abstrak abstract - ANSN

PENENTUAN SPEKTRUM BERKAS FOTON SUMBER IRIDIUM-192 URAKITERAPI
BENTUK SINGLE-PIN DI AIR DENGAN MONTE CARLO
Dian Milvita dan Rachmat W.A
Departemen Fisika -Fakultas PascaSarjana, Universitas Indonesia.
Heru Prasetio dan N asukha
PuslitbangKeselamatanRadiasidan BiomedikaNuklir- BATAN
ABSTRAK
PENENTUAN SPEKTRUM BERKAS FOTON SUMBER IRIDIUM-192 BRAKHITERAPI
BENTUK SINGLEPIN DI AIR DENGAN MONTE CARLO. Telah dilakukan penentuan
spekcrum berkas foton sumber 192Irbrakiterapi geometri singlepin dengan Monte Carlo. Penentuan
dengan metode Monte Carlo dilakukan menggunakan data terakhir dari peluruhan 192Jr.Sumber
brakiterapi 192Jrmodel singlepin tersusun dari inti Jridium-Plam1a dengan diameter 0.45 mm dan
panjang 40.6 mm, dengan kulit selubung Platina berdiameter luar 0.65 mm. Program
EGS4/FLURZ digunakan untuk menentukan spektrum sumber 192Jrpadajarak 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4
cm dan 5 cm di dalam medium air. Hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa terjadi
penurunan intensitas pada energi rendah yang lebih tinggi dibandingkan dengan energi tinggi.
Penurunan relatif pacta jarak 2 cm mencapai 48.09 % pada energi 0.08 MeV dan 32.90 % pada
energi 0.59 MeV.
ABSTRACT
SPECTRA DETERMINATION OF PHOTON BEAM OF SINGLEPIN IRIDIUM-192 BRACHYTHERAPY SOURCE BY MONTE CARLO METHOD. Spectra determination of brachytherapy
wire source had been done using Monte Carlo method. The determination was carried out by
recent data of 192Irdecay. The singlepin 192Irbrachytherapy source consists of an Iridium-Platinum
core O,45-mm of diameter and 40.6-mm of length, encapsulated in Platinum O.65-mm,-cofouter
"..
diameter. EGS4/FLURZ code was used to determine 192Irspectra at 1 Cffi, 2 cm, 3 cm, 4 cm and 5
cm. The result showed that intensity decrement at low energy is more rapid than highef\:energy.
The relatifdecrement at 2 cm are 40.24% for 0.07 MeV and 36.05% for energy 0.61 MeV.
c
I. PENDAHULUAN
Radioterapi
adalah pemanfaatan
Penangananpenyakit kanker dapat
radiasi pengion untuk membunuh atau
dikelompokkan menjadi tiga kategori
menghilangkan penyakit kanker / maligna
bidang
tanpa memberi efek negatif terhadap
yaitu
preventif,
diagnosa clan
pengobatan. Ada beberapa cara dilakukan
jaringan atau sel sehat di sekitamya.
di dunia kedokteran untuk pengobatan
Berdasarkan jarak sumber radiasi pengion
kanker selain radioterapi yaitu kemoterapi,
ke kanker rnaka radioterapi dibagiatas
immunoterapi
teleterapi dan brakhiterapi. Teleterapi
clan bedah. Diperkirakan
sekitar 50 -60 % pasien penderita kanker
merupakan radioterapi yang mengguna-
mendapatkan perlakuan radioterapi
kan sumber radiasi pengion yang diletai5-
Puslitbang
Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir-Baaan
Tenaga Nuklir
Nasional
"..,!",
"
-125
Prosiding
Presentasi
Ilmiah
kan di luar tubuh pasien, seperti dengan
Keselamatan
Radiasi
UoteJ Kartika
Chandra,
menggunakan sumber
:14 Vesember
X
2004
II.TATA KERJA
Penentuan spektrum sumber 192Ir
Sinar-y, Sinar-X, dan akselerator. Brakiterapi biasanya
dan Lingkungan
dilakukan menggunakan simulasi Monte
radiasi tertutup berukuran kecil yang di-
Carlo
EGS4/FLURZ.
aplikasikan sangat dekat dengan kanker.
Gamma-Shower)
EGS
(Electron-
adalah sebuah
paket
komputer yang memanfaatkan metode
Dewasa ini, beberapa rumah sakit di
Indonesia memiliki brakiterapi High Dose
Monte Carlo untuk mensimulasi transport
Rate (HDR). Selain HDR, brakiterapi Medi-
radiasi elektron atau foton di dalam materi
um Dose Rate (MDR) dan LOw Dose Rate
pada berbagai kondisi geo~ecri dengan
(LDR) juga memiliki beberapa keuntungan
rentang energi antara beberapa keY
dibandingkan
hingga
HDR
yaitu
keberhasilan
TeV
EGS4
[1],
mula-mula
terapi kanker yang harnpir sarna, tidak
dikembangkanoleh
SLAC (Stanford Linear
diperlukan peralatan yang mahal, biaya
Accelerator
untuk aplikasi fisika
pengobatan jauh lebih murah, pembuatan
dengan energi
dan penanganan sumber radiasi cukup
diperluas oleh NRC (National Research
sederhana. Di negara berkembang seperti
Council of Canada)clan NLHEP (National
Indonesia, terapi ini dapat diterapkan.
l1lboratory for High Energtj Physics)untuk
Sumber isotop yang biasa digunakan
aplikasi fisika energi rendah. Pemanfaatan
Center)
tinggi
dalam brakiterapi antara lain 60CO,137CS, program ini semakin
clan kemudian
meluas pada ber-
192Ir,125Iclan 198Au.Saat ini mayoritas pe-
bagai bidang khususnya bidang radiasi
ngobatan melalui brakiterapi
nuklir.
Bidang
fisika
medis
banyak
1921r clan 1251. Spek-
memanfaatkan radiasi foton clan elektron
su~ber brakiterapi harus diketahui
maka program EGS4 lebih dikembangkan
menggunakan
tru~
interstitial
isotop
sebelum sumberdigunakan untuk pengo-
untuk
kebutuhan
dosimetri,
terutama
batan kepada pasien. Spektrum fluence
untuk menentukan secara akurat besar
foton sumber 192Irperlu diketahui karena
dosis radiasi yang diterima sel jaringan
erat kaitannya dengan dosis serap yang
kanker dan meminimalkan kerusakan sel
akan diterima pasien. Tulisan ini mem-
/ jaringan sehat di sekitamya:
Penentuan spektrum sumber 192Ir
bahas spektrum fOtOll sumber brakiterapi
192Irbentuk singlepin di air yang ditentu-
dilakukan menggunakan simulasi Monte
kan dengan menggunakan Monte Carlo
Carlo EGS4/FLURZ dengan hasil yang
diperoleh
EGS4/FLURZ.
adalah fluence fotonl Me V.
Penentuan spektrum dilakukan dengan
--~-
--
Puslitbang Keselamatan Radiasidan Biomedika Nuklir~Badan Tenaga Nuklir Nasional
126
Platina
~
127
Prosiding
Presentasi
llmiah
""
membuat simulasi
Keselamatan
lfoteJ
Ka~a
Radiasi
Chandra.
dun Lingkungan
.14 Vesember
X
:J,O04
geometri
sumber, ukuran medium clan daerah
inti terdiri dari
pengukuran. Sumber 192Irmodel singlepin
inti terbuat dari Platina [2]. Bentuk geo-
memiliki
metri sumber 192Irmodel singlepin di-
panjang
diameter inti
bentuk
40.6
mm
0.45 mm dan
dengan
diameter
25% Iridium dan 75%
Platina sedangkan bahan kulit selubung
tunjukkan pada Gambar 1,
lapisan dinding selubung 0.65 mIn. Bahan
Platina-Iridiurn
(Ir 25% Pt75%)
40,6 mm
a
"'---b
a : 0,45 mm
b : 0,65 mm
Gambar 1. Bentuk geometri sumber Iridium-192 model singlepin [2)
Pengukuran dilakukan pada titik
dengan d~ameter100 cm clan kedalaman
tengah serta tegak lures terhadap sumber.
100 CIll. Energi foton
Daerah pengukuran berada pada jarak 1
sampai batas 0.001 MeV
cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm clan 5 cm. Medium
yang digunakan dalam simulasi diberikan
yang digunakan adalah udara clan air
pada Tabell.
Puslitbang
Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir-Badan
Tenaga Nuklir-Nasional
diperhitungkan.'Bahan-bahan
fluence
Prosiding
Presentasi
Ilmiah
Keselamatan
Radiasi
IfoteJ Karlika
Chandra.
dan Lingkungan
.14 Vesember
X
~0t)4
Tabell. Bahan yang digunakan dalam simulasi program Monte Carlo EGS4(3)
Udara
c
0.0124
N
75.5267
0
23.1781
Ar
1.2827
1.205 E-O3
8
Ir
22.39
77
Pt
21.41
78
21.655
78
If 25%, Pt 75%
Ir
25
Pt
75
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
inilah yang menimbulkanenergi sekunder
sehingga menimbulkan kumpulan fluence
Hasil yang diperoleh dari perhitungan EGS4 adalah jluence foton/MeV.
Fluence foton per interval energi
yang
diperoleh ditunjukkan pada Gamqar2.
Gambar 2 menunjukkan spektrum
foton per interval energi pada jarak
1 cm hingga 5 cm di air. Gambar 2 dapat
dilihat
adanya kumpulan fluence foton
dengan intensitas rendah pada energi 0
hingga 0.3 MeV. Fluence foton berenergi
rendah tersebut merupakan energi sekundel yang berasal daTi proses interaksi foton
dalam medium melalui proses interaksi
Compton. Efek Compton
foton berenergi rendah. Pada Gambar 2
dapat dilihat bahwa nilai jluence foton per
interval energi tertinggi berada pada jarak
1 cm dari sumber yaitu 1.05jluence foton,!
MeV. Sedangkan nilai jluence foton per
interval energi terendah berada pada jarak
5 cm dari sumber yaitu 6.78 x10-7 fluence
foton/MeV. Tabel1 menunjukkan bahwa
terjadi penurunan intensitas pada energi
rendah yang lebih tinggi dibandingkan
dengan energi tinggi. Penurunan relatif
pada jarak 2 cm mencapai' 41.6% pada
energi 0.07 MeV clan 33.6% pada energi
menghasilkan 0.61 MeV Tabel 1 juga menunjukkan
foton terhambur, pancaran Bremsstrahlung
clan elektron Compton(4). Foton terhambur
persentaseintensitas energi yang tinggi
pada energi bin 0.08 MeV.
Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir-Badan
Tenaga Nuklir
Nasional
128
~
1.2
I
0.8
"""':1ft:
0.6
~,!c"~jJ
I!
,IV
0.4
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Energi
0.5
0.6
0.7
Folon (MeV)
Gbr 2. Spektrum fluence foton per interval energi pada jarak 1 Cm,2 Cm,3 cm,4cm
dan 5 cmdari sumber lridium-l92 bentuk singlepin di mediumair.
Tabell. Fluencefoton per interval energi dan persentaseintensitas energi
pada jarak 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm dan 5 cm di air.
0.8
0.9
5.
1.
2.
130
Prosiding
Presentasi
llmiah
Keselamatan
J1otel
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Untuk
keperluan
Kartika
Radiasi
Chandra,
dan Lingkungan
.14 Vesember
X
~O04
Therapy, JAERI-M 91-020, Department of Radioisotopes, Tokai Research
Establishment, Japan Atomic Energy
ResearchInstitute (JAERI), 1991.
dosimetri braki-
terapi dalam radioterapi, spektrum berkas
foton menjadi suatu yang harns diketahui
sebelum sumber isotop digunakan untuk
4. JOHNS, H. E., and CUNNINGHAM, J.
R., The Physics of Radiology, Charles
C., Thomas Publisher, 1983.
pengobatan pasien. Sumber Iridium-192
AnIX, F.H., Introduction to Radiological Physicsand RadiationDosimetry,
Willey-Interscience,
Publication,1986.
bentuk singlepin yang akan digunakan
untuk interstitial brakiterapi telah ditentukan spekb"um fotonnya dengan metode
Monte Carlo EGS4/FLURZ pada jarak 1
DISKUSI
cm sampai 5 cm dengan penurunan terbesar 48.9 % pada energi 0.08 MeV pada
TopoSuprihadi (P3KRBiN-BATAN)
Saya ingin
jarak 2 cm, clan terkeci14.77 % pada energi
0.32 MeV pada jarak 5 cm. Dengan hasil ini
langkah berikutnya
untuk
mengklarifikasi yang
dimaksud dengan metode Monte Carlo
itu apakah metode yang spesifik untuk
pengukuran spektrum atau metode
statistik Monte Carlo yang dimanfaatkan untuk pengukuran spektrum.
Jika yang dimaksud metode Monte
Carlo adalah statistik Monte Carlo,
mohon dijelaskan secara garis besar
bagaimana dasar-dasar aplikasi clan
sebuah metode statistika menjadi
sebuah metode yang dapat digunakan
sebagai pengukuran spektrum ?
menentukan
faktor terkait dengan dosimetri akan lebih
mudah untuk keperluan klinis di ruInah
sakit.
UCAP AN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Dr. Terry Mart dari Universitas
Indonesia alas fasilitas komputer yang
diberikan clan kepada Dr. Rahadi dari
BATAN Serpong atas informasi sumber
Iridium-192 bentuk singlepin.
DAFTARPUSTAKA
1
NELSON, W.R., HIRAYAMA, H.,. and
ROGERS, D.W.O., The EGS4 Code
System, SLAC -Report-265, 1985.
2
AKIRA SAIO, HIROTa KOGURE dan
TSUYOSHI IMAHASI, Production of
198Au and 192Ir Sources for Cancer
Puslitbang
Jawab:
1. Metode statistik yang digunakan
secara umum sarna dengan metode
Monte Olrl0 yang lain. Metode stat
yang digunakan
adalah metode
samplingt;tya. Besaran yang diamati
adalah mean free path atau A. Suam
partikel atau foton dalam medium.
Setiap gerak partikel atau foton diikuti
sam per sam setiap melewati suam
region scoring akan dilakukan sampling, variabel yangdisampling adalah
arah (sudut), energi partikel atau Eaton
clan posisi partikelj foton pada saat
mencapai region tersebut penenman
Keselamatan Radiasi dan Biomedika-Nuklir-B-adan
sp.
Tenaga NuklirNasional
Prosiding
Presentasi
Ilmiah
Keselamatan
Uotel
Kartika
Radiasi
Chandra,
dan Lingkungan
.14 Vesember
X
2004
2. Statistik Monte Carlo adalah metode
sampling statistik yang menggunakan
data dari simulasi Monte Carlo secara
prinsip metode Monte Carlo yang
digunakan sarna dengan metode Monte
Carlo lain yang membedakan adalah
variable yang diamati. Metode statistik
yang digunakan metode sampling
standar dengan simpangan la. Pengukuran
sampling flux
melakukan
sampling pada variable energi foton/
partikel yang melalui region sampling.
Wahyudi (P3KRBiN-BATAN)
Kondisi di Perancis berbeda dengan di
Indonesia. Bagaimana metode ini dapat
membedakannya ? koreksinya ?
Disimpulkan energi y < 300 KeV, baik ?1
sedangkan Ir-192 mempunyai
Ey
sebagian > 300 keV (316 keV) dengan
kelimpahan yang cukup tinggi :t82%.
Bagaimana hubungannya ?
/awab:
Yang digunakan adalah spectrum 192Ir
yang dikeluarkan oleh QuechimCoursol.
Spektrurn 192Irdirnanapun sarna, ada
beberapa lernbaga yang rnengeluarkan
spektrurn Ir-192 seperti NIST, NRCC,
cillo Secara prinsip basil rnereka sarna
dengan data terakhir yang ada adalah
Quenchim & Coursol tidak ada faktor
koreksi yang digunakan.
Sernua
kondisi pengukuran/sarnpling
pada
kondisi standar jika dilakukan koreksi
harga P&T saja.
Energi yang digunakan adalah 315
karena pada energi ini prob. Paling
tinggi clan energi rata-rata surnber 192Ir
adalah sekitar 295 keY. Harga 450 keY
clan prob. Masih dibawah 315keY. Oari
spektrurn harnpir 60% kontribusi dosis
berasal dari dosis dibawah 315 keY.
Puslifbang
Keselamataii Radiasi dan Biornedika NuklTr-Badan
Tenaga Nuklir
Nasiofial
131