Ajeng sarinda yunia putri m0213003

PENGUKURAN FAKTOR WEDGE PADA PESAWAT TELETERAPI COBALT-60 :
PERKIRAAN DAN PEMODELAN DENGAN SOFTWARE MCNPX
Ajeng Sarinda Yunia Putri1, Suharyana1, Muhtarom2
1
Prodi Fisika , Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta 57126
2
Instalasi Radioterapi RSUD Dr. Moewardi, l. Kolonel Sutarto No. 132 Surakarta
e-mail : [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan geometri wedge yang menghasilkan isodosis
sudut 20° dan mengetahui nilai faktor transmisi wedge sudut 20°. Pada penelitian ini
digunakan software Monte Carlo N-Particle eXtended Version (MCNPX) untuk menghitung
laju dosis serap dari pesawat teleterapi 60Co. Sebelumnya dilakukan pengukuran faktor
wedge sudut 30° dan 60°, hasil simulasi dibandingkan dengan hasil pengukuran langsung.
Hasil simulasi memiliki kesalahan relatif 3,4 % dan 2,3 % terhadap dengan hasil
pengukuran langsung. Dapat dikatakan hasil simulasi mendekati hasil pengukuran langsung,
kemudian dilakukan simulasi untuk menentukan geometri wedge yang menghasilkan
isodosis sudut 20°. Setelah dilakukan simulasi didapatkan geometri wedge yang
menghasilkan isodosis sudut 20° yaitu panjangnya panjangnya 16 cm, lebarnya 15,3 cm,
tebalnya 0,83 cm, nilai sudut θ sebesar 3,1°. Faktor wedge sudut 20° sebesar 0,671.
Kata kunci : MCNPX, Faktor wedge, isodosis


ABSTRACT

This research purpose to determine the wedge geometry that produces 20 ° angular isodosis
and to know the value of wedge angle 20 °. In this study used Monte Carlo N-Particle
eXtended Version (MCNPX) software to calculate the absorbed dose rate of the 60Co
teletherapy machine. Previously measured angle wedge factor 30 ° and 60 °, the simulation
results compared with the results of experiment. The simulation result has a relative error of
3.4% and 2.3% against with the result of experiment. It can be said that the simulation result
approaches the direct experiment, then simulation to determine the wedge geometry that
produces 20 ° angle isodosis. After the simulation, the wedge geometry was obtained which
resulted in 20 ° angular is of 16 cm in length, 15.3 cm in width, 0.83 cm thick, θ of 3.1 °.
Wedge factor of 20 ° angle is 0.671.
Keywords : MCNPX, wedge factor, isodose

PENDAHULUAN
Kanker adalah

metode simulasi menggunakan software
suatu


penyakit

MCNPX.

dimana sel- sel membelah secara abnormal

Wedge merupakan bahan padat yang

tanpa kontrol dan mampu menyerang

memiliki daya

jaringan

Radioterapi

radiasi. Bahan yang biasanya digunakan

merupakan salah satu cara pengobatan


untuk filter wedge antara lain aluminium,

kanker

pengion

tembaga, kuningan, timbal dan cerrobend.

untuk mematikan sel kanker tersebut.

Sudut wedge ada 4 yaitu 15°, 30°, 45°,

sehat

lainnya.

menggunakan

Pesawat


radiasi

serap tinggi terhadap

60

Co digunakan untuk radioterapi

60°. Intensitas radiasi awal yang melewati

eksternal dengan sinar gamma sebagai

wedge akan berkurang karena proses

[1]

radiasi

pengionnya .


Cobalt-60

attenuasi bahan wedge. Dapat ditulis[1] :

mempunyai energi rata-rata 1,25 MeV,
dengan energi ini jaringan di bagian dalam
dapat diobati

.

= intensitas setelah melewati bahan

Radioterapi dikatakan efektif bila
dapat

Dimana :

[2]


membunuh

sel

kanker

= intensitas sebelum melewati bahan

secara

= koefisien serapan linear

maksimal namun hanya menimbulkan efek

= ketebalan bahan

samping yang minimal di jaringan sehat di
sekitar sel kanker. Pada kanker atau tumor
yang letaknya


di

dalam

tubuh

dan

memiliki kedalaman yang berbeda maka
digunakan

wedge

agar

mendapatkan

homogenitas dosis yang sama[1].
Saat ini, pada unit teleterapi


60

Co

Gambar 1.1. Bentuk filter wedge [1]

sudut isodosis wedge yang tersedia hanya

Kurva isodosis merupakan kurva yang

sudut 15°, 30°, 45°, dan 60°, padahal

menghubungkan nilai dosis yang sama di

kemiringan permukaan suatu organ tidak

setiap

selalu sama dengan sudut wedge yang ada


menghasilkan distribusi isodosis yang

tersebut. misalnya kanker serviks dan

miring dengan dosis yang lebih sedikit di

kanker otak kemiringan organnya 20°.

sisi yang tebal dan dosis lebih banyak di

Pada penelitian ini dicari geometri wedge

sisi yang tipis. Sudut wedge didefinisikan

yang menghasilkan isodosis sudut 20° dan

seperti yang dilihat pada Gambar 2., kurva

dicari faktor wedge sudut 20


isodosis ditunjukkan pada garis yang

dengan

titik

kedalaman

[3]

.

menghubungkan titik A ke titik A’.

Wedge

Gambar 2.1. Kurva Isodosis
Monte

Carlo


N-Partikel

(MCNP)

dikembangkan dan dikelola oleh Los
Pemakaian wedge dapat menurunkan dosis

Alamos

National

serap pada kedalaman. Faktor tramsmisi

adalah

kode

wedge (untuk sederhananya disebut faktor

internasional

wedge)

transportasi neutron dan sinar gamma

merupakan rasio dosis serap

Laboratory.

yang

MCNP

diakui

untuk

secara

menganalisis

penyinaran dengan menggunakan wedge

dengan

dan

tanpa

Program MCNPX akan merekam jejak

menggunakan wedge di sepanjang titik

partikel sejak partikel itu lahir sampai

dosis

serap

penyinaran
[3]

sumbu pusat berkas foton .

metode

Monte

Carlo

(MC).

partikel itu hilang diserap / keluar dari
sistem[4].

METODE PENELITIAN
Ada dua metode penelitian
digunakan

yaitu

metode

1. Menghitung
yang

pengukuran

laju

dosis

serap

penyinaran tanpa menggunakan
wedge :

langsung dan simulasi menggunakan

Detektor

software MCNPX. Pengukuran langsung

dihubungkan dengan elektrometer

mengacu

kemudian

Energy

pada

International

Agency

(IAEA)

Atomic

Technical

ionisasi

detektor

chamber

ionisasi

chamber diletakkan di dalam

Reports Series (TRS)-398.

phantom. dilakukan pengecekan

A. Pengukuran langsung

agar SSD = 80 cm, luas lapangan

10 cm x 10 cm. Dilakukan

penelitian

ini

sudut

perhitungan dosis serap pada

digunakan 30° dan 60°.

kedalaman menggunakan acuan

3. Menghitung faktor wedge :

wedge

TRS 398 dengan persamaaan :

(

(

)

) adalah laju dosis serap

pada kedalaman referensi

atau

kedalaman yang akan dihitung
(Gy/menit).

ialah faktor

kalibrasi dosis serap di dalam air
untuk berkas
Nilai

60

Co (Gy/digit).

dihitung

M

melalui

persamaa berikut :

adalah

laju

dosis

serap

penyinaran tanpa menggunakan
wedge dan

serap

adalah laju dosis

penyinaran

dengan

menggunakan wedge.
B. Pengukuran simulasi
Dilakukan

dengan

membuat

inputan program MCNPX dan
running program. Output yang

dihasilkan ialah laju dosis serap
Dengan

M

adalah

bacaan

dosimeter pada keadaan dibawah
kondisi

referensi,

M1

adalah

bacaan dosimeter yang belum
dikoreksi.

adalah

Faktor

koreksi kondisi ruangan,

dengan satuan Gy/s.
.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran

laju

dosis

serap

phantom dalam penelitian ini mangacu

pada TRS 398 yang dikeluarkan oleh

adalah faktor koreksi polaritas,

IAEA. Laju dosis pada kedalaman 5 cm di

dan

sumbu pusat (di poros tengah berkas sinar)

adalah faktor rekombinasi

ion.
2. Menghitung

dapat dilihat pada Tabel 3.1
laju

dosis

serap

Tabel 3.1. Hasil Pengukuran Langsung

penyinaran tanpa menggunakan

Laju Dosis Serap Pada Kedalaman 5 cm

wedge :

Pengukuran dosis serap dengan

Dw(zref)

Penyiraran
(

menggunakan wedge sama seperti

Gy/s)

halnya pengukuran dosis serap

Tanpa wedge

17,5

tanpa menggunakan wedge, hanya

Dengan wedge sudut 30°

9,925 ± 0,003

saja ditambahkan wedge di bawah

Dengan wedge sudut 60°

7,489 ± 0,004

kolimator. Jarak antara kolimator
dan wedge sebesar ± 1 cm. Pada

Wedge sudut 30° dan wedge sudut

mungkin dengan aslinya. Inputan geometri
60

60° terbuat terbuat dari Lead-Antimony

pesawat

Alloy. Karena terbuat dari bahan yang

phantom,dan detektor dapat dilihat secara

sama,

2-dimensi dan 3-dimensi melalui vised.

keduanya

memiliki

koefisien

attenuasi linear yang sama. Pemakaian

teleterapi

Co,

wedge,

Tampilan 2-dimensi dari simulasi :

wedge sudut 30° menurunkan dosis serap

radiasi sebesar 43,4 % di sumbu pusat.
Sedangkan wedge sudut 60° menurunkan
laju dosis serap radiasi sebesar 57,2 %.
Prinsip dari penggunaan wedge ialah
attenuasi berkas sinar radiasi. Attenuasi
adalah

pelemahan

atau

pengurangan

intensitas berkas radiasi ketika melewati
suatu bahan.
Faktor
langsung

wedge

hasil

masing-masing

pengukuran
sudut

dapat

Gambar 3.1 Tampilan 2D Simulasi
Penyinaran Radiasi Dengan Wedge

dilihat pada Tabel 3.2. di bawah ini.
Tabel 3.2. Nilai Faktor Wedge dari Hasil
Pengukuran Langsung

Setelah didapatkan laju dosis serap dari
hasil simulasi, dihitung besarnya

Faktor Wedge

Wedge

(

)

faktor

wedge dari hasil simulasi, dapat dilihat

pada Tabel 3.3.

sudut 30°

56,678 ± 0,025

sudut 60°

42,768 ± 0,028

Tabel 3.3. Faktor Wedge dari Hasil
Simulasi

Wedge sudut 60° mempunyai nilai faktor
wedge yang cukup kecil, hanya sebagian

intensitas

berkas

radiasi

yang

ditransmisikan setelah melewati wedge,

Faktor Wedge hasil
Wedge

simulasi (

)

sudut 30°

60,019 ± 0,106

sudut 60°

45,171 ± 0,121

sebagian besar lainnya diserap oleh bahan
wedge.

Pada

Kesalahan relatif dari faktor wedge sudut
pemodelan

ini

dilakukan

dengan pendekatan sedemikian rupa agar
geometri dan material penyusun semirip

30° dan sudut 60° cukup kecil, sehingga
dapat dikatakan hasil simulasi sudah
mendekati hasil pengukuran langsung.

Untuk menghasilkan sudut isodosis
sebesar

20°,

geometri

dan

KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang

dihitung laju dosis di beberapa titik pada

telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

sumbu x (sumbu yang tegak lurus dengan

hasil simulasi dari faktor wedge sudut 30°

arah berkas ) dan sumbu z (kedalaman

dan 60° mendekati hasil pengukuran

tertentu).

running

langsung. Selanjutnya dilakukan simulasi

sama,

untuk mendapatkan geometri wedge yang

disimulasikan

sedemikian

Setelah

didapatkan

wedge

rupa

dilakukan

nilai

dosis

yang

menghasilkan isodosis sudut 20°, yaitu

disajikan pada Tabel 3.4.

panjangnya panjangnya 16 cm, lebarnya

Tabel 3.4. laju dosis serap
posisi

posisi

laju dosis

detektor

detektor

serap

pada

pada

sumbu x

sumbu z

0

-5

6,492 ± 0,049

-2,7

-4

6,437 ± 0,050

15,3 cm, tebalnya 0,83 cm, nilai sudut θ
sebesar 3,1°. Faktor wedge sudut 20°
sebesar 0,671.

Gy/s

DAFTAR PUSTAKA
[1] Azam, M., Sofjan Firdausi, K., &
silvani,

S.

(2006).

Karakterisasi

sumbu Z atau
kedalaman (cm)

kurva isodosis
-3

-2.5

-2

-1.5

-1

0

-0.5

0

Cerrobend

“Wedge

Filter”

Teleterapi

60

Pada

Penentuan
Sebagai
Pesawat

Co. Berkala Fisika, 9(3),

131-135.

-2
S…

[2] Chang, D.S., Lasley, F.D., Das, I.J.,

-4

Mendonca, M.S., Dynlacht, J.R.
-6

sumbu x (cm)

(2014). Basic Radiotherapy Physics
and Biology. London: Springer.

Gambar 3.2 kurva isodosis
Dari gambar 4.3 besarnya sudut isodosis

[3] Khan, F.M. (2003). The Physics Of
Radiation

wedge / sudut wedge (α) dicari dengan

LIPPINCOTT

menggunakan arc tan α. Geometri wedge

WILKINS.

yang menghasilkan sudut 20,3° yaitu
panjangnya 16 cm, lebarnya 15,3 cm,
tebalnya 0,83 cm, nilai sudut θ sebesar
3,1°. Nilai faktor wedge sudut 20° sebesar
0,671.

USA:

Therapy.

WILLIAMS

&

[4] Shultis, J. K. & Faw, R.E. (2011). An
MCNP Primer . Manhattan : Kansas

State

University