PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR

(1)

Prosiding Presentasi llmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X ~ lfoteJ Kartika ~ndra, 14 Ve~ber :J;O04

PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV MENGGUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR

Sri Inang Sunaryati dan Bambang S.

Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika NukIir -BAT AN

ABSTRAK

PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 4 MeV

MENG-GUNAKAN DETEKTOR IONISASI KEPING SEJAJAR. Detektor ionisasi keping sejajar direko-mendasikan untuk pengukuran dosis serap berkas elektron energi rendah dati pesawat terapi ekstemal. Tulisan ini menguraikan pengukuran keluaran berkas elektron dengan energi nominal 4 MeV dati pesawat pemercepat linear medik Mitsubishi EXL-14. Pengukuran dilakukan mengguna-kan detektor keping sejajar PfW Markus. Detektor disinari di dalam fantom padat.pada kedalaman maksimum, Dmaks dengan jarak fokus sumber radiasi kepermukaan fantom 100cm dan luas lapangan radiasi 15cm x 15cm. Perhitungan hasil pengukuran ini menggunakan protokol IAEA, yang terdapat padaTechnical Report Series No. 381 dengan judul 'The Use of Plane Parallel Ionizanon in High Energy Electron and Photon Beams'. Hasil yang diperoleh menunjukkan do.sis serap pad a kondisi di atas adalah 385,42 cGy / 400MU.

ABSTRACT

ABSSORBED DOSE DETERMINATION FOR A NOMINAL ELECTRON ENERGY OF 4 MeV USING A PLANE PARALLEL IONIZATION CHAMBERS. A Plane parallel ionization chambers are recommended for absorbed dose measurements of low energy electron beams in external radiotherapy. This paper describes the determination for a nominal electron energy of 4 MeV from a Mitsubishi EXL-14 linear accelerator unit. Measurement has been carried out inside a solid phantom at Dmax with the source detector distance of 100 cm and the field size of 15cm x 15cm. Calculation was based on the Technical Report Series No. 381. The result obtained shows that the absorbed dose was 385,42 cGyj400MU.

I. PENDAHULUAN

trOll

[1).

Tetapi dalam

tinggi

energi

Tahun 1987 IAEA mempublikasi-kan Technical Report Series No. 277 yang

penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi rata-rata, Eo = 10 MeV direkomendasikan untuk menggunakan merekomendasikan penentuan dosis serap

detektor

...lorusasl _keping _seJaJardan daTi berkas pesawat terapi eksternal

air

detektor -ini hams digunakan untuk energi rata-rata di bawah 5,MeV. Salah satu keuntungan detektor ionisasi keping sejajar ini adalah tidak menunjukkan efek menggunakan detektor ionisasi silindris

yang banyak digunakan saat ini. Detektor ini dikalibrasi dalam besaran kerma udara. Protokol tersebut menguraikan

_beberapa

pertubasi terhadap elektron energi tinggi

prosedur serre data lengkap penggunaan

detektor tersebut untuk memperoleh nilai

pada rentang energi yang kebanyakan

digunakan dalam radioterapi[2].

dosis serap berkas radiasi foton dan

elek-71

(2)

Prosiding Presentasi llmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X JIOteJ Kartika Chandra, .1'4 Vesember ~l)()4

Pada tahun 1997, IAEA mempubli-

_{digunakan untuk penyinaran pasien di}

kasikan Technical Report Series No. 381

rumah sakit tersebut.

II. TEaRI

dengan judul 'The Use of Plane Parallel Ionization in High Energy Electron and

Photon Beams'. Protokol ini menguraikan

_11.1.

_{Pengukuran ionisasi dikedalaman}

beberapa pilihan kalibrasi detektor ionisa- _{Pengukuran prosentase ionisasi di}

kedalaman berkas elekuon dengan energi nominal 4 MeV dari pesawat pemercepat tinier medik Mitsubishi EXL 14 dilakukan si keping sejajar dalam besaran kerma

udara sehingga didapatkan NoPp"air atau mengkalibrasi dengan standar dosis serap

di dalam fantom air menggunakan sistem air untuk mendapatkan faktor kalibrasi

dosis serap air NoPpw,co-6O menggunakan sumber radiasi Co-60. Dalam protokol ini

dosimeter Wellhofer dengan jarak sumber

radiasi ke permukaan fantom air 100 cm

diuraikan juga prosedur perhitungan penentuan dosis serap air berdasarkan faktor kalibrasi tersebut di alas [3].

dan luas lapangan radiasi menggunakan aplikator 15 cm x 15 cm. Dari kurva ioni-sasi ini akan diperoleh kedalaman pengu-kuran acuan di air yaitu Zref,water. Facia penggunaan fantom padat untuk pengu-kuran selanjutnya dibutuhkan suatu Keuntungan menggunakan protokol

yang didasari pada standar dosis serap adalah lebih meminimalisasi

ketidakpasti-faktor konversi daTi air ke fantom padat an dalam penentuan dosis serap air karena

perhitungan tidak lagi memerlukan bebe-rapa faktor konversi ketergantungan detektor, katt dan km. Dengan demikian penenruan dosis serap air yang dimulai

untuk mendapatkan kedalaman acuan di padat

dengan menggunakan

fantom

persamaan di bawah ini

dari kalibrasi detektor ionisasi di dalam air

(1)

Zref,plstic = _Zref,water

akan lebih baik untuk mencapai ketelitian

puser

ptable .Cpl :t5 % seperti yang direkomendasikan dalam

Laporan 24 ICRU[4]. puser

Makalah ini menguraikan hasil penentuan dosis serap air dari berkas

radi-= fantom padat yang digunakan

-dalam pengukuran (PMMA,

1.175 g.cm3) ..

ptable .Cpt = dapat dilihat pada Tabel VIII TRS No. 38.1(1,190 g.cm3, 1.123) asi elektron dengan energi nominal 4 MeV

dari pesawat pemercepat tinier medis Mitsubishi EXL 14 milik RS. Kanker

Hasil

dari _pengukuran

(3)

Prosiding Presentasi lilniah Keselalnatan Radiasi dan Lingkungan X

lioteJ Kartika f!!andra, 14 Vese~er ~O04

11.2. Pengukuran faktol" koreksi

rekombinasiion

Ps = ao + al(MrawHfMrawL) + a2

Penentuan rekombinasi ion (Ps)

(MrawH fMrawL)2 ,(2)

Konstanta ao = 1,002; at = -0,3632 dan dilakukan dengan metoda 2 tegangan.

Pengukuran dilakukan dengan

memberi-kan tegangan keIja detektor yang berbeda a2 = 0,3413

11.3. Penentuan dosis serap dalam air

VI (tegangan normal) daD V2 dengan

kondisi penyinaran yang sarna. Pengaturan VI dengan bacaan MrawH daD V2 dengan

Penentuan dosis serap dalam air

bacaan

/ MrawL sedemikan rupa sehingga

dengan kualitas radiasi Q menggunakan detektor ionisasi keping sejajar dengan faktor kalibrasi dalam dosis serap air

"

untuk berkas Co-60 aclalah No,;,C0-6o clan Vl/V2 sekurang-kurangnya = 3 karena

koreksi dari efek rekombinasi ion sangat tergantung pada tegangan kelja yang di-gunakan clan kecepatan produksi muatan

Zref merupakan posisi titik acuah pengu-oleh radiasi. Faktor koreksi rekombinasi

kuran, maka dosis

_serap

air

_dapat

ion ditentukan menggunakan Tabel VIII

protokol TRS No. 381 sbb : ditentukan dengan persamaan berikut

Dw,Q(reff) = Mpp .N(D,W,Co-60)

₍₃₎

S(w.air)Q S(w.air)Co-60 PQelect P(Wali,Co-60) dengan Mpp

M

Ps hm(Ez) N(O,W,CO-60) S(woair)Q S(w.air)CO-60 P Qelect(PTW MARCUS) = M x P 5 X hm(Ez)

= bacaan dosimeter tekanan udara dan temperatur (digit) = faktor rekombinasi (Iabel VII IRS No. 381)

= faktor koreksi perbedaan fluence elektron pada fantom plastik dan fantom air pada kedalaman ekivalen

(Iabel XVIII IRS No. 381)

= faktor kalibrasi dosis serap air detektor ioni-5asi keping sejajar dengan kualitas radiasi Co-60 (55.45 mGy jmenit,

sertifikat kalibrasi) .

= nisbah daya henti masa air terhadap udara untuk berkas radiasi elektron untuk kualitas radiasi Q (Iabel XVI. IRS No. 381) = nisbah daya henti masa air terhadap udara untuk berkas

radiasi Co-60 (Iabel XIII. IRS No. 277),

= faktor koreksi pertubasi untuk elektron energi tinggi dengan kualitas radiasi Q (Iabel XVII IRS 381)

= faktor koreksi pertubasi untuk sumber radiasi Co-60 (Iabel XIIIIRS 381)

P(Wall,Co-60)

(4)

Prosiding Presentasi Ilmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X IioteJ Kartika Chandra, 14 Vesember ~004

III. TATA KERJA 100 cm clan aplikator dengan luas lapangan radiasi 15 cm x 15 cm.

III.l.Peralatan

iliA. Pengukuran dosis serap berkas radiasi elektron

Pesawat pemercepat tinier medik Mitsubishi EXL 14 yang digunakan sebagai sumber radiasi photon clan elektron. Dosi-meter Wellhofer sebagai alat ukur yang digunakan untuk menentukan prosentase

Pengukuran dosis serap air berkas radiasi elektron dengan energi nominal 4 MeV dilakukan di dalam fantom padat

dosis dikedalaman.

Dosimeter

Farmer dengan detektor keping sejajar 2534 yang digunakan untuk mengukur keluaran

menggunakan detektpr ionisasi keping sejajar yang dirangkaikan dengan elektro-meter Farmer tipe 2570 A, dengan jarak fokus radiasi ke permukaan fantom 100 pesawat pemercepat ~er medik

Mitsu-bishi EXL 14 untuk berkas el.ektron dengan energi nominal 4 MeV. Fantom padat PMMA yang digunakan untuk menempat-kan detektor clan barometer da..~

termo-cm dan aplikator dengan luas lapangan

radiasi 15 cm x 15 cm.

Detektor

diletakkan di dalam fantom padat serta temperatur clan tekanan udara selama meter untuk mengukur tekanan ruangan _{pengukuran diamati.}

clan suhu ruangan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

111.2. Pen~kuran prosentase ionisasi di kedalaman

ionisasi

Hasil pengukuran prosentase dosis di kedalaman berkas radiasi elektron

elektron

dengan energi nominal 4 MeV dilakukan di dalam fantom air menggunakan sistem

dengan energi nominal 4 MeV pesawat pemercepat linear medik Mitsubishi EXL-14 dapat dilihat pada Gambar 1.

dosimeter Wellhofer dengan jarak fokus sumber radiasi ke permukaan air 100 cm dan aplikatQr_dengan luas lapangan radiasj

15 crnx15 crn.

111.3. Pengukuran faktor rekombinasi ion

Pengukuran rekombinasi ion berkas radiasi elektron dengan energi nominal 4 MeV dilakukan di fantom padat dengan jarak fok~s sumber ke permukaan fantom

74

(5)

Prosiding Presentasi llmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X IfoteJ Kartika Chandra, .14 Vesember :lO04

~ 120

-100 80 60 40 20 0

a

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Kedalarran (cm)

Gambar 1. Kurva pengukuran prosentase ionisasi relatif di kedalaman berkas radiasi elektron 4 MeV dilakukan di dalam fantom air menggunakan

sistem dosimeter Wellhofer dengan jarak sumber radiasi ke perm¥kaan air 100 cm untuk aplikator dengan luas lapangan radiasi 15cm ~"5cm.

Dari kurva Gambar

1 di

atas

pengukuran acuan di fantom padat adalah 0,65 cm PMMA. Hasil penguku-ran faktor rekombinasi ion dapat dilihat dengan menggunakan sistem komputer

yang terhubung dengan sistem Wellhofer

dapat dilihat kedalaman acuan penguku-

pada Tabel1

ran di air adalah Dmaks= 0,72 cm.

Dengan menggunakan persama-an (1) dapat ditentukpersama-an kedalaman

(6)

Prosiding Presentasi llmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X IIOteJ Kartika Chandra, .14 Vesember ~l)04

Tabel1. Pengukuran rekombinasi ion berkas elektI:on dengan energi nominal 4 MeV pada kedalamail 0,65 cm Fantom padat dengan jarak sumber ke detektor 100 cm clan aplikator luas lapangan radiasi 15 cm x 15 cm

Menggunakan persamaan (2) dapat di- atas maka hasil perhitungan dosis serap berkas radiasi elektron 4 Me V berdasar-hilling faktor rekombinasi ion sebesar

p 5= 1,0123.

Dengan parameter ya..,g diperoleh di

kan faktor kalibtrasi No,w,Qo dan

meng-gmlakan protokol TRS No. 381 dapat

dilihat pada Tabe12.

daD menggunakan persamaan 4 di

atas

TABEL 2. Hasil perhitlliLgan dosis serap maksimum, Dmaks berdasarkan faktor kalibrasi No,w,Qo menggunakan protokol TRS No. 381

Dmak cGyJ 400 MU Bac~~

bi@f/

4O0l\1U NO,w,Qo_.

mGyf

_d_o". 19lt S(w.alr) Co-60 PQelect(PT WMARCUSr P(Wall, Co-60) Ps hm(EZ) S(w.air) 1,0085 1.133 0,980 1,009 7.33 55,45 1.012 1.084

II

I

Dari Tabel 2, dapat dilihat hasil menggunakan aplikator 15 cm x 15cm di kedalaman 0,65 cm fantom padat PMMA. kalibrasi keluaran pesawat pemercepat

linear medik Mitsnbishi EXL-14 diperoleh Salah satu kesulitan datam

melaku-kan pengukuran menggunamelaku-kan fantom

padat ini adalah penempatan detektor pada kedalaman yang tepat. Mengingat ketebalan fantom : yang tersedia sumber radiasi ke permukaan fantom air

padat

luas lapangan radiasi

100 cm

clan

adalah dalam orde milimeter, sedangkan

(7)

Prosiding Presentasi llmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X lfoteJ Kaltika Chandra, 14 Vesember 2004

2. JAEA, Absorbed Dose Determination in kedalaman yang dibutuhkan dalam orde

sepersepuluh milimet~r, namun ketidak- _Photon _and _Electron _Beam _;An tepatan kedalaman ini tidak menyebab- _{International Code of Practice, Technical}

kan perbedaan basil pengukuran yang

_{Report Series No 277, IAEA, Vienna,}

1987. tidak signifikan.

3. IAEA, Absorbed Dose Determination in

V. SIMPULAN

External Beam Radiotherapy; An

Inter-national Code of Practice for Dosimetry Dari basil dan pembahasan tersebut di

Base on Standards of Absorbed Dose to

Water, Technical Report Series No. 381,

atas dapat disimpulkan bahwa :

1. Hasil penentuan prosentase dosis di

kedalaman pesawat pemercepat

linear medik Mitsubishi EXL-14

di-IAEA, Vienna, 2000.

4. INTERNATIONAL COMMISSION ON

RADIATION UNITS AND MEASURE-peroleh kedalaman acuan

pengu-kuran di air adalah Dmaks = 0,72 cm clan kedalaman pengukuran acuan di fantom padat adalah 0,65 cm.

MENTS, Determination of

_Absorbed

Dose in a Patient Irradiated by Beams of X or Gamma Rays in Radiotherapy Pro-cedures, ICRU Rep. 24, ICRU Publicati-ons, Bethesda, MD (1976).

2.

Hasil penentuan laju dosis serap pesawat pemercepat linear medik Mitsubishi EXL-14 adalah 385,42

cGyj400MU.

_DISKUSI

UCAP AN TERIMA KASIH

_{Mulyadi Rachmad (P3KRBiN-BATAN)}

Penulis

terima _Apa

dasar

_fisisnya

saudara

kasih

_kepada

mengucapkan

seluruh

stat unit menggunakan faktor kalibrasi Co-60 untuk Radioterapi RS. Kanker Dharmais daD _{mengukur elektron ?}

Bapak Susetyo Trijoko yang rnernbantu

dalarn penyediaan fasilitas pelaksanaan

Jawab:

Karena

sumber

clan pengukuran tersebut di atas. _radiasi

_Co-60

DAFfARPUSTAKA

energinya lebih jelas. Sedangkan electron untuk setiap lokasi energinya tidak sarna clan tidak ada energi electron yang standar. IAEA, Proceedings of International.

Symposium on Measurement Assuran-c~ in Dosimetry. IAEA, Vienna, 1994.

(8)

Prosiding Presentasi [Imiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan X Hotel Kartika Chandra. .14 Vesember .2004

Atang Susila

Sudahkah dibandingkan dengan nilai yang diberikan oleh pabrik alat

menggunakan detektor ionisasi keping sejajar clan detektor ini hams digunakan untuk energi elektron dibawah 5 MeV,

tersebut ? _{dengan menggunakan} _protokol _yang

direkomendasikan IAEA yaitu TRS No.

Jawab:

381.

Nilai keluaran tidak selalu sarna dengan pabrik karena pemakai (user) bisa mengubah sendiri sesuai dengan kebutu-hall, yang diutamakan adalah konsistensi keluaran setiap harinya.

Riil Isaris

1

_Apakah

menentukan

ada

metoda

lain

untuk

dosis

_serap

berkas

elektron tersebut, dan bagaimana

hasilnya jika dibandingkan dengan metoda yang dilakukan ini ?

2.

Untuk apakah/apa aplikasi khusus

diharapkan

dari

hasil

yang

eksperimen ini

Jawab:

Metoda

lain untuk menentukan

dosis

_serap

berkas electJ:on

tersebut

adaIah dengan menggunakan detector

ionisasi siIindris dengan menggunakan

protocol yang direkomendasikan IAEA yaitu TRS 277, tetapi dalam penentuan dosis serap berkas elektron dengan energi rata-rata Eo = 10 MeV direkomendasikan