BAB II DASAR TEORI
2.1 Sistem Immunitas Tubuh
Sistem Immun adalah sistem pertahanan manusia sebagai perlindungan terhadap infeksi dari makromolekul asing atau serangan organisme, termasuk virus, bakteri, protozoa dan parasit. Sistem immunitas tubuh atau sistem kekebalan tubuh adalah sistem perlindungan dari pengaruh luar biologis yang dilakukan oleh sel dan organ khusus pada suatu organisme sehingga tidak mudah terkena penyakit. Jika sistem immun bekerja dengan benar, sistem ini akan melindungi
tubuh terhadap infeksi bakteri dan virus serta menghancurkan sel kanker dan zat asing lain dalam tubuh. Sebaliknya jika sistem immun melemah maka
kemampuannya untuk melindungi tubuh juga berkurang (Pearce, Evelin C. 2005).
Fungsi sistem immun untuk Penangkal “benda” asing yang masuk ke dalam tubuh, untuk keseimbangan fungsi tubuh terutama menjaga keseimbangan
komponen tubuh yang telah tua dan sebagai pendeteksi adanya sel-sel abnormal, termutasi atau ganas serta menghancurkannya. Sistem Immun tidak dapat dibentuk dalam waktu yang singkat. Respon Immun tubuh alamiah terhadap serangan pathogen baru akan muncul dalam waktu 24 jam. Kebanyakan pathogen yang ada di sekitar kita sulit masuk ke dalam tubuh akibat adanya mekanisme pertahanan tubuh secara alami (Campbell, dkk, 2002).
enzim lisozim di antara mereka. Lisozim mengkatalis hidrolisis molekul dinding sel bakteri. Selain itu ada asam hidroklorik yang terdapat pada cairan lambung membunuh sebagian besar mikroorganisme yang masuk ke lambung. Adapun Pertahanan Biologi di dalam terdapat populasi bakteri tidak berbahaya yang hidup di kulit dan membrane mukosa yang menghambat pertumbuhan banyak bakteri pathogen. Mereka melindungi kita dengan cara berkompetisi dengan bakteri pathogen dalam mendapatkan nutrien. Dalam sumsum tulang terdapat 5 jenis darah putih yaitu: Basofil, Eosinofil, Neutrofil, Limfosit dan Monosit (Ayisetia Budy, 2009).
2.2 Jaringan Hemopoetik
Jaringan merupakan sekolompok sel dengan asal embriologi yang sama yang membawa fungsi khusus tertentu. Sel dalam jaringan memiliki sistem organisasi spesifik. Jaringan hemopoetik adalah jaringan yang mempengaruhi pembentukan sel darah pada sumsum tulang (Pearce, Evelin C, 2005).
Radiasi yang mengenai sumsum tulang akan menyebabkan depresi
jumlah sel darah karena destruksi sel punca hemopoetik dan sel progenitor yang sangat sensitif radiasi. Dengan meningkatnya dosis radiasi yang diabsorbsi semakin banyak sel punca dan sel prekusor hemopoetik yang mati dan
semakin sedikit atau bahkan tidak ada lagi pembentukan sel matur fungsional (A. Setyawan, H.M. Djakaria, 2013).
Darah merupakan bagian penting dalam sistem sirkulasi tubuh. Darah terdiri atas dua bagian yaitu bagian cair (plasma darah) dan sel darah. Sel darah meliputi: Eritrosit, Leukosit dan Trombosit. Menurut (Campbell, dkk, 2002) bahwa sel darah putih atau Leukosit berfungsi sebagai Sistem Immunitas Tubuh yaitu untuk melindungi tubuh terhadap invasi benda asing seperti bakteri dan virus.
Tempat pembentukan sel darah putih ada pada sumsum merah tulang pipih, limpa dan kelenjar getah bening. Semua sel darah putih memiliki masa hidup antara enam hingga delapan hari. Umumnya sel darah putih berukuran lebih besar dari sel darah merah. Bentuknya anmeboid (tidak beraturan) dan tidak berwarna. Eritrosit bersama haemoglobin berfungsi dalam oksigenasi jaringan dan produksi Hb, Trombosit berfungsi dalam mekanisme pembekuan darah. Hemoglobin merupakan sejenis protein pengikat dan pembawa oksigen.
Dalam leukosit terdiri dari beberapa sel yaitu: Basofil, Eosinofil, Neutrofil, Limfosit dan Monosit.
Gambar 2.2 Jenis sel darah putih (Dikutip dari White Blood Cell J Function, Kempert P.H. University of Calivornia at Los Angeles, Mattel Children’s Hospital and UCLA Medical Center
Basofil dapat melepaskan senyawa kimia seperti histamin yaitu sebuah molekul protein dalam tubuh manusia dengan rumus kimia C5H9N3 sebagai bagian
Terdapat 3 jenis sel T yaitu: Sel T pembantu bertugas membantu atau mengontrol komponen respon immun spesifik lainnya. Mengaktivasi makrofag untuk segera bersiap memfagositosit pathogen dan sisa-sisa sel. Sel T Pembuluh bertugas menyerang sel tubuh yang terinfeksi dan sel-sel pathogen yang relatif besarsecara langsung. Sel T Supresor berfungsi untuk menurunkan dan menghentikan respon imun dimana mekanisme tersebut diperlukan ketika respon imun sudah mulai lebih dari yang diperlukan ketika respon immun sudah mulai lebih dari yang diperlukan atau ketika infeksi sudah mulai berhasil diatasi. Monosit akan berkembang menjadi makrofag yakni yang menelan dan mencerna patogen yang juga berfungsi fagositosis yaitu suatu proses yang digunakan oleh sel untuk menelan dan mencerna partikel nutrisi atau bakteri (Ayisetia Budy, 2009).
Leukosit adalah sel darah putih yang diproduksi oleh jaringan hemopoetik yang berfungsi untuk membantu tubuh melawan berbagai penyakit infeksi sebagai
bagian dari sistem kekebalan tubuh.
Tabel 2.1 Nilai Normal Leukosit (Maxwell M Wintrobe, 1947)
No. Usia Nilai normal Leukosit
1. Bayi baru lahir 9.000-30.000/mm3
2. Bayi/Anak 9.000-12.000/mm3
3. Dewasa 4.000-10.000/mm3
Peningkatan jumlah leukosit disebut leukositosis menunjukkan adanya proses infeksi atau radang akut, misalnya pneumonia yaitu radang paru-paru, meningitis atau radang selaput otak, apendiksitis atau radang usus buntu, tuberculosis, tonsilitis. Penurunan jumlah leukosit disebut leukopenia dapat terjadi pada infeksi tertentu terutama virus, malaria, alkoholic dan lain-lain. Pada hitung jenis leukosit yang ada dalam darah berdasarkan proprsi (%) tiap jenis leukosit
dari seluruh jumlah leukosit.
Salah satu jenis leukosit yang cukup besar yaitu dua kali besarnya eritrosit yaitu sel darah merah dan mampu bergerak aktif dalam pembuluh darah maupun di luar pembuluh darah. Neutrofil paling cepat bereaksi terhadap radang dan luka dibanding leukosit yang lain dan merupakan pertahanan selama fase infeksi akut. Peningkatan jumlah neutroil biasanya pada kasus infeksi akut, radang, kerusakan jaringan, apendiksitis akut atau radang usus buntu dan lain-lain. Penurunan jumlah neutrofil terdapat pada infeksi virus leukimia, anemia defisiensi besi dan lain-lain.
2.3 Kanker Serviks 2.3.1 Defenisi
Kanker Serviks adalah pertumbuhan sel-sel abnormal pada daerah batas antara epitel yang melapisi ektoserviks atau porsio dan endoserviks kanalis servikalis yang disebut squamo columnar junction (SCJ). Kanker serviks merupakan sel-sel kanker yang menyerang bagian squamosa columnar junction (SCJ) serviks. Kanker serviks atau kanker mulut rahim adalah kanker yang terjadi pada serviks uterus suatu daerah pada organ reproduksi wanita yang merupakan pintu masuk ke arah rahim. Kanker serviks merupakan karsinoma ginekologi yang terbanyak diderita (Danny Satriyo, 2014).
2.3.2.Epidemiologi
Kanker Serviks merupakan kanker pembunuh wanita nomor dua di dunia setelah kanker payudara. Setiap tahunnya terdapat kurang lebih 500 ribu kasus baru kanker serviks. Sebanyak 80% terjadi pada wanita yang ada di negara berkembang. Sedikitnya 231.000 wanita di seluruh dunia meninggal akibat kanker serviks. Menurut data Departemen Kesehatan RI tahun 2007 penyakit kanker serviks saat ini menempati urutan pertama daftar kanker yang diderita kaum wanita di Indonesia dan 70% kasus yang datang ke rumah sakit ditemukan dalam keadaan stadium lanjut. Penyebab utama terjadinya Kanker Serviks diduga kuat karena infeksi Virus Human Papiloma Virus (HPV). Kanker Serviks pada stadium awal tidak menimbulkan gejala apapun. Gejala baru timbul ketika sel-sel Kanker Serviks sudah menginvasi jaringan sekitarnya.
Di ilmu Onkologi (Sub-bidang medis yang mempelajari dan merawat Kanker), Serviks merupakan istilah medis untuk leher rahim (Rini, L.M, 2009). Leher rahim
Pada dasarnya organ leher rahim meliputi beberapa bagian yaitu ovarium, rahim, leher rahim dan vagina. Kanker Serviks memiliki masa pertumbuhan yang lambat. Dimulai sejak jaringan leher rahim terinfeksi virus, masa infeksi virus membutuhkan waktu 3 hingga 25 tahun untuk mengetahui pasien terinfeksi Kanker Serviks. Pasien akan didiagnosa dan dideteksi untuk mengetahui stadium Kanker Serviks yang dideritanya. Menurut data dari Internasional Federation of Gynaecology and Obstetrics (FIGO) pada tahun 2009, klasifikasi Kanker Serviks terdiri dari: Kanker Serviks stadium 0 (T is) disebut juga Karsinoma in situ yaitu sel-sel Kanker Serviks hanya ditemukan di lapisan terdalam leher rahim.
Kanker Serviks stadium 1 (T 1) Suatu tahap dimana sel Kanker hanya berada pada bagian organ leher rahim. Stadium 1 dibagi menjadi: Stadium 1a(T1a) tahap Kanker baru saja mulai tumbuh, ukuran sangat kecil dan bisa dilihat melalui pemeriksaan sel dengan mikroskop. Stadium 1a1(T1a1) adalah ketika sel Kanker invasi stroma dalamnya < 3 mm dan lebarnya < 7 mm. Stadium 1a2 (T1a2) adalah dimana sel Kanker invasi stroma 3-5mm dan lebarnya < 7 mm. Stadium 1b1 (T1b1) secara klinis lesi < 4 cm. Stadium 1b2 (T1b2) secara klinis lesi > 4 cm (Wiknyosastro, 1997). Metode pendeteksian Kanker Serviks adalah Pap smear dan Tes HPV. Pengobatan Kanker Serviks Stadium 1 dimana stadium 1A2 penderita harus menjalani proses radioterapi dan brachyterapy atau radiasi dalam sedang pada Kanker Serviks stadium 1B2 bisa dilakukan dengan kemoterapi, radioterapi dan brachyterapy.
Kanker Serviks stadium 2 dimana proses keganasan telah keluar dari serviks dan menjalar 2/3 bagian atas vagina dan parametrium tetapi tidak sampai dinding panggul. Kanker Serviks stadium 2 dibagi menjadi 2 tingkat yaitu stadium 2A dan 2B yaitu Stadium 2A (T2a) dimana penyebaran hanya ke vagina parametrium masih bebas dari infiltrat tumor. Stadium 2b (T2b) yaitu penyebarannya Kanker ke parametrum (Wiknyosastro, 1997). Metode Pemeriksaan Kanker dengan Pap smear. Pengobatan Kanker Serviks Stadium 2 dapat dilakukan dengan terapi radiasi diantaranya dilakukan dengan menggunakan perlengkapan khusus yang akan menyebarkan sinar-X. Dengan dosis sesuai stadium Kanker dengan radiasi dalam atau brachiterapi yaitu dengan metode menanam sel radioaktif ke bagian Kanker atau bagian yang paling dekat dengan Kanker kemudian dengan kemoterapi yaitu metode pengobatan Kanker dengan memberikan obat-obat Pembunuh sel Kanker dengan cara melalui pembuluh darah. Kanker Serviks stadium 3 (T3) merupakan tumor yang menginvasi sampai dinding pelvis dan menginfiltrasi sampai 1/3 distal vagina dan atau menyebabkan hidronefrosis atau gagal ginjal. Kanker Serviks stadium 3 dibagi menjadi stadium 3A (T3a) yaitu penyebaran sampai 1/3 bagian distal vagina dan Stadium 3B (T3b) yaitu penyebaran Kanker sudah sampai dinding panggul (Wiknyosastro, 1997). Metode pemeriksaan Kanker dapat dilakukan dengan Pap smear, Biopsi Serviks, CT-Scan, Pet-CT Scan,Tes darah,X-ray kondisi paru-paru. Pengobatan Kanker Stadium 3 dapat dilakukan dengan radioterapi dengan memberikan penyinaran radioterapi diarahkan ke beberapa titik area panggul dan rongga vagina. Terapi dilakukan selama 20-35 kali tergantung kondisi penderita. Kemoterapi dilaksanakan bersamaan dengan radioterapi. Tindakan lain adalah tindakan operasi histerektomi yaitu pengangkatan leher rahim dan semua bagian rahim.
dapat dilakukan dengan melihat kemampuan penderita. Kemoterapi dan Radioterapi adalah Metode yang akan dilakukan secara bersamaan. Terapi dilakukan selama 20 hingga 25 kali dengan masa istirahat pada hari Sabtu dan Minggu. Kemoterapi dilakukan dengan memasukkan jenis obat pembunuh Kanker (Prayetni, 1997).
2.4 Radioterapi
Sejarah penemuan sinar-X oleh Wilhelm Conrad Rontgen (bulan November tahun 1895) merupakan suatu revolusi dalam dunia kedokteran. Wilhelm Conrad Rontgen dalam penyelidikannya menemukan hampir semua sifat sinar Rontgen yaitu sifat-sifat fisika dan kimianya. Namun ada satu sifat sinar yang tidak sampai diketahuinya yaitu sifat biologik yang dapat merusak sel-sel hidup. Sejalan dengan penemuannya baru diketahui beberapa tahun kemudian sewaktu terlihat bahwa kulit bisa menjadi berwarna akibat penyinaran sinar-X. Namun pada waktu itu belum sampai terfikirkan bahwa sinar ini dapat membahayakan dan merusak sel hidup manusia. Tetapi lama kelamaan yaitu dalam dasawarsa pertama dan kedua abad ke-20 ternyata banyak pioner menjadi korban sinar ini. Kelainan biologik yang diakibatkan oleh sinar-X adalah berupa kerusakan pada sel-sel hidup yang dalam tingkat dirinya hanya sekedar perubahan warna sampai penghitaman kulit bahkan sampai merontokkan rambut. Dosis sinar yang lebih tinggi lagi dapat mengakibatkan lecet kulit sampai nekrosis bahkan bila penyinaran masih saja dilanjutkan itu dapat menjelma menjadi tumor kulit ganas atau Kanker kulit.
Dalam bidang Radioterapi eksternal dikenal pula brakhiterapi dan radioterapi internal. Keduanya memanfaaatkan radiasi pengion yang diproduksi oleh sumber radioaktif. Brakhiterapi menggunakan sumber radiasi tertutup dengan cara implantasi atau dengan cara meletakkannya dekat tumor sedangkan radioterapi internal menggunakan sumber radioaktif terbuka yang dimasukkan ke dalam tubuh melalui injeksi ataupun secara oral melalui proses metabolisme yang diarahkan pada organ tertentu. Kemajuan brakhiterapi maupun radioterapi internal seiring dengan peningkatan penemuan berbagai material radioaktif buatan.
Radioterapi adalah pengobatan dengan memberikan dosis radiasi yang terukur terhadap penyakit Kanker. Perkembangan teknologi di dunia kedokteran telah membantu penderita penyakit Kanker untuk sembuh dari sakit yang dideritanya dan meningkatkan kualitas hidup penderita tersebut. Cukup banyak penderita Kanker yang berobat ke rumah sakit menerima terapi radiasi. Radiasi
yang diterima dapat berupa terapi tunggal kadang dikombinasikan dengan kemoterapi atau operasi pembedahan. Terapi radiasi secara umum bertujuan
banyak hal, antara lain jenis Kanker dan lokasinya apakah jaringan disekitarnya rawan rusak, kesehatan umum dan riwayat medis penderita apakah penderita menjalani pengobatan lain dan sebagainya.
Penyakit Kanker adalah suatu penyakit pertumbuhan sel yang tidak hanya
terdapat pada manusia tetapi pada hewan dan tumbuh-tumbuhan akibat adanya
kerusakan gen yang mengatur pertumbuhan dan diferensiasi sel. Salah satu sebab
kerusakan itu ialah adanya mutasi gen. Mutasi gen adalah suatu keadaan ketika
sel mengalami perubahan sebagai akibat adanya paparan sinar UV, bahan kimia
ataupun bahan-bahan yang berasal dari alam. Saat ini Kanker sebagai salah satu
penyebab kematian di seluruh dunia. Tujuan pengobatan kanker adalah eradikasi
kelompok sel kanker atau tumor secara utuh. Modalitas radioterapi prinsip
utamanya yaitu menggunakan radiasi pengion untuk merusak materi genetik dari
sel kanker (DNA) menyebabkan sel mengalami kematian atau kehilangan
kemampuan proliferasinya. Dalam penggunaan radioterapi paparan radiasi ke
jaringan normal harus menjadi pertimbangan. Seluruh bentuk pengobatan
genotoksik berefek ke jaringan normal dengan derajat kerusakan yang bervariasi
dan efek samping ini kemudian dapat membatasi pengobatan kanker.
Jaringan normal pada tingkat sel lebih terorganisir dan mempunyai
kemampuan memperbaiki kerusakan dari radiasi sedang kebanyakan sel kanker
memiliki cacat pada sistem regulasi sel. Salah satu target utama dari radiasi adalah
DNA pada inti sel. Radioterapi adalah tindakan medis yang dilakukan pada pasien
dengan menggunakan radiasi pengion untuk mematikan sel kanker sebanyak
mungkin dengan kerusakan pada sel normal sekecil mungkin. Tindakan terapi ini
menggunakan sumber radiasi tertutup. Radiasi pengion adalah berkas pancaran
energi atau atau partikel yang bila mengenai sebuah atom akan menyebabkan
terpentalnya elektron keluar dari orbit elektron tersebut. Pancaran energi berupa
gelombang elektromagnetik yang dapat berupa sinar gamma dan sinar-X.
Akibat dari disintegrasi inti tersebut akan terbentuk satu pancaran energi berupa
sinar gamma dan 2 pancaran partikel yaitu pancaran elektron disebut sinar beta
Jenis radioterapi radiasi eksterna atau sinar luar adalah bentuk pengobatan
radiasi dengan sumber radiasi mempunyai jarak dengan target yang dituju atau
berada di luar tubuh. Sumber yang dipakai adalah sinar-X atau photon yang merupakan pancaran gelombang elektromagnetik yang dikeluarkan oleh pesawat
linear akselerator (LINAC). Dikarenakan sinar-X menimbulkan perubahan-perubahan
bilogi pada jaringan, Efek biologi ini dipergunakan dalam pengobatan radioterapi. Pada pembahasan ini dijelaskan jenis pesawat radioterapi eksternal yang
menggunakan foton yaitu Pesawat sinar-X. Sinar-X ditemukan oleh Wilhelm
Conrad Rontgen seorang berkebangsaan Jerman pada tahun 1895. Penemuannya diilhami dari hasil percobaan sebelumnya antara lain dari J.J Thomson mengenai
tabung katoda dan Heinrich Hertz tentang foto listrik. Kedua percobaan tersebut
mengamati gerak elektron yang keluar dari katoda menuju ke anoda yang berada dalam tabung kaca yang hampa udara. Pembangkit sinar-X berupa tabung
hampa udara yang di dalamnya terdapat filamen yang juga sebagai katoda dan
terdapat komponen anoda. Jika filamen dipanaskan maka akan keluar elektron dan apabila antara katoda dan anoda diberi beda potensial yang tinggi elektron akan
dipercepat menuju ke anoda.
Dengan percepatan elektron tersebut maka akan terjadi tumbukan tak lenting sempurna antara elektron dengan anoda akibatnya terjadi pancaran radiasi
sinar-X. Pelat fotoluminesensi yang terletak bersebelahan dengan tabung katoda berpendar ketika tabung katoda digunakan pada ruang gelap dan Rontgen berfikir
pasti ada jenis radiasi baru yang belum diketahui terjadi di dalam tabung sinar
katoda dan membuat pelat fotoluminensensi berpendar. Oleh karena itu kemudian
radiasi ini di kenal sebagai sinar-X.
Rangkaian dasar pesawat sinar-X terdiri dari 3 bagian utama yaitu Tabung
sinar-X, Sumber tegangan tinggi yang mencakup tegangan listrik pada kedua elektroda dalam tabung sinar-X dan Unit pengatur. Bagian pesawat sinar-X yang
menjadi sumber radiasi adalah tabung sinar-X. Di dalam tabung pesawat sinar-X
yang biasanya terbuat dari bahan gelas terdapat filamen yang bertindak sebagai
katode dan target yang bertindak sebagai anode. Tabung sinar-X berisi filamen yang juga sebagai katoda dan berisi anoda. Filamen terbuat dari tungsten
berputar supaya permukaannya tidak lekas rusak yang disebabkan tumbukan elekron.
Trafo tegangan tinggi berfungsi pelipat tegangan rendah dari sumber menjadi
tegangan tinggi antara 30 kV sampai 100 KV. Pada trafo tegangan tinggi diberi minyak sebagai pendingin. Travo tegangan tinggi berfungsi untuk mempercepat
elektron di dalam tabung. Setiap tahun pada pesawat sinar-X terjadi penyimpangan
cukup besar sehingga perlu di kalibrasi sekurang-kurangnya satu bulan sekali. Pesawat radioterapi sinar-X menurut energi yang dihasilkan yaitu Sinar-X dengan
energi rendah (10-125 KV) disebut kontak terapi dan Sinar-X energi menengah
(125-130 KV) dan dinamakan sinar-X orthovoltage.
2.5 Interaksi Radiasi dengan Materi
Konsep dasar interaksi radiasi dengan materi pada dasarnya merupakan
interaksinya dengan elektron di dalam orbital atom. Interaksi radiasi dengan
materi menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi. Interaksi radiasi dengan inti
atom hanya terjadi dengan neutron yang tidak bermuatan sehingga tidak
menyebabkanionisasi. Tabrakan elastis neutron dengan inti hidrogen menghasilkan
proton pental (recoil proton) yang dideteksi sebagai partikel tidak bermuatan.
Besarnya energi radiasi ditentukan dengan cara mengukur jangkauan (range)
radiasi ketika menembus materi yaitu jarak yang dicapai oleh radiasi berenergi
tertentu ketika menembus materi. Pengukuran energi radiasi juga dapat ditentukan
melalui ketebalan paruh (half thickness) yaitu ketebalan materi yang dapat
mengurangi intensitas radiasi itu menjadi separuhnya. Dapat juga dengan dengan
menentukan ketebalan paruh (Sulistyani). Jenis-jenis interaksi radiasi dengan materi yaitu: Absorpsi energi, Koefisien atenuasi, Efek foto listrik, Efek compton
dan produksi pasangan.
2.5.1 Absorpsi Energi
Pada saat berkas foton melewati medium sebagian energi radiasi ditransfer
pada medium. Dosis absorpsi yang menyatakan jumlah energi yang diserap
persatuan massa jaringan merupakan besaran yang dipakai untuk memperkirakan
efek biologi terhadap radiasi. Secara sederhana proses penyerapan energi radiasi
2.5.2 Koefisien Atenuasi
Bila berkas foton melewati medium, sejumlah foton akan berinteraksi dengan medium dan keluar dari berkas sedangkan sebagian lain kemungkinan tidak mengalami interaksi sama sekali. Akibat jumlah foton yang keluar darimedium berkurang. Penurunan intesitas (I) dari sinar-X sebanding dengan jarak (x) yang dilewatinya. Koefisien atenuasi dinyatakan dengan
= - dx
Dimana: I = Intensitas sinar-X (1) µ = Koefisien Atenuasi
Integritas memberikan:
μx
0 x I e
I
Dimana: Ix = Intensitas sinar-X yang diteruskan
I0 = Intensitas sinar-X yang datang
X = Tebal
2.5.3 Efek Fotolistrik
Dalam proses fotolistrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar dari atom disebut fotoelektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah ( E < 1 MeV) dan nomor atom besar.
Gambar 2.4 Efek fotolistrik (Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar-X. 2012 Universitas Sumatera Utara, Medan)
Gambar di atas menggambarkan skema alat yang digunakan Einstein untuk mengadakan percobaan. Alat tersebut terdiri atas tabung hampa udara yang dilengkapi dengan dua elektroda A dan B dan dihubungkan dengan
maka amperemeter tidak menunjukkan adanya arus listrik. Akan tetapi pada saat permukaan katoda (A) dijatuhkan sinar amperemeter menunjukkan adanya arus listrik. Hal ini menunjukkan adanya aliran arus listrik. Aliran arus ini terjadi karena adanya elektron yang terlepas dari permukaan (yang selanjutnya disebut elektrofoton) A bergerak menuju B. Apabila tegangan baterai diperkecil sedikit demi sedikit ternyata arus listrik juga semakin mengecil dan jika tegangan terus diperkecil sampai nilainya negatif ternyata pada saat tegangan mencapai nilai tertentu (-V0), amperemeter menunjuk angka nol yang berarti tidak ada arus listrik
yang mengalir atau tidak ada elektron yang keluar dari keping A. Potensial V0 ini
disebut potensial henti yang nilainya tidak tergantung pada intensitas cahaya yang dijatuhkan, hal ini menunjukkan bahwa energi kinetik mencium elektron yang keluar dari permukaan adalah sebesar:
Bila foton atau radiasi pengion tidak langsung mengenai elektron dalam
suatu elektron dalam suatu orbit dalam atom sebagian energi foton (Q) digunakan
untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai
energi kinetiknya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut.
E= hf =Q + EK
Foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas. Dalam suatu
tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka tidak mungkin semua
energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika momentum dan energi dibuat
kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan berasumsi bahwa reaksi semakin
dimungkinkan. Jika hal itu memang benar maka menurut hukum kekekalan semua
energi foton diberikan kepada elektron.
Gambar 2.5 Penghamburan Compton (Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar-X. 2012 Universitas Sumatera Utara, Medan)
Gambar percobaan Compton cukup sederhana yaitu sinar x monokromatik
(sinar x yang memiliki panjang gelombang tunggal) dikenakan pada keping tipis
berilium sebagai sasarannya, kemudian untuk mengamati foton dari sinar x dan
elektron yang terhambur dipasang detektor. Sinar x yang telah menumbuk
elektron akan kehilangan sebagian energinya yang kemudian terhambur dengan sudut hamburan sebesar θ terhadap arah semula.
Berdasarkan hasil pengamatan ternyata sinar x yang terhambur memiliki
panjang gelombang yang lebih besar dari panjang gelombang sinar x semula,
hal ini dikarenakan sebagian energinya terserap oleh elektron.
Menurut hukum kekekalan momentum semua momentum foton (p) harus
dipindahkan ke elektron jika foton tersebut menghilang.
mv c E
P
Dimana: E = energi (Joule)
m = massa (Kg)
c = kecepatan elektron (m/dtk)
p = momentum
v = kecepatan elektron (m/dtk)
2.5.5 Produksi Pasangan
Produksi pasangan adalah salah satu efek interaksi suatu penyinaran pada
suatu benda atau materi.
Gambar 2.6 Proses terjadinya produksi pasangan (Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar X. 2012. Universitas Sumatera Utara, Medan)
Pada gambar 2.6 memperlihatkan pada waktu foton yang berenergi lebih dari 1,02 MeV menembus materi dan mendekati inti atom. Foton berubah dan membentuk satu pasangan yaitu positron dan elektron yang masing-masing berenergi sebesar 0,51 MeV. Peristiwa ini disebut produksi pasangan. Energi sebesar 1,02 MeV ini disebut nilai batas ambang produksi pasangan.
Sebuah foton yang energinya lebih dari 1,02 MeV pada saat bergerak dekat dengan sebuah inti secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron.
2.6 Interaksi Elektron dengan Zat
Apabila sebuah elektron bergerak dalam suatu media maka akan kehilangan energinya oleh dua hal yaitu :
1. Ionisasi (apabila energi elektron rendah)
Proses ionisasi seperti halnya pada partikel berat bermuatan yakni tumbukan inelastik antara elektron datang dengan elektron-elektronatom-atom media. 2. Radiasi (bremmstrahlung: apabila energi elektron tinggi)
2.7 Linear Akselerator (Linac)
Akselerator yaitu Pesawat sinar-X pada umumnya memproduksi sinar-X
energi berorde kilo elektron Volt (KeV). Untuk mendapat sinar-X dengan energi
yang sangat tinggi biasanya digunakan alat pemercepat partikel atau akselerator.
Akselerator adalah alat yang dipakai untuk mempercepat gerak partikel bermuatan
seperti elektron, proton, inti-inti ringan dan inti atom lainnya. Mempercepat gerak
partikel bertujuan agar partikel tersebut bergerak dengan cepat sehingga memiliki
energi kinetik yang sangat tinggi. Untuk mempercepat gerak partikel ini
diperlukan medan listrik ataupun medan magnet. Akselerator gerak pertama kali
dikembangkan oleh dua orang fisikawan Inggris yaitu J.D. Cockroft dan
E.T.S.Walton. Di Laboratorium Cavendish Universitas Cambrigde pada tahun
1929 atas jasanya-jasanya mereka dianugerahi hadiah Nobel bidang fisika pada
tahun 1951. Akselerator partikel biasanya dipakai untuk penelitian fisika energi
tinggi dengan cara menabrakkan partikel berkecepatan sangat tinggi ke target
tertentu namun ada beberapa jenis akselerator partikel yang dirancang untuk
memproduksi radiasi berenergi tinggi untuk keperluan radioterapi. Akselerator
digunakan untuk menghasilkan sinar-x dengan energi yang tinggi dengan
menggunakan tabung betaron dan sinkrotron.
2.7.1 Tabung Betatron
Tabung Betatron merupakan bagian dari pesawat LINAC. Betatron
pertama kali diperkenalkan pada tahun 1941 oleh Donald William Kerts dari
Universitas Illinois Amerika Serikat. Penamaan Betatron mengacu pada jenis
sinar radioaktif sinar beta yang merupakan aliran elekton yang berkecepatan
tinggi. Betatron terdiri atas tabung kaca hampa udara berbentuk cincin raksasa
yang diletakkan diantara dua kutub magnet yang sangat kuat. Elektron akselerator
pada prinsipnya adalah suatu tabung sinar-X berukuran sangat besar. Penyuntik
berupa filamen panas yang berperan sebagai pemancar elektron dipasang untuk
menginjeksi aliran elektron ke dalam tabung pada sudut tertentu. Setelah elektron
disuntikkan ke dalam tabung ada dua gaya yang akan bekerja pada elektron
Gaya yang pertama, membuat elektron bergerak mengikuti lengkungan tabung. Di dalam medan magnet partikel akan bergerak melingkar. Gaya yang kedua, berperan mempercepat gerak elektron hingga kecepatannya semakin tinggi. Melalui gaya yang kedua ini elektron memperoleh energi kinetik yang sangat besar. Dalam waktu sangat singkat elektron akan bergerak melingkar di dalam tabung beberapa ribu kali. Apabila energi kinetik elektron telah mencapai nilai tertentu elektron dibelokkan dari jalur lengkungannya sehingga dapat menabrak target secara langsung yang berada di tepi ruangan. Dari proses tabrakan ini pancaran sinar-X berenergi sangat tinggi karena sebagian besar akselerator dapat mempercepat elektron hingga energinya mencapai 20 Mega elektron Volt (MeV). Betatron memiliki kelemahan karena mesin itu memerlukan magnet berukuran sangat besar guna mendapatkan perubahan fluks yang diperlukan untuk mempercepat elektron.
2.7.2 Sinkrotron Elektron
Untuk mengatasi kelemahan ini diperkenalkan jenis akselerator elektron lainnya yang menggunakan magnet yang berbentuk cincin yang diberi nama Sinkrontron elektron. Alat ini berfungsi sebagai pemercepat elektron yang mampu menghasilkan elektron dengan energi kinetik lebih besar dibandingkan Betatron. Elektron dengan energi antara 50-100 KV dipancarkan dari filamen untuk selanjutnya dipercepat di dalam alat. Pada saat akhir proses percepatan, elektron ditabrakkan menuju sasaran sehingga dihasilkan sinar-X dengan energi dan intensitas tinggi.
diperlukan untuk mengoperasikan LINAC kira-kira proposional dengan energi akhir partikel yang dipercepat, sedangkan pada akselerator magnetik tenaga yang diperlukan akan lebih tinggi untuk menghasilkan energi akhir partikel yang sama besarnya. Oleh sebab itu untuk mendapatkan partikel berenergi sangat tinggi, LINAC akan lebih ekonomis dibandingkan akselerator magnetik. Disamping itu penyuntikan partikel yang akan dipercepat dalam akselerator magnetik sangat sulit dilakukan sedang pada LINAC partikel dalam bentuk berkas terkolimasi secara otomatis terpencar ke dalam tabung akselerator.
LINAC dapat dipakai untuk mempercepat partikel hingga berenergi di atas 1 BeV. Betatron praktis tidak mungkin mencapai energi setinggi ini karena
memerlukan magnet berukuran sangat besar. 2.7.3 Prinsip Kerja dari LINAC
pada kursi pengobatan yang dapat bergerak ke segala arah agar dapat dipastikan pemberian radiasi dalam posisi yang tepat. Radiasi dikirim melalui kursi pengobatan. LINAC yang merupakan akselerator dengan partikel lurus mengandung unsur-unsur:
1. Sumber partikel
Tergantung pada partikel yang sedang bergerak. Proton yang dihasilkan dalam sumber ion memiliki desain yang berbeda. Jika partikel lebih berat harus dipercepat misalnya ion uranium.
2. Sebuah sumber tegangan tinggi untuk injeksi awal partikel.
3. Sebuah ruang hampa pipa vakum. Jika perangkat digunakan produksi sinar-X untuk pemeriksaan atau terapi pipa mungkin hanya 0,5 sampai 1,5 meter
sedangkan perangkat yang akan diinjeksi bagi sebuah sinkrotron mungkin sekitar sepuluh meter panjangnya. Serta jika perangkat digunakan sebagai akselerator utama untuk investigasi partikel nuklir mungkin beberapa ribu meter. 4. Dalam ruang, elekrik elektroda silinder terisolasi ditempatkan yang panjangnya
bervariasi dengan jarak sepanjang pipa. Panjang elektroda ditentukan oleh frekuensi dan kekuatan sumber daya penggerak serta sifat partikel yang akan dipercepat dengan segmen yang lebih pendek di dekat sumber dan segmen lagi dekat target.
5. Satu atau lebih sumber energi frekuensi radio. Sebuah akselerator daya yang sangat tinggi akan menggunakan satu sumber untuk elektroda masing-masing. Sumber harus beroperasi pada level daya yang tepat, frekuensi dan fase yang sesuai dengan jenis partikel dipercepat untuk mendapatkan daya perangkat maksimum.
6. Sebuah sasaran yang tepat. Pada kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Peningkatan kecepatan tambahan akan menjadi kecil dengan energi yang muncul sebagai penigkatan massa partikel. Dalam bagian-bagian dari akselerator
hal ini terjadi, panjang elektroda tabung akan hampir berjalan konstan.
7. Tambahan elemen lensa magnetis atau elektrostatik. Untuk memastikan bahwa
sinar tetap di tengah pipa dan elektodanya.
2.8 Dosis Penyinaran Radioterapi
Dosis dari radiasi penyinaran radioterapi ditentukan dari ukuran, luasnya, tipe dan stadium Kanker. Sebagai pertimbangan efek radiasi yang maksimal terhadap Kanker dan efek yang minimal terhadap jaringan yang sehat. Dosis yang digunakan adalah 46 Gy-50Gy dalam 23-25 fraksi radiasi. 2 Gy per fraksi. Kontribusi dosis dari lapangan Anterior 0,6 Gy, Lapangan Posterior 0,6 Gy, Lapangan Lateral Kanan 0,4 Gy, Lapangan Lateral Kiri 0,4 Gy. Total dalam 1 hari mendapat dosis per fraksi 2 Gy.
Besaran dosis total juga tergantung dari tujuan radiasi (Kuratif atau Paliatif) dan juga jenis histopatologinya. Dosis Kuratif umumnya 25-30 kali diberikan lima kali dalam satu minggu (Senin s/d Jum’at) dengan dosis perkali yang diberikan 1,8-2 Gy. Dosis paliatif umumnya 5-20 kali dengan dosis perkali yang diberikan 2-5 Gy.
2.9 Dosimetri
Dosimetri radiasi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari berbagai
besaran dan satuan dosis radiasi, sedangkan pengertian dosis adalah kuantitas dari proses yang ditinjau sebagai akibat radiasi mengenai materi.
2.9.1 Paparan Radiasi
Paparan radiasi (exposure) adalah kemampuan radiasi sinar-X atau gamma untuk menimbulkan ionisasi di udara dan digunakan untuk mendeskripsikan sifat emisi sinar-X atau sinar gamma dari sebuah sumber radiasi. Satuan ini mendeskripsikan keluaran radiasi dari sebuah sumber radiasi namun tidak mendeskripsikan energi yang diberikan pada sebuah objek yang disinari. Satuannya adalah roentgen atau R.
1 Roentgen (R) = 2,58 x Coulomb/Kg udara
1 Roentgen (R) = 1,610 x Pasangan ion/gr udara
2.9.2 Kecepatan Pemaparan
Kecepatan pemaparan (ER) adalah besar pemaparan persatuan waktu. Satuannya adalah R/Jam
ER =
ER = Kecepatan pemaparan (R/jam)
2.9.3 Dosis Serap
Adosis serap (D) adalah energi rata-rata yang diberikan oleh radiasi
pengion sebesar dE kepada bahan yang dilaluinya dengan massa dm.
Satuan yang digunakan sebelumnya adalah rad. Satu rad adalah energi
rata-rata sebesar 100 erg yang diserap bahan dengan massa 1 gram yamg
didefenisikan sebagai:
1 rad : 100 erg/gr
1 gray (Gy) : 100 rad
Satuan dosis serap dalam SI adalah Joule/Kg atau sama dengan gray (Gy).
Satu gray adalah dosis radiasi yang diserap dalam satu joule per
kilogram.
1 gray (Gy) = 1 joule/Kg
2.9.4 Laju Dosis Serap
Adalah dosis serap persatuan waktu. Satuan laju dosis serap dalam SI
adalah joule/Kg.jam atau gray/jam (Gy/jam) dan dalam satuan lama adalah
rad/jam.
2.9.5 Distribusi Dosis Kedalaman
Penyinaran dilakukan pada pasien, Dosis yang diserap akan bervariasi
sesuai dengan kedalaman. Variasi ini bergantung pada banyaknya kondisi
seperti: Sinar, kedalaman, luas lapangan, jarak dari sumber dan sistem
kolimasi sinar. Demikian juga kalkulasi dosis pada pasien melibatkan
pertimbanagan dalam perhatian parameter-parameter dan efek-efek lain
pada distribusi dosis kedalaman.
2.9.6 Persentase dosis kedalaman
Jumlah radiasi yang diserap oleh badan atau jaringan disebut dosis serap
dan banyaknya radiasi yang diserap oleh badan atau jaringan pada suatu
kedalaman tertentu disebut persentase dosis kedalaman (PDD). Persentase
dosis kedalaman 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
100%
Dimana: Dd = dosis serap pada suatu kedalaman
Dmax = dosis serap pada kedalaman maksimum.
Persentase dosis kedalaman dipengaruhi olehenergi, Luas lapangan, SSD
dan komposisi medium yang diradiasi. Dalam praktek klinik puncak dosis serap pada sumbu utama disebut juga dosis maksimum. Dosis maksimum
dari dosis yang diberikan atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
100%
Distribusi dosis pada sumbu utama dalam pasien atau fantom yang dikenal sebagai PDD dinormalisasikan dengan dosis maksimum (Dmax) = 100%
yakni, dosis pada kedalaman maksimum (dmax).
2.10 Prosedur Pemeriksaan Pasien Radioterapi 2.10.1 Persiapan Pasien
Persiapan yang harus dilaksanakan pasien yang akan mendapat pelayanan radioterapi yaitu dengan melaksanakan pemeriksaan laboratorium lengkap meliputi darah tepi, gula darah, kimia darah. Pemeriksaan BNO-IVP diperlukan untuk menetapkan fungsi ginjal dan untuk menentukan apakah ureter terkena atau tidak, pemeriksaan radiologik tulang-tulang pelvis, lumbal, dan pemeriksaan EKG. 2.10.2 ProsedurRadioterapi
Proses Radioterapi melibatkan sejumlah tahap kompleks dan ditangani oleh suatu tim yang terdiri dari dokter spesialis Bedah Onkologi, dokter radiasi Onkologi, dokter Ginekologi Onkologi, dokter Hematologi ahli onkologi akan merekomendasikan prosedur atau urutan yang berbeda. Pengobatan radioterapi juga bekerjasama dengan fisikawan Medik, Radiografer Radioterapi dan teknisi medis. Dokter spesialis Radiologi konsultan onkologi Radiasi/Spesialis Onkologi Radiasi adalah dokter spesialis yang bertanggung jawab penuh terhadap pasien yang akan menjalani terapi radiasi, antara lain konsultasi, penetapan perencanaan radiasi, Dosis radiasi, Pemberian obat-obat medis, Evaluasi terapi, dan pengawasan selama dan sesudah radiasi.
(5)
Fisikawan Medis bertugas membantu dokter dalam penetapan arah radiasi,
Kalkulasi Dosis, Keamanan penyinaran, Pengendalian mutu dan peralatan radiasi.
Radiografer Radioterapi bertugas membantu dokter dalam pelaksanaan radiasi
serta melakukan simulator sebelum radiasi. Teknisi medis bertanggung jawab
dalam aspek teknik peralatan radiasi, kerusakan-kerusakan mesin, elektronik
dan lain-lain.
Tahap setelah dokter memutuskan bahwa pasien menjalani terapi
radiasi maka dokter akan membuat jadwal untuk pelaksanaan terapi radiasi.
Tahap selanjutnya akan dilakukan penggambaran lokasi penyinaran atau sering
disebut simulator. Sebelum dilakukan simulator terkadang diperlukan pembuatan
masker/topeng sebagai alat fiksasi agar selama radiasi pasien tidak bergerak,
Penggunaan masker ini penting agar daerah yang disinar selalu tetap dan tepat
setiap harinya sesuai dengan pada saat disimulator. Simulator dibuat persis seperti
yang akan dikerjakan di dalam penyinaran yang sesungguhnya, menggunakan
pesawat simulator/Ct-Simulator. Apabila pengaturan target telah ditetapkan
maka dibuatlah tanda dengan tinta di kulit pada daerah yang akan diradiasi.
Tanda tersebut dibuat sedemikian rupa dan tidak boleh dihapus selama dan
sampai terapi radiasi selesai diberikan. Jika pasien menggunakan masker tidak
perlu khawatir tanda akan hilang atau terhapus.
Setelah persiapan selesai pasien harus menunggu beberapa hari sebelum
radiasi dimulai karena hasil simulator akan dikirim ke ahli fisika medik untuk
dihitung dan dilakukan kalkulasi dosis serta arah penyinaran di ruang TPS.
Jika semua persiapan dan perhitungan telah selesai dan disetujui oleh dokter baru
dimulailah terapi radiasi yang sesungguhnya. Lama menunggu tergantung dari
tingkat kerumitan teknik radiasi yang akan dilakukan. Dalam ruang pengobatan
radiasi pasien diposisikan persis sama sewaktu menjalani simulator. Pasien
diharuskan diam selama pengobatan berlangsung. Dokter dan radiografer dari
ruang monitor akan mengamati pasien melalui monitor dan dapat berkomunikasi
melalui intercom. Radiasi diberikan dengan jarak antara sumber radiasi dan target
Lama radiasi berlangsung pada kebanyakan tipe kanker diberikan dalam dosis 5 hari berturut-turut (Senin s/d Jum’at) sehari sekali kurang lebih 6-7 minggu. Umumnya sekali radiasi membutuhkan waktu kurang lebih 15-30 menit mulai pasien masuk ke ruang radiasi, saat penyinaran sampai pasien kembali ke luar ruang radiasi.
Gambar 2.7Alur Radioterapi
Keterangan gambar:
a. Citra CT pasien dalam posisi pengobatan diperoleh.
b. Ahli onkologiRadiasi membuat kontur target dan organ berisiko pada sistem perencanaan pengobatan Treatment Planning System (TPS).
c. Ahli onkologi Radiasi meresepkan dosis radiasi dan instruksi perencanaan. d. Dosimetris membuat rencana radiasi pada TPS.
e. Ahli onkologi Radiasi meninjau dan menerima rencana. f. Rencana pengobatan menjalani pemeriksaan jaminan kualitas. g. Data dikirimkan ke Akselerator Linear.
h. Pasien menerima pengobatan.
2.10.3 Hal-hal penting yang harus diketahui pasien
