PENENTUAN LAJU DOSIS SERAP DI AIR BERKAS FOTON 6 MV
PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK MODEL GK-06-100
MENGGUNAKAN PROTOKOL TRS 277 DAN TRS 398
Nurman Rajagukguk, C Tuti Budiantari
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi
Abstrak
PENENTUAN LAJU DOSIS SERAP DI AIR BERKAS FOTON 6 MV DARI PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK MODEL GK-06100 MENGGUNAKAN PROTOKOL TRS No. 277 DAN TRS No. 398. Makalah ini menguraikan penentuan laju dosis serap di air berkas foton 6 MV dari pesawat pemercepat linier medik model GK-06100 milik Rumah Sakit dr. Wahidin Sudirohusodo, Makassar. Pengukuran dilakukan menggunakan detektor pengionan volume 0,6 cc tipe NE 2571 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe NE 2570/1B yang mempunyai faktor kalibrasi dalam besaran kerma udara, NK dan dosis serap di air ND,w untuk berkas radiasi Co-60. Semua pengukuran dilakukan di dalam fantom air pada jarak sumber radiasi ke permukaan fantom air 100 cm. Penentuan kualitas radiasi berkas foton dilakukan dengan mengukur ionisasi di kedalaman 10 cm dan 20 cm. Sedangkan laju dosis serap di air ditentukan berdasarkan pengukuran ionisasi di dalam fantom air pada kedalaman 5 cm dengan lapangan radiasi yang bervariasi mulai dari 4 cm x 4 cm sampai dengan 25 cm x 25 cm. Bacaan detektor dikoreksi dengan efek polaritas, rekombinasi ion, tekanan dan temperatur ruang. Untuk perhitungan hasil pengukuran digunakan protokol dosimetri IAEA yang terdapat dalam TRS No. 277 dan TRS No. 398. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa untuk kondisi acuan terdapat perbedaan laju dosis serap di air sebesar lebih kecil daripada 2 % yang ditentukan kedua protokol tersebut di atas.
Kata kunci : laju dosis serap di air, berkas foton, pesawat pemercepat linier, elektrometer, detektor pengionan, faktor kalibrasi kerma udara, faktor kalibrasi dosis serap di air,
Abstract
DETERMINATION OF THE ABSORBED DOSE TO WATER RATE FOR A 6 MV PHOTON BEAM FROM A MEDICAL ELECTRON LINAC MODEL GK-06100 LINEAR ACCELERATOR MACHINE USING TRS. No. 277 AND TRS No. 398 PROTOCOLS. This paper describes the determination of the absorbed dose to water rate for a 6 MV photon beam from a Medical Electron Linac Model GK-06-100 linear accelerator machine owned by dr. Wahidin Sudirohusodo Hospital, Makassar. Measurement was carried out using a 0.6 cc ionization chamber type of NE 2571 connected to a Farmer elektrometer type of 2570/1B with calibration factors in terms of air kerma and absorbed dose to water for Co-60. All measurements had been done inside a water phantom with the source to the water phantom surface distance of 100 cm. Measurement of beam quality had been done by measuring the ratio of the ionization at the depth of 10 cm and 20 cm. The absorbed dose measurement has been carried out at the depth of 5 cm with the field sizes ranging from 4 cm x 4 cm up to 25 cm x 25 cm. The chamber readings were corrected for polarity , ion recombination, pressure and room temperature. IAEA dosimetry protocols in the TRS No. 277 and the TRS No. 398 were used for calculation of the measurement. The results obtained showed a difference less than 2 % in absorbed dose to water determined using both protocols.
Key words : absorbed dose to water, photon beam, linear accelerator machine, electrometer, ionization chamber, elektrometer, air kerma calibration factor, absorbed dose to water calibration factor
PENDAHULUAN
Pada tahun 2006 Rumah Sakit dr. Wahidin Sudirohusodo memasang sebuah pesawat pemercepat linier medik Medical Electron Linac model GK-06-100 yang digunakan oleh unit radioterapi rumah sakit tersebut untuk penyinaran pasien tumor. Tidak seperti umumnya pesawat pemercepat linier medik yang ada di Indonesia seperti Clinac, Elekta, Mitsubishi dan Siemens yang dapat memancarkan beberapa kualitas berkas foton dan elektron , pesawat pemercepat linier medik ini hanya dapat memancarkan berkas foton tunggal 6 MV. Setelah dipasang maka dilakukan beberapa pengukuran parameter dosimetri yang salah satunya adalah laju dosis serap di air berkas radiasi dari pesawat pemercepat linier tersebut 1. Untuk penentuan laju dosis serap ini digunakan protokol dosimetri IAEA yang terdapat dalam Technical Report Series No. 277 2.
Sesuai dengan peraturan yang berlaku maka pada tahun 2009 pesawat tersebut dikalibrasi ulang oleh Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional. Dalam kalibrasi ulang ini dilakukan juga penentuan dosis serap menggunakan protokol baru IAEA yang terdapat dalam Technical Report Series No. 398 3.
Penentuan laju dosis serap menggunakan dua buah protokol ini dimaksudkan untuk mengetahui rasio dari kedua protokol itu yang juga mengindikasikan ketelitian hasil pengukuran 4. Disamping itu pengukuran ini juga sebagai uji coba dalam menerapkan protokol TRS No. 398 untuk penentuan laju dosis serap pesawat teleterapi baik bagi personil Laboratorium Laboratorium Metrologi Radiasi maupun pihak rumah sakit.
Makalah ini menguraikan penentuan laju dosis serap berkas foton 6 MV dari pesawat pemercepat linier medik Medical Electron Linac milik Rumah Sakit dr. Wahidin Sudirohusodo, Makassar.
TEORI
Penentuan Laju Dosis Serap Di Air Berkas Foton Dengan Trs. No. 277
Penentuan laju dosis serap berkas foton dengan TRS. No. 277 berdasarkan pengukuran ionisasi menggunakan detektor yang dikalibrasi dalam besaran kerma udara untuk berkas Co-60. Pengukuran pada kondisi acuan dilakukan pada sumbu utama berkas radiasi di dalam fantom air pada kedalaman 5 cm dengan jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 cm dan lapangan radiasi pada permukaan fantom 10 cm x 10 cm.
Dosis serap di dalam air pada titik efektif pengukuran dapat ditentukan dengan persamaan berikut : ) (eff w
D
=M
Q.
N
D.
s
w,air.
P
u (1) dengan : ) (eff wD
:dosis serap pada titik efektifpengukuran ( mGy )Q
M
:bacaan dosimeterterkoreksi temperatur, tekanan dan rekombinasi ion (nC) DN
:faktor kalibrasi dosis serap rongga udara detektor ( mGy/nC )air w
s
, : nisbah daya henti masa air terhadap udarau
P
: faktor koreksi perturbasiUntuk mendapatkan laju dosis maksimum maka digunakan Tabel PDD dari pesawat tersebut atau menggunakan Tabel PDD dari BJR No. 25 5. Penentuan Laju Dosis Serap Di Air Berkas Foton Dengan Trs. No. 398
Penentuan laju dosis serap di air berkas foton dengan kualitas radiasi Q dapat ditentukan dengan pengukuran menggunakan detektor pengionan yang dikalibrasi dalam besaran dosis serap di air dengan berkas sinar gamma Co-60
N
D,w . Dosis serap di dalam air pada titik efektif pengukuran dapat ditentukan dengan persamaan berikut:Q w D Q Q w
M
N
k
D
,
.
,.
( 2 ) dengan Q wD
, :dosis serap berkas foton dengan kualitasQ ( mGy) Q
M
: bacaan dosimeter terkoreksi terhadap temperatur, tekanan udara, polaritas dan rekombinasi ion (nC )w D
N
, : faktor kalibrasi detektor dengan berkas sinar gamma Co-60 (mGy/nC )Q
k
: faktor koreksi kualitas berkas foton (Tabel 14 TRS 398 )METODE Peralatan
Sebagai sumber radiasi digunakan pesawat pemercepat linier medik Medical Electron Linac model GK-06-100 no. 05103013 yang dapat memancarkan berkas foton tunggal 6 MV. Pesawat tersebut dapat dilihat pada Gambar 1. Pengukuran ionisasi untuk menentukan laju dosis serap dilakukan dengan detektor volume 0,6 cc tipe 2571 no. seri 2491 yang dirangkaikan dengan elekrometer Farmer tipe 2570/1B no. seri 1182 6. Pengukuran dilakukan di dalam fantom air berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm. Untuk mengukur kondisi lingkungan digunakan barometer dan termometer
Gambar 1. Pesawat pemercepat linier medik Medical Electron Linac model GK- 06-100 milik RS
dr. Wahidin Sudirohusodo, Makasar
Tata Kerja
Mula-mula atur posisi gantri pesawat pemercepat linier pada sudut 90° agar berkas yang dipancarkan datang pada arah horizontal di permukaan fantom air yang berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm. Setelah itu letakkan fantom air pada jarak 100 cm dari sumber radiasi dan atur lapangan radiasi acuan 10 cm x 10 cm pada permukaan fantom untuk menentukan kualitas radiasi berkas foton 6 MV. Kemudian letakkan detektor pengionan tipe NE 2571 yang dirangkaikan dengan elektrometer Farmer tipe 2570/1B pada kedalaman 10 cm dan lakukan penyinaran pendahuluan selama 5 menit. Setelah itu lakukan penyinaran hingga diperoleh lima buah data.
Gambar 2. Susunan peralatan pada pengukuran Faktor Keluaran berkas foton 6 MV pesawat pemercepat linier medik Electron Linac model GK-
06100. Jarak sumber radiasi ke permukaan fantom 100 cm dengan kedalaman detektor 5 cm dan
lapangan radiasi 10 cm x 10 cm
Pindahkan detektor pada kedalaman 20 cm dan lakukan kembali penyinaran seperti pengukuran sebelumnya7 .
Selanjutnya dilakukan pengukuran untuk menentukan laju dosis serap di air berkas foton. Detektor diletakkan di dalam fantom air pada kedalaman 5 cm . Setelah itu dilakukan pengukuran untuk menentukan faktor-faktor koreksi yang akan digunakan dalam perhitungan laju dosis serap di air baik menggunakan TRS No.277 dan TRS No.398 seperti faktor koreksi rekombinasi ion dan efek polaritas. Susunan peralatan pada pengukuran dapat dilihat pada Gambar 2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Laju Dosis Serap Dengan TRS No. 277
Hasil pengukuran ionisasi pada kedalaman 10 cm mendapatkan nilai 29,35 nC, sedangkan ionisasi pada kedalaman 20 cm mendapatkan nilai 16,78 nC. Dengan demikian perbandingan antara ionisasi pada kedalaman 20 cm dan 10 cm akan mendapatkan nilai rasio
10 20
D
D
0,572. Dengan menggunakan Tabel XIII pada TRS No. 277 akan diperoleh nilai
TPR
2010 = 0,668 dengan nilais
w,air = 1,121. Tabel dan Gambar 13 akan diperoleh nilai Pu = 0,994. Selanjutnya dengan menggunakanpersamaan (1) akan diperoleh laju dosis serap di air berkas foton 6 MV yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Penentuan Laju Dosis Di Air Berkas foton 6 MV Dengan Protokol TRS No. 277 Berkas Foton MV Q
M
* nC/200 MU DN
mGy/nC air ws
,P
uD
w(eff) cGy/200M U effPDD
D
mak** cGy/200 MU 6 38,2 21 40,323 1,1 21 0,9 94 169,93 87,2 194,32* Bacaan terkoreksi rekombinasi ion, tekanan dan temperatur serta Prep = 0.989 ** Ketidakpastian bentangan 6 % untuk tingkat kepercayaan 95 %
Penentuan Laju Dosis Serap Dengan TRS No. 398 Untuk penentuan laju dosis serap menggunakan TRS. No 398 maka dengan menggunakan Tabel 14 dalam TRS No. 398 , nilai
TPR
1020 = 0,668 akanmendapatkan nilai
k
Q= 0,9938. Selanjutnya dengan menggunakan Persamaan (2 ) akan diperoleh laju dosis serap di air berkas foton 6 MV tersebut yang disajikan pada Tabel 2.Tabel 2. Penentuan Laju Dosis Serap Di Air Berkas Foton Dengan Protokol TRS No. 398
Berkas Foton MV Q
M
* nC/200MU w DN
, mGy/nC Qk
D
refPDD
refD
mak**cGy/200MU
6 38,2405 45,23 0,9938 1718,9 87,2 197,1
* Bacaan terkoreksi polaritas, rekombinasi ion, tekanan dan temperatur ** Ketidakpastian bentangan 5,8 % untuk tingkat kepercayaan 95 %
Dari Tabel 1. dapat dilihat juga bahwa laju dosis serap maksimum berkas foton 6 MV tersebut adalah 194,32 Cgy/ 200 MU yang berarti 1 MU = 1,029 cGy. Nilai ini masih kurang memuaskan, karena seharusnya adalah 1,00 ± 2 %. Dengan demikian sebaiknya potensiometer arus harus diputar sampai mendapatkan nilai yang mendekati nilai tersebut.
Dari Tabel 1 dan 2 diperoleh perbandingan dosis serap di air ,
)
398
(
)
277
(
TRS
D
TRS
D
w w = 0.986. Dibandingkan dengan 0,993 pada beberapa publikasi, maka nilai ini sedikit lebih kecil sebesar 0,7 % yang berartiD
w(TRS
277
)
agak rendah8-10
. Hal ini kemungkinan adanya perbedaan nilai
k
Q antara referensi dengan yangsebenarnya. Namun secara umum hasil pengukuran ini cukup caik
Perbandingan Dengan Pengukuran Sebelumnya Hasil penentuan laju dosis serap di air berkas foton 6 MV pada tahun 2009 dan 2007 yang keduanya ditentukan dengan protokol TRS No. 277 dapat dilihat pada Tabel 3. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa terdapat deviasi yang tidak signifikan sebesar lebih kecil dari 1 % antara pengukuran terakhir dengan sebelumnya. Perbedaan yang paling besar terdapat pada lapangan radiasi 15 cm x 15 cm yaitu 2,2 % . Hal ini kemungkinan besar disebabkan pengaturan lapangan radiasi yang digunakan pada pengukuran terakhir tidak sama dengan pengukuran yang sebelumnya.
Tabel 3. Hasil penentuan Laju dosis serap di air berkas foton pesawat pemercepat linier medik Medical Electron Linac model GK-06-100 tahun 2009 dan 2007
Lapangan Radiasi cm x cm Dmak cGy/200MU 2007 Dmak cGy/200MU 2009 ∆ % 4 x 4 182,63 183,00 0,2 6 x 6 190,77 188,80 1,0 8 x 8 191,16 192,31 0,6 10 x 10 193,15 194,32 0,6 15 x 15 198,21 202,84 2,2 20 x 20 204,61 205,63 0,5 25 X 25 208,64 208,26 0,2 KESIMPULAN
Dari hasil dan pembahasan tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa :
1. Tidak
terdapat
perbedaan
yang
signifikan laju dosis serap di air yang
ditentukan dengan dua buah protokol
tersebut di atas
2. Tidak terdapat perbedaan yang
signifikan laju dosis serap di air antara
pengukuran
terakhir
dengan
sebelumnya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Staf Unit Radioterapi atas kerjasamanya sehingga pengukuran ini bisa terlaksana
DAFTAR PUSTAKA
1.
BADAN PENGAWAS TENAGA NUKLIR, Peraturan Ka. BAPETEN NOMOR 1 TAHUN 2006 Tentang Laboratorium Dosimetri, Kalibrasi dan Keluaran Sumber Radiasi Terapi, dan Standardisasi Radionuklida,
BAPETEN, 2006
2. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed dose determination in photon and electron beam, An International Code Practice, Technical Report Series No. 277 , IAEA, Vienna, 1987
3. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy ; An International
Code of Practice for Dosimetry Based on Standards of Absorbed Dose to Water, Technical Report Series No.398, IAEA, Vienna, 2000
4. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Standard and codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry, Proceedings of an International Symposium, IAEA, Vienna, 2002
5. British Journal of Radiology Supplement No. 25, Central Axis Depth Dose Data for Use in Radiotherapy, British Institute of Radiology, London, 1996
6. Instruction Manual for Farmer Dosemeter Type 2570A, Nuclear Enterprises Limited, Bath Road, Beenham, Reading, England
7. WILLIAM, J.R., and TWAITES, D.I., Radiotherapy in practice, Oxford Medical Publication, 1993
8. I.H. FERREIRA, D. MARRE, M. SAIFUL HUQ, A. BRIDIER, A. BEAUDRE, Application on TRS 398 Using Ionization Chambers Calibrated By PSDLs in France and The United Kingdom in a Series of High Energy Photon an Electron Beams, Standards and Codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry, IAEA, Vienna, 2003
9. M. SAIFUL HUQ., P ANDREO., Intercomparison of Absorbed Dose to Water and Air Kerma Based Dosimetry Protocols for Photon and Electron Beams, Standards and Codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry, IAEA, Vienna, 2003
10. H. BJERKE, Norwegian System for Implementing The IAEA Code of Practice based on Absorbed Dose to Water, Standards
and Codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry, IAEA, Vienna, 2003
