SlideShare a Scribd company logo
1 of 21
Download to read offline
BAB II



                                     DASAR TEORI




2.1.   Sinar-X




       Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 10-9
       sampai 10-8 m (0,1-100 Å). Berarti sinar-X ini mempunyai panjang gelombang yang
       jauh lebih pendek daripada cahaya tampak, sehingga energinya lebih besar. Besar
       energinya dapat ditentukan dengan menggunakan hubungan:




                                                                                 (2.1)



       E = energi (Joule)
       h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s)
       c = kecepatan cahaya (3.108 m/detik)
       λ = panjang gelombang (m/ Å)


                 Gelombang elektromagnetik terdiri atas radio, inframerah, ultraviolet, sinar-
       X dan sinar gamma. Yang dibedakan atas panjang gelombang, besar energi dan
       frekuensinya seperti tampak pada gambar spektrum berikut:




                                                                  Universitas Sumatera Utara
Gambar 1. Spektrum Gelombang Elektromagnetik (Beiser, 2003).




2.2.   Sifat-Sifat Sinar-X


       Sinar-X mempunyai sifat umum seperti dibawah ini:
       1. Daya tembus
          Sinar-X dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang
          sangat besar. Semakin kecil panjang gelombang sinar-X, makin besar daya
          tembusnya.




                                                             Universitas Sumatera Utara
2. Pertebaran
          Apabila berkas Sinar-X melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas Sinar
          tersebut akan mengalami pertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi
          sekunder (radiasi hambur) pada bahan atau zat yang dilalui. Untuk mengurangi
          akibat radiasi hambur ini maka pada pesawat linac digunakan scattering foil.
       3. Penyerapan
          Sinar-X akan diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan
          bahan atau zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya makin
          besar penyerapannya.
       4. Efek Ionisasi
          Efek Ionisasi disebut juga efek primer dari Sinar-X yang apabila mengenai suatu
          bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi pada partikel-partikel atau zat yang
          dilaluinya.
       5. Efek biologi
          Sinar-X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek
          biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi (Sjahriar Rasad, dkk,
          2001).




2.3.   Besaran dan Satuan Radiasi


       2.3.1. Paparan radiasi (exposure)
              Paparan radiasi adalah kemampuan radiasi sinar-X atau gamma untuk
              menimbulkan ionisasi di udara dan digunakan untuk mendeskripsikan sifat
              emisi sinar-X atau sinar gamma dari sebuah sumber radiasi. Satuan ini
              mendeskripsikan keluaran radiasi dari sebuah sumber radiasi namun tidak
              mendeskripsikan energi yang diberikan pada sebuah objek yang disinari.
              Satuannya adalah roentgen atau R.
              1 Roentgen (R) = 2,58 x 10-4 Coulomb/Kg udara

              1 Roentgen (R) = 1,610 x 1012 pasangan ion/gr udara




                                                                               (2.2)



                                                                 Universitas Sumatera Utara
Dimana: ∆Q = Muatan listrik ion dalam udara (coulomb)

               ∆m = Massa (Kg)




2.3.2. Kecepatan pemaparan (exposure rate)
       Kecepatan pemaparan (ER) adalah besar pemaparan persatuan waktu. Satuan
       nya adalah R/jam


                                                                    (2.3)


       Dimana: ER = Kecepatan pemaparan (R/jam)
                ∆x = Pemaparan (R)
                ∆t = waktu lamanya pemaparan (Jam)




2.3.3. Dosis serap (absorbed dose)
       Banyaknya energi yang diserap bahan persatuan massa bahan tersebut. Satuan
       ini menggambarkan jumlah radiasi yang diterima oleh pasien. Satuannya
       adalah rad (Roentgen Absorbed Dose) dan gray (Gy).
       1 Gy = 1J/Kg = 100 rad
       1 cGy = 1 rad


                                                                     (2.4)


       Dimana: D       = Dosis serap (Gy)
                E      = Energi radiasi (Joule)
                m      = Massa bahan (Kg)




                                                       Universitas Sumatera Utara
2.3.4. Linear energy transfer (LET)
       Linear energy transfer adalah perbandingan energi rata-rata yang diberikan
       setempat pada materi oleh partikel bermuatan dengan energi tertentu yang
       melalui jarak.


                                                                           (2.5)


       Dimana: LET = linear energi transfer (erg/cm)
                 dE     = energi rata-rata yang diberikan setempat pada materi
                        oleh partikel bemuatan (erg)
                  dl = jarak (cm)




2.3.5. Dosis ekivalen (DE)
       Dosis ekivalen yang memperhitungkan efek radiasi sebagai akibat dari jenis
       radiasi yang berbeda. Digunakan untuk menggambarkan jumlah radiasi yang
       diterima oleh pekerja radiasi. Sejumlah energi serap yang sama dari berbagai
       macam radiasi akan menimbulkan efek yang berbeda. Karenanya untuk
       pengukuran digunakan terminologi RBE
       ( relative biological effectiveness) yang didefenisikan sebagai:




              Efek biologi suatu macam radiasi jadinya tergantung pada dosis serap
       dan RBE. Satuan radiologi yang baru didefenisikan ialah Rem (Roentge
       equivalent man). Sebagai dosis serap radiasi yang secara biologi ekivalen
       dengan dosis serap satu rad radiasi-x.


               DE(rem)=D(rad)xRBE                                         (2.6)


              Faktor RBE biasanya digunakan dalam bidang radiologi, sedang
       dalam bidang proteksi radiasi digunakan faktor-faktor      modifikasi, ialah
       QF (Quality factor) yang tergantung pada LET, dan DF (faktor distribusi),




                                                            Universitas Sumatera Utara
faktor efek biologi distribusi zat radioaktif yang non uniform didalam
      tubuh.


               DE = D.QF.DF                                                (2.7)


      Dimana: DE        = Dosis ekivalen (sv)
                 D      = Dosis serap radiasi (Gy)
                 QF     = Faktor kualitas
                 DF = Faktor distribusi
      1 Sv = 100 rem
      Berikut ini akan diperlihatkan harga-harga faktor kualitas untuk bermacam
      radiasi, yaitu:


                 Tabel 1. Harga faktor kualitas (QF) untuk bermacam radiasi
                                 (Roestan Roekmantara, 1978).
                                      Radiasi                              QF
      X, gamma, elektron dan β dengan            > 30 KeV                   1
      β dengan            > 30 KeV                                         1,7
      Neutron cepat dan proton dengan energi sampai 10 MeV                 10
      Partikel α dar i peluruhan radioaktif                                10
      Inti recoil berat                                                    20
      Neutron termik                                                        3
      Proton dengan energi ≈ 50 MeV                                        3,2




2.3.6. Hubungan antara Roetgen dan Rad
      Menurut Bragg Gray, energi radiasi di terima oleh materi sebesar :



      Energi yang diterima            .W.J                                 (2.8)




                                                            Universitas Sumatera Utara
Dimana:




             Bila diambil harga W diudara = 34 eV/pasang ion, maka didapat :
             D udara   = 0,877 X rad
             D         = dosis serap
             X         = pemaparan dalam satuan roentgen (Roestan Roekmantara, 1978).




2.4.   Interaksi radiasi dengan materi



       2.4.1. Absorpsi energi


             Pada saat berkas foton melewati medium, sebagian energi radiasi ditransfer
             pada medium. Dosis absorpsi yang menyatakan jumlah energi yang diserap per
             satuan massa jaringan merupakan besaran yang dipakai untuk memperkirakan
             efek biologi terhadap radiasi. Secara sederhana proses penyerapan energi
             radiasi sampai terjadinya efek biologi.


       2.4.2. Koefesien atenuasi


             Bila berkas foton melewati medium, sejumlah foton akan berinteraksi dengan
             medium dan keluar dari berkas, sedangkan sebagian lain kemungkinan tidak
             mengalami interaksi sama sekali. Akibatnya jumlah foton yang keluar dari
             medium berkurang. Penurunan intensitas (I) dari sinar-X sebanding dengan
             jarak (x) yang dilewatinya. Koefisien ateanuasi dinyatakan dengan µ.


                                                                               (2.9)

              Dimana: I = intensitas sinar-X
                       µ = koefisien atenuasi




                                                                Universitas Sumatera Utara
Integrasi memberikan:
                                                                        (2.10)


      Dimana:      = intensitas sinar-X yang diteruskan
                   = intensitas sinar-X yang datang



2.4.3. Efek fotolistrik


    Dalam proses fotolistrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron, sehingga
    elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar
    dari atom disebut fotoelektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi
    radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar.




            Gambar 2. Efek fotolistrik (Krane, 1992).


           Bila foton mengenai elektron dalam suatu orbit dalam atom seperti yang
    ditunjukkan pada gambar diatas, sebagian energi foton (Q) digunakan untuk
    mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai
    energi kinetiknya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut.


                  E = hf = Q + EK                                       (2.11)


      Dimana: E = energi (Joule)




                                                          Universitas Sumatera Utara
f = frekuensi (herzt)
               h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s)
               Q = energi ikat elektron (Joule)
               Ek = energi kinetik elektron (Joule)




2.4.3. Efek Compton


      Foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron
      << energi foton datang), seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:




                   Gambar 3. Penghamburan compton (Beiser, 2003).


            Dalam suatu tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka
      tidak mungkin semua energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika
      momentum dan energi dibuat kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan
      berasumsi bahwa reaksi semakin dimungkinkan. Jika hal itu memang benar,
      maka menurut hukum kekekalan semua energi foton diberikan kepada elektron
      dan didapatkan:


                                                                      (2.12)


      Menurut hukum kekekalan momentum, semua momentum foton (p) harus
      dipindahkan ke elektron, jika foton tersebut menghilang:




                                                         Universitas Sumatera Utara
(2.13)


              Dimana: E = energi (Joule)
                         m = massa (Kg)
                         c = Kecepatan cahaya (m/dtk)
                         p = momentum
                         ν = kecepatan elektron (m/dtk).


       2.4.5. Produksi pasangan


              Sebuah foton yang energinya lebih dari 1.02 MeV. Pada saat bergerak dekat
              dengan sebuah inti, secara spontan akan menghilang dan energinya akan
              muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron seperti yang digambarkan
              berikut:




              Gambar 4. Proses pembentukan pasangan, dimana foton berubah menjadi
                        energi positron dan elektron (Beiser, 2003)




2.5.   Interaksi elektron dengan zat


       Apabila sebuah elektron bergerak dalam suatu media maka kehilangan energinya
       disebabkan oleh dua hal, yaitu :
       1.     Ionisasi (apabila energi elektron rendah)




                                                               Universitas Sumatera Utara
Proses ionisasi seperti halnya pada partikel berat bermuatan, yakni tumbukan inelastik
       antara elektron datang dengan elektron-elektron atom-atom media.
       2.     Radiasi (bremmstrahlung : apabila energi elektron tinggi)
       Kehilangan energi karena radiasi hanya terjadi apabila energi elektron datang tinggi .
       Hubungan antara kehilangan energi oleh ionisasi dan radiasi dapat dituliskan sebagai
       berikut:



                                                                                 (2.14)



       Dimana: E = energi (Joule)
                     Z = Nomor atom (Roestan Roekmantara, 1978) .




2.6.   Radioterapi



       Sejarah radioterapi dimulai sejak tahun 1920 oleh Regaud dengan kawan-kawan yang
       menemukan pada hewan-hewan percobaan, bahwa spermatogenesis dapat dihentikan
       secara permanen dengan pemberian radiasi di mana dosis yang diberikan merupakan
       fraksi-fraksi. Sedangkan pemberian dosis tunggal gagal untuk menghasilkan efek-
       biologik yang sama, dan kerusakan pada jaringan sehat yang ditimbulkannya adalah
       lebih parah. Regaud dan Henri Coutard menerapkan teknik fraksionasi-dosis ini pada
       pengobatan kanker dengan radiasi. Mula-mula mereka melakukannya pada kanker
       mulut rahim dan tumor-tumor leher-kepala. Tidak lama kemudian mereka melaporkan
       hasil-hasil pengobatan mereka lengkap dengan data-datanya. Setelah itu teknik radiasi
       dengan fraksinasi-dosis ini diterima secara universal sampai saat ini.



              Radioterapi adalah pengobatan dengan memberikan dosis radiasi yang terukur
       terhadap penyakit seperti tumor atau kanker. Perkembangan teknologi di dunia
       kedokteran tidak dapat dipungkiri telah membantu penderita penyakit untuk sembuh
       dari sakit yang dideritanya dan meningkatkan kualitas hidup penderita tersebut. Salah
       satu perkembangan teknologi yang sedang diperhatikan dan terus diikuti oleh




                                                                   Universitas Sumatera Utara
kalangan praktisi dunia kedokteran adalah kemajuan di bidang yang berkaitan dengan
       perang terhadap penyakit yang digolongkan sebagai penyakit mematikan yaitu tumor
       atau kanker. Metode penanganan kanker yang sarat dengan teknologi canggih yang
       sedang dan terus berkembang secara pesat adalah radioterapi. Radioterapi atau juga
       dikenal dengan istilah terapi radiasi, yang menggunakan radiasi untuk mematikan sel-
       sel kanker atau melukai sel-sel tersebut sehingga tidak dapat membelah atau
       memperbanyak diri. Radioterapi dapat digunakan untuk meradiasi kanker primer dan
       gejala-gejala yang diakibatkan oleh kanker yang telah meluas yang disebut dengan
       metastasis (Suhartono, 1990).




       2.6.1. Tujuan radioterapi
              Secara umum tujuan radioterapi terbagi menjadi 2, yakni:


              1. Kuratif
                  Secara langsung mencegah kambuh lokal dan regional, dan secara tidak
                  langsung mencegah terjadinya metastasis jauh. Mengecilkan tumor agar
                  meningkatkan operabililitas. Dilakukan dengan cara meradiasi tumor dan
                  jaringan normal sekitarnya sampai pada batas maksimum yang dapat
                  ditoleransi.
              2. Paliatif
                  Tujuannya untuk menghilangkan atau mengurangi nyeri, mengecilkan
                  tumor atau tukak,      mengatasi pendarahan,     menghilangkan gejala
                  neurologik akibat metastasis sehingga dapat meningkatkan kualitas hidup
                  pasien. Dilakukan dengan cara mengurangi efek samping yang akut.
                  Karena biasanya pasien memiliki angka harapan hidup yang tidak lama
                  maka efek samping jangka panjang tidak terlalu diperhatikan (R. Susworo,
                  2007).




2.7.   Pesawat Pemercepat Elektron


       Dengan kemajuan teknologi fisika radioterapi pada saat ini, tujuan tersebut dapat
       dicapai dengan beberapa cara. Salah satunya dengan menggunakan pesawat-pesawat



                                                                Universitas Sumatera Utara
yang menghasilkan radiasi pengion energi tinggi, sehingga bisa memberikan dosis
radiasi yang besar untuk didistribusikan ke jaringan kanker dan menurunkan efek
terhadap jaringan sehat. Akselerator linier medik termasuk pesawat yang
menghasilkan radiasi pengion energi tinggi dalam orde megavoltage. Pesawat
akselerator linier medik dapat menghasilkan berkas elektron atau berkas foton (sinar-
x).




      Gambar 5. Rangkaian pesawat linear accelerator (Gunilla, 1996)
2.7.1. Cara Kerja Pesawat linier akselerator (linac)



       Pesawat linier akselerator dapat menghasilkan berkas elektron dan berkas
       foton energi tinggi. Tingkat energi tersebut dihasilkan melalui proses
       percepatan elektron secara linier di dalam tabung pemandu gelombang
       pemercepat (accelerating waveguide) yang hampa. Tabung ini merupakan
       tabung penghantar, terdiri dari susunan sel-sel berupa rongga-rongga yang
       terbuat dari tembaga. Ke dalam tabung disalurkan gelombang mikro yg
       dibangkitkan oleh magnetron/klystron dengan panjang gelombang 10 cm dan
       frekwensinya sesuai dengan frekuensi resonansi tabung (3000MHz).



                                                          Universitas Sumatera Utara
Gelombang mikro disalurkan melalui sirkulator dan tabung pemandu
gelombang pemercepat elektron. Ada 2 jenis pemandu gelombang yaitu:
travelling dan standing waveguide. Bila daya frekuensi gelombang mikro
melintasi rongga-rongga sel dari pemercepat mengakibatkan terjadi medan
elektromagnetik di dalam tabung pemercepat dan terjadi kuat medan listrik
dinamis yang mengakibatkan setiap sel berubah-ubah periodenya sesuai
perubahan amplitudo gelombang mikro. Hal ini akan mengakibatkan setiap sel
berubah-ubah pula muatannya. Perubahan periode muatan listrik tersebut
dimanfaatkan untuk pemercepat lintasan elektron.




              Gambar 6. Skema linier akselerator (Khan, 1994)

       Elektron dihasilkan oleh elektron gun yang berupa tabung trioda,
kemudian ditembakkan dengan energi awal 15 KeV secara sinkron. Kecepatan
elektron tersebut secara berantai dipacu lintasannya dari satu sel ke sel
berikutnya sampai energi elektron tersebut sesuai dengan energi yang
dikehendaki. Semakin besar energi yang dihasilkan, semakin banyak jumlah
rongga dan semakin bertambah panjang tabung pemercepat. Elektron dengan
energi sedikit lebih tinggi atau lebih rendah dari yang dikehendaki akan
dibelokkan sedemikian rupa sehingga energi dan lintasannya dapat sesuai
dengan yang dikehendaki dan elektron dengan penyimpangan energi agak
besar akan dieleminir oleh sebuah filter. Dengan demikian dapat dicapai
pemfokusan berkas elektron yang sangat baik dengan energi yang
monokromatik. Bila dikehendaki pemakaian elektron, maka elektron energi
tinggi tersebut dapat digunakan secara langsung. Elektron yang dihasilkan



                                                   Universitas Sumatera Utara
oleh pemercepat merupakan berkas pensil (2 - 3 cm diameter), maka untuk
mendapatkan distribusi dosis yang rata pada daerah penyinaran, elektron-
elektron tersebut perlu dilewatkan pada lapisan penghambur (scattering foil).
Bila dikehendaki adalah sinar-X, maka elektron-elektron berenergi tinggi
tersebut ditumbukkan ke bidang target penerus (transmision target). Hasil
pembangkitan sinar-X mempunyai intensitas yang tinggi pada arah sumbu
target. Sinar-X yang dihasilkan dilewatkan pada penyaring (flattening filter)
dengan tujuan agar profil sinar -X rata. (Khan, 2003). Proses keluaran sinar-X
dan elektron dapat ditunjukkan pada gambar berikut:




       Gambar 7. A: Berkas sinar-X, B: Berkas elektron (Khan, 2003)




                                                   Universitas Sumatera Utara
2.8.   Distribusi Dosis Kedalaman


       Penyinaran dilakukan pada pasien atau phantom, dosis yang diserap akan bervariasi
       sesuai dengan kedalaman. Variasi ini bergantung pada banyaknya kondisi seperti:
       sinar, kedalaman, luas lapangan, jarak dari sumber dan sistem kolimasi sinar.
       Demikian juga kalkulasi dosis pada pasien melibatkan pertimbangan dalam perhatian
       parameter-parameter dan efek-efek lain pada distribusi dosis kedalaman (Khan, 2003).




2.9.   Persentase Dosis kedalaman


       Persentase dosis kedalaman adalah dosis serap yang diberikan pada kedalaman utama
       sebagai persentase dari dosis serap pada kedalaman penunjuk pada daerah sumbu
       utama (Gunilla, 1996).


              Salah satu ciri dari karakteristik distribusi dosis pada daerah sumbu utama
       adalah untuk menormaliasikan dosis pada kedalaman dengan pengaruh kedalaman
       penunjuk. Banyaknya persentase dosis dosis kedalaman dapat ditentukan yaitu dosis
       serap pada kedalaman terbesar d ke dosis serap pada kedalaman penunjuk tetap do,
       selama penyinaran pada sumbu utama (seperti tampak pada gambar 5). persentase
       dosis kedalaman (PDD) dapat dirumuskan sebagai berikut:



                                                                             (2.15)




       Dimana:         = Dosis serap pada titik d

                       = Dosis serap pada titik maksimum




                                                                 Universitas Sumatera Utara
Gambar 8. Perbandingan persentase dosis pada titik Dd0 maksimum
                   dan titik Dd (Khan, 1994).



       Persentase dosis kedalaman dipengaruhi oleh energi, luas lapangan, SSD dan
komposisi medium yang diradiasi. Tentu saja persentase dosis kedalaman pun
berubah-ubah dengan kedalaman yang berbeda (Gunilla, 1996).




       Dalam praktek kliniknya, puncak dosis serap pada sumbu utama disebut juga
dosis maksimum. Dosis maksimum dari dosis yang diberikan atau dapat dirumuskan
sebagai berikut:

                                                                   (2.16)




                                                       Universitas Sumatera Utara
Gambar 9. Grafik PDD luas lapangan penyinaran 10X10 cm dari energi sinar
                    yang berbeda, yang direncanakan sebagai fungsi kedalaman di
                    dalam air (Gunilla, 1996).




       Jarak antara pemukaan sampai dengan titik dengan dosis maksimum disebut
kedalaman build-up atau sering juga disebut kedalaman maksimum. Kedalaman
build-up dipengaruhi oleh lapangan radiasi dan energi radiasi. Sifat build-up pada
berkas foton energi tinggi memiliki keuntungan dalam radioterapi dimana dosis kulit
relatif rendah, sehingga reaksi kulit pasien juga rendah. Efek demikian disebut skin
sparing (Leung, 1990).


       Karakteristik build-up ditemukan pada semua berkas foton. Perbedaan kualitas
sinar ditandai oleh karakteristik build-up mereka, tipikal nilai-nilai ini dapat
ditunjukkan pada tabel berikut:




                                                              Universitas Sumatera Utara
Tabel 2. Kedalaman build-up untuk berbagai variasi berkas foton (Leung,1990)
            Photon Beam           Max. Energy            Mean Energy         Buid-up Depth
               100 KV               100 KeV                33 KeV                App. 0
               250 KV               250 KeV                80 KeV               0.2 mm
               Cs-137               660 KeV               660 KeV               1.5 mm
               Co-60               1.33 MeV               1.25 MeV               5 mm
                6 MV                 6MeV                  2 MeV                 1.5 cm
               10 MV                10 MeV                3.3 MeV                2.0 cm
               25 MV                25 MeV                 7 MeV                 4.0 cm




2.10.     Profil Dosis


         Profil bisa juga dikatakan sebagai kurva yang menunjukkan bentuk muka sinar pada
         sumbu horizontal yang tegak lurus dari arah datangnya sinar. Profil berkas radiasi
         merupakan intensitas relatif pada bidang tegak lurus sumbu berkas. Profil berkas
         radiasi yang menggambarkan pengukuran relatif akan sangat bervariasi sesuai dengan
         kedalaman.


                Profil dosis memperlihatkan dosis relatif pada suatu daerah atau sebuah
         perencanaan perlakuan yang terdiri dari bermacam-macam penyinaran. Variasi dosis
         pada sebuah daerah yang diberikan kedalaman dapat ditentukan dari kesesuaian kurva
         isodosis dan adalah lebih baik lagi digambarkan oleh profil dosis seperti yang
         diperlihatkan gambar berikut (Gunilla, 1996).




                                                                    Universitas Sumatera Utara
Gambar 10. Profil dosis sebuh daerah pada Dmax, kedalaman 10 cm, dan kedalaman
           20 cm. Dosis dinormalisasikan ke 100% dalam sumbu utama pada
           Dmax. Sinar diarahkan pada kedalaman yang terdalam kemudian pada
           Dmax (Gunilla, 1996).




                                                     Universitas Sumatera Utara
2.11. Kurva isodosis


      Kurva isodosis adalah kurva yang menghubungkan dosis-dosis yang sama untuk
      kedalaman tertentu di bawah kulit. Kurva ini didapatkan dengan mengalikan PDD
      dengan profil sinar. Pembuatan kurva isodosis berfungsi untuk melihat seberapa besar
      dosis radiasi yang akan diterima pada target volume maupun organ kritis yang berada
      disekelilingnya (Khan, 2003). Adapun contoh kurva isodosis dapat ditunjukkan pada
      gambar berikut:




          Gambar 11. Kurva isodosis untuk sinar-X 10 MV, SSD 100 cm dan luas
                        lapangan penyinaran (10 x 10)     (R. Susworo, 2007).




                                                               Universitas Sumatera Utara

More Related Content

What's hot (20)

rpp-radiasi-benda-hitam
rpp-radiasi-benda-hitamrpp-radiasi-benda-hitam
rpp-radiasi-benda-hitam
 
Inti atom dan radioaktivitas
Inti atom dan radioaktivitasInti atom dan radioaktivitas
Inti atom dan radioaktivitas
 
Fisika inti dan radioaktif
Fisika inti dan radioaktifFisika inti dan radioaktif
Fisika inti dan radioaktif
 
Fisika inti dan radioaktivitas
Fisika  inti  dan  radioaktivitasFisika  inti  dan  radioaktivitas
Fisika inti dan radioaktivitas
 
Dualisme Gelombang Partikel
Dualisme Gelombang PartikelDualisme Gelombang Partikel
Dualisme Gelombang Partikel
 
Teori atom dan Radioaktivitas
Teori atom dan RadioaktivitasTeori atom dan Radioaktivitas
Teori atom dan Radioaktivitas
 
Inti atom dan radioaktivitas
Inti atom dan radioaktivitasInti atom dan radioaktivitas
Inti atom dan radioaktivitas
 
Bab 3 cahaya KELAS XII
Bab 3 cahaya KELAS XII Bab 3 cahaya KELAS XII
Bab 3 cahaya KELAS XII
 
Dualisme gelombang-partikel
Dualisme gelombang-partikelDualisme gelombang-partikel
Dualisme gelombang-partikel
 
Bab iv-dualisme-gelombang-partikel
Bab iv-dualisme-gelombang-partikelBab iv-dualisme-gelombang-partikel
Bab iv-dualisme-gelombang-partikel
 
Fisika Inti dan Radioaktivitas
Fisika Inti dan RadioaktivitasFisika Inti dan Radioaktivitas
Fisika Inti dan Radioaktivitas
 
Radiasi benda hitam xii ipa 2
Radiasi benda hitam xii ipa 2Radiasi benda hitam xii ipa 2
Radiasi benda hitam xii ipa 2
 
Radiasi benda hitam
Radiasi benda hitamRadiasi benda hitam
Radiasi benda hitam
 
Ppt.radiasi benda hitam
Ppt.radiasi benda hitamPpt.radiasi benda hitam
Ppt.radiasi benda hitam
 
Reaksi inti
Reaksi intiReaksi inti
Reaksi inti
 
proteksi radiasi
proteksi radiasiproteksi radiasi
proteksi radiasi
 
Radiasi benda hita (fisdas ii)
Radiasi benda hita (fisdas ii)Radiasi benda hita (fisdas ii)
Radiasi benda hita (fisdas ii)
 
Fisika inti kelompok 8
Fisika inti kelompok 8Fisika inti kelompok 8
Fisika inti kelompok 8
 
Ppt Aplikasi Radiasi Benda Hitam
Ppt Aplikasi Radiasi Benda HitamPpt Aplikasi Radiasi Benda Hitam
Ppt Aplikasi Radiasi Benda Hitam
 
Fisika modern
Fisika modernFisika modern
Fisika modern
 

Similar to Sinar-X

Optical instrumentation system
Optical instrumentation systemOptical instrumentation system
Optical instrumentation systemayu bekti
 
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdf
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdfinteraksi-radiasi-dengan-materi.pdf
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdfIrfanNurhasan2
 
Sifat optik material (callister chapter 21)
Sifat optik material (callister chapter 21)Sifat optik material (callister chapter 21)
Sifat optik material (callister chapter 21)Dionisius Kristanto
 
2.difraksi sinar x
2.difraksi sinar x2.difraksi sinar x
2.difraksi sinar xIrfan Rifa'i
 
Sifat Optik dan Termal Material
Sifat Optik dan Termal MaterialSifat Optik dan Termal Material
Sifat Optik dan Termal MaterialVincent Cahya
 
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planck
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planckLaporan Resmi Percobaan Konstanta planck
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planckLatifatul Hidayah
 
Analisis spektrometri
Analisis spektrometriAnalisis spektrometri
Analisis spektrometriNozha Diszha
 
Fisika kuantum part 1
Fisika kuantum part 1 Fisika kuantum part 1
Fisika kuantum part 1 radar radius
 
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxKULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxRiyanUge
 
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxKULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxC21AmaliaRamadhani
 
Struktur Atom Presentation
Struktur Atom PresentationStruktur Atom Presentation
Struktur Atom Presentationhafizona
 
Radiasi Gelombang Elektromagnetik
Radiasi Gelombang ElektromagnetikRadiasi Gelombang Elektromagnetik
Radiasi Gelombang ElektromagnetikYusrizal Azmi
 

Similar to Sinar-X (20)

Dosimetri:: Satuan Radiasi
Dosimetri:: Satuan RadiasiDosimetri:: Satuan Radiasi
Dosimetri:: Satuan Radiasi
 
Optical instrumentation system
Optical instrumentation systemOptical instrumentation system
Optical instrumentation system
 
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdf
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdfinteraksi-radiasi-dengan-materi.pdf
interaksi-radiasi-dengan-materi.pdf
 
Sifat optik material (callister chapter 21)
Sifat optik material (callister chapter 21)Sifat optik material (callister chapter 21)
Sifat optik material (callister chapter 21)
 
2.difraksi sinar x
2.difraksi sinar x2.difraksi sinar x
2.difraksi sinar x
 
Bab7
Bab7Bab7
Bab7
 
Sifat Optik dan Termal Material
Sifat Optik dan Termal MaterialSifat Optik dan Termal Material
Sifat Optik dan Termal Material
 
Fisika kuantum
Fisika kuantumFisika kuantum
Fisika kuantum
 
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planck
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planckLaporan Resmi Percobaan Konstanta planck
Laporan Resmi Percobaan Konstanta planck
 
Analisis spektrometri
Analisis spektrometriAnalisis spektrometri
Analisis spektrometri
 
Fisika kuantum part 1
Fisika kuantum part 1 Fisika kuantum part 1
Fisika kuantum part 1
 
Spektroskopi (pendahuluan)
Spektroskopi (pendahuluan)Spektroskopi (pendahuluan)
Spektroskopi (pendahuluan)
 
Radioaktif
RadioaktifRadioaktif
Radioaktif
 
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxKULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
 
Radioaktivitas
RadioaktivitasRadioaktivitas
Radioaktivitas
 
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptxKULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
KULIAH 4_ KESTABILAN_INTI_DAN_SATUAN_RADIOAKTIFITAS.pptx
 
Fisika Inti 12 IPA 1
Fisika Inti 12 IPA 1Fisika Inti 12 IPA 1
Fisika Inti 12 IPA 1
 
Spectrofotometer
SpectrofotometerSpectrofotometer
Spectrofotometer
 
Struktur Atom Presentation
Struktur Atom PresentationStruktur Atom Presentation
Struktur Atom Presentation
 
Radiasi Gelombang Elektromagnetik
Radiasi Gelombang ElektromagnetikRadiasi Gelombang Elektromagnetik
Radiasi Gelombang Elektromagnetik
 

Sinar-X

  • 1. BAB II DASAR TEORI 2.1. Sinar-X Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 10-9 sampai 10-8 m (0,1-100 Å). Berarti sinar-X ini mempunyai panjang gelombang yang jauh lebih pendek daripada cahaya tampak, sehingga energinya lebih besar. Besar energinya dapat ditentukan dengan menggunakan hubungan: (2.1) E = energi (Joule) h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s) c = kecepatan cahaya (3.108 m/detik) λ = panjang gelombang (m/ Å) Gelombang elektromagnetik terdiri atas radio, inframerah, ultraviolet, sinar- X dan sinar gamma. Yang dibedakan atas panjang gelombang, besar energi dan frekuensinya seperti tampak pada gambar spektrum berikut: Universitas Sumatera Utara
  • 2. Gambar 1. Spektrum Gelombang Elektromagnetik (Beiser, 2003). 2.2. Sifat-Sifat Sinar-X Sinar-X mempunyai sifat umum seperti dibawah ini: 1. Daya tembus Sinar-X dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang sangat besar. Semakin kecil panjang gelombang sinar-X, makin besar daya tembusnya. Universitas Sumatera Utara
  • 3. 2. Pertebaran Apabila berkas Sinar-X melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas Sinar tersebut akan mengalami pertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi sekunder (radiasi hambur) pada bahan atau zat yang dilalui. Untuk mengurangi akibat radiasi hambur ini maka pada pesawat linac digunakan scattering foil. 3. Penyerapan Sinar-X akan diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya makin besar penyerapannya. 4. Efek Ionisasi Efek Ionisasi disebut juga efek primer dari Sinar-X yang apabila mengenai suatu bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi pada partikel-partikel atau zat yang dilaluinya. 5. Efek biologi Sinar-X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi (Sjahriar Rasad, dkk, 2001). 2.3. Besaran dan Satuan Radiasi 2.3.1. Paparan radiasi (exposure) Paparan radiasi adalah kemampuan radiasi sinar-X atau gamma untuk menimbulkan ionisasi di udara dan digunakan untuk mendeskripsikan sifat emisi sinar-X atau sinar gamma dari sebuah sumber radiasi. Satuan ini mendeskripsikan keluaran radiasi dari sebuah sumber radiasi namun tidak mendeskripsikan energi yang diberikan pada sebuah objek yang disinari. Satuannya adalah roentgen atau R. 1 Roentgen (R) = 2,58 x 10-4 Coulomb/Kg udara 1 Roentgen (R) = 1,610 x 1012 pasangan ion/gr udara (2.2) Universitas Sumatera Utara
  • 4. Dimana: ∆Q = Muatan listrik ion dalam udara (coulomb) ∆m = Massa (Kg) 2.3.2. Kecepatan pemaparan (exposure rate) Kecepatan pemaparan (ER) adalah besar pemaparan persatuan waktu. Satuan nya adalah R/jam (2.3) Dimana: ER = Kecepatan pemaparan (R/jam) ∆x = Pemaparan (R) ∆t = waktu lamanya pemaparan (Jam) 2.3.3. Dosis serap (absorbed dose) Banyaknya energi yang diserap bahan persatuan massa bahan tersebut. Satuan ini menggambarkan jumlah radiasi yang diterima oleh pasien. Satuannya adalah rad (Roentgen Absorbed Dose) dan gray (Gy). 1 Gy = 1J/Kg = 100 rad 1 cGy = 1 rad (2.4) Dimana: D = Dosis serap (Gy) E = Energi radiasi (Joule) m = Massa bahan (Kg) Universitas Sumatera Utara
  • 5. 2.3.4. Linear energy transfer (LET) Linear energy transfer adalah perbandingan energi rata-rata yang diberikan setempat pada materi oleh partikel bermuatan dengan energi tertentu yang melalui jarak. (2.5) Dimana: LET = linear energi transfer (erg/cm) dE = energi rata-rata yang diberikan setempat pada materi oleh partikel bemuatan (erg) dl = jarak (cm) 2.3.5. Dosis ekivalen (DE) Dosis ekivalen yang memperhitungkan efek radiasi sebagai akibat dari jenis radiasi yang berbeda. Digunakan untuk menggambarkan jumlah radiasi yang diterima oleh pekerja radiasi. Sejumlah energi serap yang sama dari berbagai macam radiasi akan menimbulkan efek yang berbeda. Karenanya untuk pengukuran digunakan terminologi RBE ( relative biological effectiveness) yang didefenisikan sebagai: Efek biologi suatu macam radiasi jadinya tergantung pada dosis serap dan RBE. Satuan radiologi yang baru didefenisikan ialah Rem (Roentge equivalent man). Sebagai dosis serap radiasi yang secara biologi ekivalen dengan dosis serap satu rad radiasi-x. DE(rem)=D(rad)xRBE (2.6) Faktor RBE biasanya digunakan dalam bidang radiologi, sedang dalam bidang proteksi radiasi digunakan faktor-faktor modifikasi, ialah QF (Quality factor) yang tergantung pada LET, dan DF (faktor distribusi), Universitas Sumatera Utara
  • 6. faktor efek biologi distribusi zat radioaktif yang non uniform didalam tubuh. DE = D.QF.DF (2.7) Dimana: DE = Dosis ekivalen (sv) D = Dosis serap radiasi (Gy) QF = Faktor kualitas DF = Faktor distribusi 1 Sv = 100 rem Berikut ini akan diperlihatkan harga-harga faktor kualitas untuk bermacam radiasi, yaitu: Tabel 1. Harga faktor kualitas (QF) untuk bermacam radiasi (Roestan Roekmantara, 1978). Radiasi QF X, gamma, elektron dan β dengan > 30 KeV 1 β dengan > 30 KeV 1,7 Neutron cepat dan proton dengan energi sampai 10 MeV 10 Partikel α dar i peluruhan radioaktif 10 Inti recoil berat 20 Neutron termik 3 Proton dengan energi ≈ 50 MeV 3,2 2.3.6. Hubungan antara Roetgen dan Rad Menurut Bragg Gray, energi radiasi di terima oleh materi sebesar : Energi yang diterima .W.J (2.8) Universitas Sumatera Utara
  • 7. Dimana: Bila diambil harga W diudara = 34 eV/pasang ion, maka didapat : D udara = 0,877 X rad D = dosis serap X = pemaparan dalam satuan roentgen (Roestan Roekmantara, 1978). 2.4. Interaksi radiasi dengan materi 2.4.1. Absorpsi energi Pada saat berkas foton melewati medium, sebagian energi radiasi ditransfer pada medium. Dosis absorpsi yang menyatakan jumlah energi yang diserap per satuan massa jaringan merupakan besaran yang dipakai untuk memperkirakan efek biologi terhadap radiasi. Secara sederhana proses penyerapan energi radiasi sampai terjadinya efek biologi. 2.4.2. Koefesien atenuasi Bila berkas foton melewati medium, sejumlah foton akan berinteraksi dengan medium dan keluar dari berkas, sedangkan sebagian lain kemungkinan tidak mengalami interaksi sama sekali. Akibatnya jumlah foton yang keluar dari medium berkurang. Penurunan intensitas (I) dari sinar-X sebanding dengan jarak (x) yang dilewatinya. Koefisien ateanuasi dinyatakan dengan µ. (2.9) Dimana: I = intensitas sinar-X µ = koefisien atenuasi Universitas Sumatera Utara
  • 8. Integrasi memberikan: (2.10) Dimana: = intensitas sinar-X yang diteruskan = intensitas sinar-X yang datang 2.4.3. Efek fotolistrik Dalam proses fotolistrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron, sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar dari atom disebut fotoelektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar. Gambar 2. Efek fotolistrik (Krane, 1992). Bila foton mengenai elektron dalam suatu orbit dalam atom seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas, sebagian energi foton (Q) digunakan untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai energi kinetiknya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut. E = hf = Q + EK (2.11) Dimana: E = energi (Joule) Universitas Sumatera Utara
  • 9. f = frekuensi (herzt) h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s) Q = energi ikat elektron (Joule) Ek = energi kinetik elektron (Joule) 2.4.3. Efek Compton Foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron << energi foton datang), seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini: Gambar 3. Penghamburan compton (Beiser, 2003). Dalam suatu tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka tidak mungkin semua energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika momentum dan energi dibuat kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan berasumsi bahwa reaksi semakin dimungkinkan. Jika hal itu memang benar, maka menurut hukum kekekalan semua energi foton diberikan kepada elektron dan didapatkan: (2.12) Menurut hukum kekekalan momentum, semua momentum foton (p) harus dipindahkan ke elektron, jika foton tersebut menghilang: Universitas Sumatera Utara
  • 10. (2.13) Dimana: E = energi (Joule) m = massa (Kg) c = Kecepatan cahaya (m/dtk) p = momentum ν = kecepatan elektron (m/dtk). 2.4.5. Produksi pasangan Sebuah foton yang energinya lebih dari 1.02 MeV. Pada saat bergerak dekat dengan sebuah inti, secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron seperti yang digambarkan berikut: Gambar 4. Proses pembentukan pasangan, dimana foton berubah menjadi energi positron dan elektron (Beiser, 2003) 2.5. Interaksi elektron dengan zat Apabila sebuah elektron bergerak dalam suatu media maka kehilangan energinya disebabkan oleh dua hal, yaitu : 1. Ionisasi (apabila energi elektron rendah) Universitas Sumatera Utara
  • 11. Proses ionisasi seperti halnya pada partikel berat bermuatan, yakni tumbukan inelastik antara elektron datang dengan elektron-elektron atom-atom media. 2. Radiasi (bremmstrahlung : apabila energi elektron tinggi) Kehilangan energi karena radiasi hanya terjadi apabila energi elektron datang tinggi . Hubungan antara kehilangan energi oleh ionisasi dan radiasi dapat dituliskan sebagai berikut: (2.14) Dimana: E = energi (Joule) Z = Nomor atom (Roestan Roekmantara, 1978) . 2.6. Radioterapi Sejarah radioterapi dimulai sejak tahun 1920 oleh Regaud dengan kawan-kawan yang menemukan pada hewan-hewan percobaan, bahwa spermatogenesis dapat dihentikan secara permanen dengan pemberian radiasi di mana dosis yang diberikan merupakan fraksi-fraksi. Sedangkan pemberian dosis tunggal gagal untuk menghasilkan efek- biologik yang sama, dan kerusakan pada jaringan sehat yang ditimbulkannya adalah lebih parah. Regaud dan Henri Coutard menerapkan teknik fraksionasi-dosis ini pada pengobatan kanker dengan radiasi. Mula-mula mereka melakukannya pada kanker mulut rahim dan tumor-tumor leher-kepala. Tidak lama kemudian mereka melaporkan hasil-hasil pengobatan mereka lengkap dengan data-datanya. Setelah itu teknik radiasi dengan fraksinasi-dosis ini diterima secara universal sampai saat ini. Radioterapi adalah pengobatan dengan memberikan dosis radiasi yang terukur terhadap penyakit seperti tumor atau kanker. Perkembangan teknologi di dunia kedokteran tidak dapat dipungkiri telah membantu penderita penyakit untuk sembuh dari sakit yang dideritanya dan meningkatkan kualitas hidup penderita tersebut. Salah satu perkembangan teknologi yang sedang diperhatikan dan terus diikuti oleh Universitas Sumatera Utara
  • 12. kalangan praktisi dunia kedokteran adalah kemajuan di bidang yang berkaitan dengan perang terhadap penyakit yang digolongkan sebagai penyakit mematikan yaitu tumor atau kanker. Metode penanganan kanker yang sarat dengan teknologi canggih yang sedang dan terus berkembang secara pesat adalah radioterapi. Radioterapi atau juga dikenal dengan istilah terapi radiasi, yang menggunakan radiasi untuk mematikan sel- sel kanker atau melukai sel-sel tersebut sehingga tidak dapat membelah atau memperbanyak diri. Radioterapi dapat digunakan untuk meradiasi kanker primer dan gejala-gejala yang diakibatkan oleh kanker yang telah meluas yang disebut dengan metastasis (Suhartono, 1990). 2.6.1. Tujuan radioterapi Secara umum tujuan radioterapi terbagi menjadi 2, yakni: 1. Kuratif Secara langsung mencegah kambuh lokal dan regional, dan secara tidak langsung mencegah terjadinya metastasis jauh. Mengecilkan tumor agar meningkatkan operabililitas. Dilakukan dengan cara meradiasi tumor dan jaringan normal sekitarnya sampai pada batas maksimum yang dapat ditoleransi. 2. Paliatif Tujuannya untuk menghilangkan atau mengurangi nyeri, mengecilkan tumor atau tukak, mengatasi pendarahan, menghilangkan gejala neurologik akibat metastasis sehingga dapat meningkatkan kualitas hidup pasien. Dilakukan dengan cara mengurangi efek samping yang akut. Karena biasanya pasien memiliki angka harapan hidup yang tidak lama maka efek samping jangka panjang tidak terlalu diperhatikan (R. Susworo, 2007). 2.7. Pesawat Pemercepat Elektron Dengan kemajuan teknologi fisika radioterapi pada saat ini, tujuan tersebut dapat dicapai dengan beberapa cara. Salah satunya dengan menggunakan pesawat-pesawat Universitas Sumatera Utara
  • 13. yang menghasilkan radiasi pengion energi tinggi, sehingga bisa memberikan dosis radiasi yang besar untuk didistribusikan ke jaringan kanker dan menurunkan efek terhadap jaringan sehat. Akselerator linier medik termasuk pesawat yang menghasilkan radiasi pengion energi tinggi dalam orde megavoltage. Pesawat akselerator linier medik dapat menghasilkan berkas elektron atau berkas foton (sinar- x). Gambar 5. Rangkaian pesawat linear accelerator (Gunilla, 1996) 2.7.1. Cara Kerja Pesawat linier akselerator (linac) Pesawat linier akselerator dapat menghasilkan berkas elektron dan berkas foton energi tinggi. Tingkat energi tersebut dihasilkan melalui proses percepatan elektron secara linier di dalam tabung pemandu gelombang pemercepat (accelerating waveguide) yang hampa. Tabung ini merupakan tabung penghantar, terdiri dari susunan sel-sel berupa rongga-rongga yang terbuat dari tembaga. Ke dalam tabung disalurkan gelombang mikro yg dibangkitkan oleh magnetron/klystron dengan panjang gelombang 10 cm dan frekwensinya sesuai dengan frekuensi resonansi tabung (3000MHz). Universitas Sumatera Utara
  • 14. Gelombang mikro disalurkan melalui sirkulator dan tabung pemandu gelombang pemercepat elektron. Ada 2 jenis pemandu gelombang yaitu: travelling dan standing waveguide. Bila daya frekuensi gelombang mikro melintasi rongga-rongga sel dari pemercepat mengakibatkan terjadi medan elektromagnetik di dalam tabung pemercepat dan terjadi kuat medan listrik dinamis yang mengakibatkan setiap sel berubah-ubah periodenya sesuai perubahan amplitudo gelombang mikro. Hal ini akan mengakibatkan setiap sel berubah-ubah pula muatannya. Perubahan periode muatan listrik tersebut dimanfaatkan untuk pemercepat lintasan elektron. Gambar 6. Skema linier akselerator (Khan, 1994) Elektron dihasilkan oleh elektron gun yang berupa tabung trioda, kemudian ditembakkan dengan energi awal 15 KeV secara sinkron. Kecepatan elektron tersebut secara berantai dipacu lintasannya dari satu sel ke sel berikutnya sampai energi elektron tersebut sesuai dengan energi yang dikehendaki. Semakin besar energi yang dihasilkan, semakin banyak jumlah rongga dan semakin bertambah panjang tabung pemercepat. Elektron dengan energi sedikit lebih tinggi atau lebih rendah dari yang dikehendaki akan dibelokkan sedemikian rupa sehingga energi dan lintasannya dapat sesuai dengan yang dikehendaki dan elektron dengan penyimpangan energi agak besar akan dieleminir oleh sebuah filter. Dengan demikian dapat dicapai pemfokusan berkas elektron yang sangat baik dengan energi yang monokromatik. Bila dikehendaki pemakaian elektron, maka elektron energi tinggi tersebut dapat digunakan secara langsung. Elektron yang dihasilkan Universitas Sumatera Utara
  • 15. oleh pemercepat merupakan berkas pensil (2 - 3 cm diameter), maka untuk mendapatkan distribusi dosis yang rata pada daerah penyinaran, elektron- elektron tersebut perlu dilewatkan pada lapisan penghambur (scattering foil). Bila dikehendaki adalah sinar-X, maka elektron-elektron berenergi tinggi tersebut ditumbukkan ke bidang target penerus (transmision target). Hasil pembangkitan sinar-X mempunyai intensitas yang tinggi pada arah sumbu target. Sinar-X yang dihasilkan dilewatkan pada penyaring (flattening filter) dengan tujuan agar profil sinar -X rata. (Khan, 2003). Proses keluaran sinar-X dan elektron dapat ditunjukkan pada gambar berikut: Gambar 7. A: Berkas sinar-X, B: Berkas elektron (Khan, 2003) Universitas Sumatera Utara
  • 16. 2.8. Distribusi Dosis Kedalaman Penyinaran dilakukan pada pasien atau phantom, dosis yang diserap akan bervariasi sesuai dengan kedalaman. Variasi ini bergantung pada banyaknya kondisi seperti: sinar, kedalaman, luas lapangan, jarak dari sumber dan sistem kolimasi sinar. Demikian juga kalkulasi dosis pada pasien melibatkan pertimbangan dalam perhatian parameter-parameter dan efek-efek lain pada distribusi dosis kedalaman (Khan, 2003). 2.9. Persentase Dosis kedalaman Persentase dosis kedalaman adalah dosis serap yang diberikan pada kedalaman utama sebagai persentase dari dosis serap pada kedalaman penunjuk pada daerah sumbu utama (Gunilla, 1996). Salah satu ciri dari karakteristik distribusi dosis pada daerah sumbu utama adalah untuk menormaliasikan dosis pada kedalaman dengan pengaruh kedalaman penunjuk. Banyaknya persentase dosis dosis kedalaman dapat ditentukan yaitu dosis serap pada kedalaman terbesar d ke dosis serap pada kedalaman penunjuk tetap do, selama penyinaran pada sumbu utama (seperti tampak pada gambar 5). persentase dosis kedalaman (PDD) dapat dirumuskan sebagai berikut: (2.15) Dimana: = Dosis serap pada titik d = Dosis serap pada titik maksimum Universitas Sumatera Utara
  • 17. Gambar 8. Perbandingan persentase dosis pada titik Dd0 maksimum dan titik Dd (Khan, 1994). Persentase dosis kedalaman dipengaruhi oleh energi, luas lapangan, SSD dan komposisi medium yang diradiasi. Tentu saja persentase dosis kedalaman pun berubah-ubah dengan kedalaman yang berbeda (Gunilla, 1996). Dalam praktek kliniknya, puncak dosis serap pada sumbu utama disebut juga dosis maksimum. Dosis maksimum dari dosis yang diberikan atau dapat dirumuskan sebagai berikut: (2.16) Universitas Sumatera Utara
  • 18. Gambar 9. Grafik PDD luas lapangan penyinaran 10X10 cm dari energi sinar yang berbeda, yang direncanakan sebagai fungsi kedalaman di dalam air (Gunilla, 1996). Jarak antara pemukaan sampai dengan titik dengan dosis maksimum disebut kedalaman build-up atau sering juga disebut kedalaman maksimum. Kedalaman build-up dipengaruhi oleh lapangan radiasi dan energi radiasi. Sifat build-up pada berkas foton energi tinggi memiliki keuntungan dalam radioterapi dimana dosis kulit relatif rendah, sehingga reaksi kulit pasien juga rendah. Efek demikian disebut skin sparing (Leung, 1990). Karakteristik build-up ditemukan pada semua berkas foton. Perbedaan kualitas sinar ditandai oleh karakteristik build-up mereka, tipikal nilai-nilai ini dapat ditunjukkan pada tabel berikut: Universitas Sumatera Utara
  • 19. Tabel 2. Kedalaman build-up untuk berbagai variasi berkas foton (Leung,1990) Photon Beam Max. Energy Mean Energy Buid-up Depth 100 KV 100 KeV 33 KeV App. 0 250 KV 250 KeV 80 KeV 0.2 mm Cs-137 660 KeV 660 KeV 1.5 mm Co-60 1.33 MeV 1.25 MeV 5 mm 6 MV 6MeV 2 MeV 1.5 cm 10 MV 10 MeV 3.3 MeV 2.0 cm 25 MV 25 MeV 7 MeV 4.0 cm 2.10. Profil Dosis Profil bisa juga dikatakan sebagai kurva yang menunjukkan bentuk muka sinar pada sumbu horizontal yang tegak lurus dari arah datangnya sinar. Profil berkas radiasi merupakan intensitas relatif pada bidang tegak lurus sumbu berkas. Profil berkas radiasi yang menggambarkan pengukuran relatif akan sangat bervariasi sesuai dengan kedalaman. Profil dosis memperlihatkan dosis relatif pada suatu daerah atau sebuah perencanaan perlakuan yang terdiri dari bermacam-macam penyinaran. Variasi dosis pada sebuah daerah yang diberikan kedalaman dapat ditentukan dari kesesuaian kurva isodosis dan adalah lebih baik lagi digambarkan oleh profil dosis seperti yang diperlihatkan gambar berikut (Gunilla, 1996). Universitas Sumatera Utara
  • 20. Gambar 10. Profil dosis sebuh daerah pada Dmax, kedalaman 10 cm, dan kedalaman 20 cm. Dosis dinormalisasikan ke 100% dalam sumbu utama pada Dmax. Sinar diarahkan pada kedalaman yang terdalam kemudian pada Dmax (Gunilla, 1996). Universitas Sumatera Utara
  • 21. 2.11. Kurva isodosis Kurva isodosis adalah kurva yang menghubungkan dosis-dosis yang sama untuk kedalaman tertentu di bawah kulit. Kurva ini didapatkan dengan mengalikan PDD dengan profil sinar. Pembuatan kurva isodosis berfungsi untuk melihat seberapa besar dosis radiasi yang akan diterima pada target volume maupun organ kritis yang berada disekelilingnya (Khan, 2003). Adapun contoh kurva isodosis dapat ditunjukkan pada gambar berikut: Gambar 11. Kurva isodosis untuk sinar-X 10 MV, SSD 100 cm dan luas lapangan penyinaran (10 x 10) (R. Susworo, 2007). Universitas Sumatera Utara