PrDsldIrJJ perternuan dan ProsentaslllrnJah FunuslDnal Teknls Non Penelln. 19 Desernber 2006 ISSN :1410·5381
PENENTUAN DOS IS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV
DI DALAM FANTOM AIR
MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR
Agung Nugroho dan Nurman Rajagukguk PTKMR - BAT AN
ARSTRAK
PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV
01
DALAM FANTO~'/1 AIR MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR.
Telah dilakukan penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi nominal 4 Me V dari
pesawat pemercepat linier mcdik ELEKT A menggunakan detektor ionisasi keping sejajar
Markus. Pengukuran persentase ionisasi di kedalaman dilakukan di dalam air menggunakan
dosimeter PTW, pengukuran dosis serap dilakukan di dalam fantom air di kedalaman
maksimum pacla jarak sum bel' racliasi ke permukaan fantom 100 cm dengan lapangan radiasi
yang dibentuk oleh 3 buah aplikator masing-masing berukuran 6 cm x 6 cm, 10 cm x 10 cm
dan 14 cm x 14 cm Perhitungan hasil pengukuran dilakukan menggunakan protokol
INTERNA TIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY TRS 381. Hasil yang diperoleh
menunjukkan laju closis serap pada kedalaman maksimum adalah 160,55cGy/200 MU, 203,20 cGy/200MU, dan 226,74 cGy/200MU masing-masing untuk aplikator 6 cm x 6 cm, 10 cm x
10 cm dan 14 cm x 14cm.
ABSTRACT
DETERMINATION OF ABSORBED DOSE TO WATER FOR A 4 MeV ELECTRON
BEAM USING A PLANE PARALLEL IONIZATION CHAMBER INSIDE A WATER
PHANTOM. This paper describes the absorbed dose determination for a 4 MeV electron
beam from an ELEKT A linier accelerator machine using a Markus plane parallel ionization chamber. Percentage depth ionization has been carried out using a PTW dosemeter inside a water phantom. Absorbed dose determination has been done inside a water phantom in the
maximum depth at source to surface distance of 100 cm and by placing of applicators of
defined by 6 cm x 6 cm, 10 cm x 10 cm and 14 cm x 14 cm respectively. The results showed
that the absorbed doses were 160.55 cGy/200 MU, 203.22 cGy/200MU and 226.74 cGy/200 MU for each applicator.
PENDAHULUAN
Untuk berkas elektron dengan energi rendah yaitu < 5 MeV, p~ngukuran keluaran
berkas elektron dari suatu pesawat pemercepat linier medik harus dilakukan menggunakan dctektor ionisasi keping scjajar (plane parallel ionization chamber ), sedangkan untuk energi yang lebih besar dapat menggunakan detektor silindris [1].
Prosld~pnrtemuan dan Prosnntaslilmiah Funoslonal Tnknls Non PennUn 18 DnHombar 2006 ISSN :1410 - 6381
Media yang direkomendasikan oleh protokol INTERNATIONAL ATOMIC
ENERGY AGENCY untuk pengukuran keluaran adalah air namun dapat juga digunakan
fantom padat dalam bentuk slab seperti polisterin, PMMA dan plastik tertentu yang ekivalen
dengan air tetapi pengukuran tersebut harus selalu mengacu ke air.[l]
Untuk terapi pasien penderita penyakit tumor/kanker Rumah Sakit dr Hasan Sadikin menggunakan pesawat pemercepat linier medik ELEKT A buatan Inggris dan Pesawat 60Co
Xinhua buatan Cina. Pesawat pemercepat linier medik Elekta terse but dapat memancarkan
berkas fotor. 6 dan 10 MV dan berkas elektron dengan energi nominal 4, 6 , 8, 10, 12 dan 15
MeV. Untuk berkas elektron pesawat ELEKTA ini dilengkapi dengan 4 buah aplikator
masing-masing ukuran 6 em x 6 em, 10 em x 10 em, 14 em x 14 em dan 20 em x 20 em. Makalah ini akan menguraikan penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi
nominal 4 MeV menggunakan detektor ionisasi keping sejajar Markus yang dilakukan di
dalam fantom air.
TEORI
Energi Berkas Elektron
Parameter dosimetri yang sangat penting dalam berkas foton dan elektron energi tinggi
adalah energi berkas radiasi, karena beberapa faktor koreksi yang diperlukan dalam
pcnentuan dosis serap bergantung pada encrgi berkas tersebut. Untuk berkas elektron dari
suatu pesawat pcmcrecpat linier mcdik metoda penentuan energi yang sering digunakan
adalah mengukur jangkauan praktis berkas elektron (Rp). Energi yang dihitung dari jangkauan
praktis berkas elektron sangat erat kaitannya dengan energi yang paling mungkin (the most
probable energy) dari elektron pada permukaan fantom (Ep,o).Untuk menghitung (Ep,o) dapat
digunakan rumus berikut [2]:
Ep,o = 1,95Rp
+
0,48 (3 MeV S; Ep,o S;25 MeV) (1)dan
Ep,o = 0,22 + 1,98Rp + 0,0025 Rp2 (1 MeV S; Ep,o S;50 MeV) (2)
Metode penentuan energi yang lain adalah menggunakan harga kedalaman paro
I'rosldl~ PertBmuan dan Presantasl IImJahFunoslonalTaknls Non PanaUtI,mDasamber 2006 ISSN:1410-6381
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
Hubungan antara energi rata-rata di permukaan fantom, Eo dengan Rso ditunjukkan oleh
persamaan berikut [3].
Eo = 2,33 Rso , , (3)
Energi berkas radiasi yang lain adalah energi rata-rata di kedalaman z, Ez yang dapat
diperoleh melalui persamaan berikut [3] :
Ez = Eo (1 - zJ Rp )
Persamaan ini hanya berlaku untuk Eo kurang dari laMe V at~u untuk kedalaman kecil pada
energi lebih tinggi ,., (4)
Pada pengukuran kurva persentase ionisasi di kedalaman menggunakan dosimeter
yang berbasis komputer seperti dosimeter Welhofer, maka harga Rp, Rso, Eo dan Ep,o terse but
di atas dapat langsung diperoleh [4].
METODA
Penentuan dosis serap berkas elektron energi nominal 4 Me V dilakukan di dalam
fantom air menggunakan detektor ionisasi keping sejajar Markus yang dirangkaikan dengan
elektrometer Farmer [5,6]. Oetektor dan elektrometer tersebut dapat dilihat pada Gambar 1
clan 2. Pengukuran dilakukan pada kedalaman maksimum, dmak yang diperoleh dari kurva
persentase ionisasi di kedalaman yang diukur dengan dosimeter PTW.
Untuk mendapatkan dosis serap di air pada kedalaman pengukuran maka digunakan
persamaan beri kut [1] :
dengan Dw (z) = M PP.N . (Sw,ai,)Q f),W,Co (SW,(/ir)Co -PQ PrVa/l,Co ... ( 5 ) Dw(z) 1'1,1PP ND,w,Co
: dosis serap di air pada kedalaman pengukuran ( cGy )
: bacaan dosimeter di air ( nC ), yang dikoreksi dengan besaran yang mcmpcngaruhi (H, T, P)
: faktor kalibrasi dosis serap air untuk berkas 60Co= 55,45 mGy/nC
: nisbah daya henti masa air terhadap udara .
: nisbah daya henti masa air terhadap udara untuk berkas 60Co = 1,133 [3] : faktor pertubasi, elektron)
Prosl~ portonwan dan Prosontasillmlah Funoslonal Taknls Non ponauu. 18 Dosomb8r 2006
•
ISSN :1410 - 6381[JwalI,Co : faktor pertubasi untuk berkas60 Co
PERALA TAN DAN TAT A KERJA Pcralatan
Pcsawat pemereepat linier mcdik ELEKT A nomor seri 5991.Dosimeter PTW Freiburg dengan
detektor Semiflex Ionization Chamber O~125 ee. Dosimeter Farmer tipe 25701B # 1319
dengan detektor keping sejajar tipe Markus 23343. Fantom air ."Barometer dan thermometer
Gambar 1. Detektor ionisasi keping sejajar Markus tipe 23343 yang digunakan untuk pengukuran berkas elektron energi :S5 MeV
TAT A KERJA
Jl>cngukuranPcrscntase Ionisasi di Kcdalaman Berkas Elektron
Pertama dilakukan pengukuran pcrsentase ionisasi di kedalaman berkas elektron 4
Me V. Pengukuran dilakukan di dalam fantom air pada jarak sumber radiasi ke pcrmukaan air
100 em dan luas lapangan radiasi yang bervariasi sesuai dengan ukuran aplikator yang
J'ros(dInU portamuan dan PNlSontasilimlah FWlDSlonal TBknlsNW1PBnBUU,19 Dosombor 2008
.iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
ISSN :1410 - 6381
kualitas radiasi berkas tersebut. Selanjutnya digunakan untuk mendapatkan kedalaman
pengukuran dan beberapa nilai faktor koreksi yang diperlukan untuk perhitungan dosis serap
pada persamaan 5, yaitu :(Sw,air)Q, PQ danpwalJ,Co.
GambaI' 2. Elektrometer Farmer yang digunakan sebagai alat baea detektor ionisasi keping sejajar Markus tipe 23343.
Pcngukuran Dosis Scrap Bcrkas Elcktron
Dari kurva persentase ionisasi di kedalaman akan diperoleh kedalaman maksimum. RIOO. Dengan menggunakan persamaan 5, maka akan diperoleh kedalaman pengukuran di
dalam fantom air dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 em dan lapangan
radiasi yang sesuai dengan masing-masing aplikator seperti terlihat pada Gambar 3. Pada
---
---Prosldin(J Pertemuan dan Presentas! IImlah FunuslmiaJ Teknls Non peneDtl.19 Dasombar 2008 ISSH :1410 - 6381
Gambar 3. Susunan peralatan pada pengukuran dosis serap berkas elektron energi
nominal 4 MeV dan pesawat pemercepat tinier medik ELEKT A
menggunakan fantom air. Kedalaman detektor adalah 0,8 em dellgan
jarak sumber radiasi ke permukaan fantom air = 100 em dengan aplikator 10 em x 10 em ..
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengukuran persentase ionisasi di kedalaman berkas elektron energi nominal 4 MeV menggunakan aplikator 6 em x 6 em dapat dilihat pada Gambar 4.
Kedalaman (mm)
Gambar 4. Persentase ionisasi di kedalaman berkas elektron energi nominal 4 Me V dari
pesawat pemereepat linier medik ELEKT A padajarak sumber radiasi ke
I'rosldq Pertlimuan dan~rlJ1ientaslllmlah Fungslonal Teknls Nun PoneUU,19 Desember 2006
•
ISSN :1410 - 6381Dari kurva pada Gambar 4, maka dengan perhitungan yang dilakukan komputer yang
tcrdapat pada dosimeter PTW akan diperoleh energi rata-rata di permukaan air, Ep, energi
yang paling mungkin, Ep,o, kedalaman maksimum, RIOO dan kedalaman ionisasi meneapai 50
%, Rso serta rentang praktis elektron, Rp. seperti yang terdapat pada Tabel 1. Data parameter
dosimetri untuk aplikator yang lain dapat dilihat pada tahel yang sama.
Tabel 1. Parameter dosimetri berkas elektron energi nominal 4 Me V pada jarak sumber radiasi ke permukaan air 100 em untuk beberapa ukuran aplikator
,f\plikator RJOo -Y:, em x em mm 6x6 8,0 17,9123,28 10 x 10 8,0 17,5623,13 14 x 14 8,0 I 17.70 23,22 I 4,12
Dari nilai parameter dosimetri pada Tabel 1, dapat diperoleh faktor koreksi Pwall,Co, (Sw,air)Q,
clanPQ, .yang datanya dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Beberapa faktor koreksi yang diperlukan dalam perhitungan dosis serap
1,089 1,133* 0,9805 1,009
Selanjutnya dari hasil pengukuran ionisasi, JvfP pada kedalaman maksimum, RIOO,
maka dengan menggunakan persamaan 5, dapat diperoleh dosis serap radiasi maksimum
Prosldq Purtomuan dan ProsontasllimIah Funosional ToknIs Non PunoUtL 19 Dosombur 2006
-
-ISSN :1410 - 6381
Tabel 3. Dosis serap berkas el;::ktron energi nominal 4 MeV untuk 3 jenis Aplikator yang digunakan Aplikator 6x6 IOxl0 14 x 14 160,55 203 ,~2 226,74
Dari Tabel 3. dapat dilihat bahwa untuk aplikator 10 em x 10 em yang dijadikan acuan
clalam pengukuran keluaran pesawat pemercepat linier medik diperoleh dosis serap radiasi
rnaksimum berkas elektron 203,22 cGy/200 MU. Artinya faktor kalibrasi monitor unit
pcsawat ini aclalah 1,015 cGy/MU.
Dari Tabcl 3. clapat clilihat bahwa semakin besar ukuran aplikator , maka semakin bcsar pula dosis serapnya.
KESIMPULAN
Dari hasil dan pembahasan tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa :
Hasil yang dipcrolch sudah sesuai karena pengaturan tampilan monitor unit mendekati bacaan sebenarnya.
Data ini dapat digunakan untuk penyinaran pasien dan sebagai data acuan untuk
program kendali mutu.
DAFT AR PUST AKA
I.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The Use of Plane ParallelIonization Chamber in High Energy Electron and Photon Beams, an International Code of Practice for Dosimetry, IAEA, Vienna, 1997.
2. BRITISH JOURNAL OF RADIOLOGY SUPPLEMENT NO. 25, Central Axis Depth
Dose Data for Use in Radiotherapy: 1996, British Institute of Radiology, London, 1996.
3. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed Dose determination in
l'ros!1IInU Portemuan dan ProsontaslllmJah Funuslomd Toknls NoliponoUtl.18 Dosombar 2006
•
~SN:1411- 53814. WELLHOFER DOSIMETRIE, User Manual for Beam Analysis for radiotherapy
Machines.
5. INSTRUCTION MANUAL FOR MARCUS-CHAMBER TYPE 23343, PTW Freiburg
6. INTRUCTION MANUAL FOR 2570A AND 2570B FARMER DOSIMETER, NE
