TEORI DASAR RADIOTERAPI

BAB 2
TEORI DASAR RADIOTERAPI
Radioterapi atau terapi radiasi merupakan aplikasi radiasi pengion yang digunakan
untuk mengobati dan mengendalikan kanker dan sel-sel berbahaya. Selain operasi,
radioterapi menjadi salah satu metode pengobatan penting untuk membunuh
kanker. Ada dua teknik pemberian radiasi, pertama sumber radiasi berasal dari luar
tubuh pasien dengan menggunakan mesin khusus, yang dikenal dengan radioterapi
eksternal (External Beam Radiation Therapy-EBRT) dan yang kedua dengan
menempatkan sumber radioaktif dalam tubuh pasien (brachytherapy).
Keefektifan biologi radiasi pengion merupakan fungsi dari linear energy transfer
(LET) radiasi pengion, yang akan berbeda untuk setiap jenis radiasi. Jenis radiasi
yang dihasilkan dari radioterapi eksternal digambarkan sebagai radiasi dengan
LET rendah, dimana energi yang disampaikan pada materi/medium memiliki
tingkat mengionisasi yang sedikit atau jarang terjadi. Untuk memperoleh respon
biologi yang sama, maka penggunaan radiasi pengion dengan LET rendah
membutuhkan dosis yang lebih tinggi dibandingkan radiasi pengion dengan LET
tinggi.
Dalam penggunaannya, ada dua tujuan utama radioterapi. Tujuan kuratif dan
tujuan paliatif [1]. Untuk tujuan kuratif, dosis yang diberikan digunakan untuk
membunuh sel tumor. Untuk tujuan ini, radioterapi digunakan dalam periode
empat sampai tujuh minggu. Untuk tujuan paliatif, radioterapi digunakan untuk
mengurangi gejala yang ditimbulkan dari tumor, misalnya mengurangi sakit,
menghentikan pendarahan atau untuk mencegah bahaya penyebaran tumor pada
bagian struktur sehat disekitarnya. Pada tujuan ini, radioterapi hanya diberikan
dalam periode waktu yang relatif singkat, dalam satu hari atau satu dua minggu.
4
2.1 Satuan Radiasi
2.1.1 Nilai Sinar/Paparan
Nilai sinar-X dikenal juga dengan roentgen (R) menyatakan besarnya intensitas
sinar-X atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara dalam jumlah
tertentu. Dalam hal ini 1 roentgen adalah intensitas sinar-X atau sinar gamma yang
dapat menghasilkan ionisasi di udara sebanyak 1,01 × 1015 pasangan ion [2] (atau
2,58 × 10-4 muatan listrik) per kilogram udara [1].
dimana ΔQ adalah jumlah muatan dari semua ion yang dihasilkan ketika semua
elektron dibebaskan oleh foton dalam elemen volume udara bermassa Δm.
2.1.2 Dosis Serap
Satuan roentgen tidak dapat digunakan untuk mengetahui besarnya dosis radiasi
yang diterima oleh suatu medium. Oleh sebab itu didefinisikan besaran dosis serap
yang merupakan ukuran banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion per
unit massa medium [3], yang dapat dituliskan dalam persamaan di bawah ini
dimana ΔEd adalah energi yang diberikan radiasi pengion terhadap medium dengan
volume tertentu. Δm adalah massa medium dalam elemen volume tersebut. Satuan
dosis serap adalah rad [1-3].
5
Dosis serap sebesar 1 rad sama dengan jumlah radiasi yang diberikan sebesar 0,01
joule energi dalam 1 kg medium. Dalam satuan SI, satuan dosis serap disebut
dengan gray, yang disingkat dengan Gy, dengan 1 Gy sebanding dengan 100 rad.
2.1.3 Dosis Ekuivalen
Satuan dosis ekuivalen digunakan berkaitan dengan pengaruh radiasi terhadap
tubuh manusia atau sistem biologis lainnya. Dalam hal tingkat kerusakan sistem
biologis yang dapat ditimbulkan oleh suatu radiasi tidak hanya bergantung pada
dosis serapnya saja, tetapi bergantung juga pada jenis radiasinya. Dalam hal ini,
ada suatu faktor yang ikut menentukan perhitungan dosis ekuivalen, yang dikenal
dengan nama Quality Factor (Q), merupakan suatu (faktor) bilangan yang
bergantung pada jenis radiasinya. Satuan untuk dosis ekuivalen adalah rem
(rontgent equivalent of man) [2].
Dosis ekuivalen (rem) = dosis serap(rad) × Q
(2.4)
Dalam satuan SI, dosis ekuivalen dinyatakan dalam satuan sievert, disingkat
dengan Sv. 1Sv sama dengan 100 rem.
Hubungan antara sievert dengan gray dan Q adalah sebagai berikut :
Dosis ekuivalen(Sv) = dosis serap (Gy) × Q × N
(2.5)
dengan N adalah faktor koreksi terhadap adanya laju dosis serap dan faktor koreksi
lainnya. Pada saat ini harga N menurut International Commission of Radiation
Protection (ICRP) mendekati 1, sehingga persamaannya menjadi:
Dosis ekuivalen (Sv) = dosis serap (Gy) x Q
(2.6)
Harga quality factor (Q) ditentukan oleh kemampuan jenis radiasi dalam
mengionisasi materi yang dilewatinya pada jaringan kulit. Harga Q untuk radiasi
6
gamma dan sinar-X adalah 1, sedangkan harga Q untuk jenis radiasi lainnya adalah
sebagai berikut :
Tabel 2.1. Harga Quality factor untuk berbagai jenis radiasi [2].
Jenis Radiasi
Q
Gamma, sinar-X, beta
1
Neutron termal
2,3
Neutron cepat, proton
10
Alfa
20
2.1.4 Aktivitas Radiasi
Pancaran radiasi bersifat menyebar ke segala arah. Banyaknya partikel yang
dipancarkan persatuan waktu dari suatu sumber radiasi merupakan ukuran
intensitas atau aktivitas suatu sumber radiasi. Banyaknya partikel yang
dipancarkan per satuan waktu menyatakan banyaknya peluruhan per satuan waktu.
Satuan untuk aktivitas sumber radiasi digunakan satuan becquerel (Bq). Aktivitas
sumber radiasi 1 Bq artinya suatu sumber radiasi memancarkan 1 partikel perdetik
[2].
1 becquerel (Bq) = 1 peluruhan per detik
(2.7)
Satuan lain untuk menyatakan intensitas suatu radiasi digunakan satuan curie (Ci).
1 curie sama dengan 3,7 × 1010 peluruhan per detik.
Hubungan antara satuan becquerel dan satuan curie adalah :
1 Ci = 3,7 × 1010 Bq, atau 1 Bq = 27,027 × 10-12 Ci.
(2.8)
Kedua satuan aktivitas radiasi ini sampai sekarang masih tetap dipakai. Umumnya,
untuk intensitas radiasi yang tinggi digunakan satuan curie, sedangkan untuk
intensitas rendah digunakan satuan becquerel.
7
2.2 Efek Radiasi dalam Pengobatan Kanker
Interaksi radiasi pengion dengan materi biologis diawali dengan interaksi fisika,
yaitu proses ionisasi. Elektron yang dihasilkan dari proses ionisasi akan
berinteraksi secara langsung maupun tidak langsung [2]. Interaksi secara langsung
terjadi ketika penyerapan energi langsung terjadi pada molekul organik dalam sel
yang mempunyai arti penting, yaitu DNA. Hal ini dapat memutuskan ikatan kimia
DNA dan merusak struktur DNA. Sedangkan interaksi tidak langsung terjadi
ketika adanya interaksi radiasi dengan molekul air. Penyerapan energi radiasi oleh
molekul air dalam proses radiolisis air akan menghasilkan radikal bebas (H* dan
OH*). Kemudian zat radikal bebas ini akan memutuskan ikatan kimia DNA yang
menyebabkan kerusakan pada struktur DNA itu. Sel yang mengandung struktur
DNA yang telah rusak akan mengalami kematian sel [1,2]. Sel tumor bersifat lebih
radiosensitif dibandingkan sel normal. Ketika sel tumor terpapar radiasi, sel tumor
yang tidak memiliki kemampuan untuk memperbaiki diri langsung rusak dan
mengalami kematian. Sel yang mati akan diproses tubuh dalam mekanisme
biologis.
2.3 Fraksinasi
Seperti telah dibicarakan sebelumnya sel tumor lebih bersifat radiosensitif
dibandingkan sel sehat. Setelah penyinaran, jaringan sehat memiliki tingkat
perbaikan sel lebih baik dan lebih cepat daripada jaringan tumor. Dengan
memanfaatkan sifat ini, maka dilakukan suatu langkah untuk sel-sel sehat
memperbaiki dirinya tetapi tidak memberi kesempatan pada sel tumor untuk
memperbaiki diri. Langkah ini dilakukan dengan membagi dosis dalam jumlah
kecil secara berkala dan berkesinambungan setiap harinya. Pemberian dosis seperti
ini disebut dengan fraksinasi dosis. Untuk terapi konvensional, fraksinasi diberikan
20 sampai 30 kali, dalam setiap kali terapi dosis yang diberikan mendekati 2Gy.
Terapi dilakukan sekali sehari, dengan istirahat pada dua hari di akhir pekan. Jadi
terapi akan memakan waktu 4 sampai 6 minggu.
8