon Beams with Maximum Energies

Between 1 and 50 MeV, Recommendations by

the Nordic Association of Clinical Physics

(NACP), Stockholm, 1979.

4. WELLHOFER DOSIMETRIE, Users Manual

for Beam Analysis for the Radiotherapy

Machines, Wellhofer Dosimeuie.

5. lAEA, TECHNICAL REPORT SERIES (trs)

No. 277: Absorbed dose determination in

photon and electron beam. An International

Code Practice, Vienna, 1987.

DISKUSI

Togap Marpaung

-

Bapeten

1. Jika dibandingkan dengan LlNAC model

Mevatron 70/79, mohon dijelaskan kelebihan

dml kekurangmrnya '1

2. Adakah masalah yang dihadapi Batan dalam

pdaksanaml kalibrasi keluaran (output) TELE

LlNAC .,

Nurman Rajagukguk

1. Masing-masing pesawat Linac mempunyai

karakteristik berkas radiasi yang berbeda.

Nalllun pesawat-pesawat Linac kelua.rcm

tcrbal11 !cbih mcmiliki sistcm mekanik YcUlg

lebih haik dml lengkap.

2. Untuk kalibrasi kduarml tidak ada masalah

sd.ulla pcmilik melakukan program jarninan

liuJIn dengan haik.

ftl. ,"";,It'llI\:a.\i/11- /lalan

1).11i penditi.UI penghitungcll1/penentuml

bes,U"<lII cnergi y,Ulg akan dibelikml kepada

"sascuml" dengml jcu'ak tertentu dapat dilihat dari

graf1k ymlg dihasilkan. Berapa % "kel1lsakan"

jaringan yang dilalui energi photon/electron yang

ditembakkan '1Mohon penjelasan !.

Nur/11an Rajagukguk

Pemilihan energi lebih ditekankan pacta

kesesuaiml daya tembus berkas dengan kedalamcUl tumor dmi pennukaan tubuh. SedcuIgkml kel1lsakml

lebih bmlyak disebabkan oleh pemberian dosis

yang tidak sesuai selama kesalahan pemberian

dosis tidak melebihi :t 5 % maka kel1lsakan yang tidak perin teljadi bias dihindari.

Nurma - MIPA Univ. AndaJas

I. Pacta persamaan 4 disebutkan bahwa dosis

radiasi yang dikanan dml dikiri tidak boleh

lebih dari 2%. Apa ymlg terjadi kalau dosis

radiasi tersebut kurang atau lebih dari 2 % '1.

2. Apa

sebabnya

dosis

radiasi

2%

yang

digunakan sebagai dosis radiasi pembanding '1

43

(6)

1. Jika kurang lebih bagus naImm apabila lebih

besar akan menyebabkan kontribusi

penyillaran dosis yang lebih besar.

2. haI'ga 2% digunakan untuk menghindari agar

kesalahan total daTi semua komponen yang

memberikaII kontribusi kesalahan pada

pembeli,m dosis tidak melebihi harga YaIlg

.direkomendasikall yaitu :t 5%.

Dyah IJ.K - Balan

1. Kenapa diperoleh ionisasi maksiInum di

beberapa kedalaIllaII ?

2. BagaiInaIla eaI'a pengukmaIl paraIlleter

penumbra daII berapa bataSaIl yang masih dianggap baik ?

1. Ionisasi maksimum yang teljadi di beberapa

kedalmmm disebabkml ad,mya interaksi berkas

radiasi y,mg dataIIg deng,m materi y,mg

dilewatinya (dalmn hill IIlI air). Pada

kedalaman tertentu (bergannmg dengan energi

berkas) karena adanya hambman akan

menyebabkaIl ionisasi menjadi maksllnum.

2. Sudah ada pada isi makalah.

Nur Rohmah - Batan

1. Dalmn abstrak dillyatakan bahwa telah

dilakukml, pengukuran beberapa parameter

dosimetli berkas elektron pesawat pemercepat

linier medik, yaitu ionisasi maksllnum clan

kerataan (tlatness), menurut saya judulnya

lebih tepat adalah "pengukm:ml parameter

dosimetli berkas electl'on pesawat "

bukml "karaktelistik " (karena kalau

karakteristik menyangkut banyak hal/lebih daTi 2 parameter terse but diatas)

2. Pacta kedalaman berapa diperoleh ionisasi

maksimum ?

Nurman Rajagukguk

1. Setuju

2.

_Ionisasi _maksimum _terjadi _bergannmg _pada

energi elektron yang datang. Semakin besar

ener~i elektron semakin dalaIll ionisasi

maksimum terjadi naIllun pada energi tertentu kedalaIllan ini akan turun disebabkan elektron kehilmlgaIl energi.

Hasne/.'to(van

:\pakah Ix:sawat pemereepat linier medik

din,ll: 211H) ) .mg dllll;\1 kL' Indonesia tidal lolos

QC sehingga Ix:rlu dilakukan pengukuraIl untuk

mengetahui karakteristik ocrkas elektronllya ?

Mohon penjelasan !

PengukufCm ini dilakuk,m wittik mengetahui apakah pm'cuneter dosimetri dmi pesawat terse but

sesuai deng<m slx:sitikasinya alan sesuai dcngan

ymlg din:kolllendasik<m okh beberapa jumal

ilmiah s<:pnti 13JR.

Rosa/ina

I. 2.

Kenap., fantom <liryang lhp<lkai .,

Oalcun pemakaian berkas elektron dalaIll

pemakai,m radioterapi, bagaiInana korelasinya dengml density orgaIl YaIIg diterapi ?