Pengobatan Nuklir & Fisika Radiasi (1)

http://syeilendrapramuditya.wordpress.com

Pengobatan Nuklir & Fisika Radiasi

Syeilendra Pramuditya

Desember 2005

Salah satu masalah penting pada proses pemaparan radiasi klinis pada tubuh manusia adalah

teknik pengamanan untuk melindungi tubuh dari bahaya radiasi itu sendiri. Selama proses

radiasi, berkas radiasi sebenarnya hanya ditujukan pada bagian tertentu saja, yaitu bagian

tidak normal (mengandung penyakit) yang memerlukan terapi radiasi, tapi selalu ada

kemungkinan berkas radiasi mengenai organ-organ vital atau jaringan tubuh yang normal.

Organ-organ vital dan jaringan normal dapat dilindungi dengan menggunakan perisai (shield)

radiasi selama proses pemaparan berlangsung. Masalah lainnya adalah kesesuaian

sambungan/perbatasan berkas radiasi. Masalah ini muncul bila berkas radiasi tidak cukup

besar untuk mencakup seluruh volume target, maka biasanya volume target dibagi menjadi

dua area treatment yang dikerjakan secara sekuensial. Skema treatment diatas dirancang

untuk menghindari toksisitas akibat pemaparan berkas radiasi pada volume jaringan yang

besar. Ada juga skema treatment yang menggunakan beberapa berkas radiasi, hal ini

dikarenakan distribusi tumor atau anatomi tubuh pasien tidak memungkinkan penggunaan

berkas radiasi koplanar. Masalah utama skema ini adalah kemungkinan terjadinya

inhomogenitas dosis secara ekstrim pada jaringan di daerah persinggungan berkas radiasi.

Karena berkas radiasi bersifat heterogen, maka berkas radiasi yang saling bertemu dapat

menghasilkan dosis berlebih (hot spot) atau dosis yang justru rendah (cold spot). Bagian

berikutnya akan membahas masalah diatas beserta kemungkinan solusinya.

13.1 Field Blocks

A. Block Thickness

Bentuk berkas radiasi harus disesuaikan dengan bentuk distribusi tumor yang akan di-

treatment. Paparan berkas radiasi yang mengenai organ-organ vital dan jaringan normal harus

dibuat seminimal mungkin. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan perisai/shielding

berupa lempengan timbal (lead) dengan ketebalan tertentu. Biasanya transmisi 5% berkas

radiasi melalui perisai termasuk dalam batas toleransi yang aman. Ketebalan perisai yang

diperlukan untuk mereduksi 95% intensitas berkas radiasi yang datang dapat dihitung sebagai

berikut :

1


Maka timbal dengan ketebalan sekitar 4,5 HVL dapat menghasilkan kurang dari 5% transmisi

berkas radiasi, dimana hal ini direkomendasikan pada treatment radiasi klinis. Maka shielding

untuk berkas artificial dan ortovoltage dapat dilakukan dengan menempatkan lempeng timbal

tipis pada bagian tubuh pasien. Secara umum, semakin tinggi energi berkas yang digunakan,

maka semakin tebal perisai yang harus digunakan, seperti ditunjukan tabel berikut :

Tabel 13.1 Ketebalan Timbal Untuk Shielding (~ 5% transmisi primer)

Kualitas Berkas Ketebalan Perisai (mm)1 mm Al HVL 0,22 mm Al HVL 0,33 mm Al HVL 0,41 mm Cu HVL 13 mm Cu HVL 24 mm Cu HVL 2,5

137Cs 3060Co 504 MV 606 MV 65

10 MV 7025 MV 70

Walaupun berkas radiasi primer dapat dihalangi oleh perisai (shielding), tetapi terdapat

kemungkinan bahwa berkas akan mengalami interaksi hamburan sehingga memasuki daerah

yang diberi perisai.

B. Block Divergence

Secara ideal, blok radiasi harus memiliki bentuk dimana sisi-sisinya mengikuti divergensi

geometrik berkas radiasi. Hal ini akan meminimalkan penumbra transmisi blok (transmisi

parsial berkas pada tepian blok). Tetapi untuk kasus berkas dengan penumbra geometrik yang

besar, blok divergen tidaklah banyak berpengaruh. Contohnya, pada kasus 60Co, penggunaan

blok divergen tidak meningkatkan ketajaman berkas pada tepian blok secara signifikan. Blok

divergen paling cocok digunakan pada berkas dengan focal spot kecil. Karena sisi-sisi blok

tersebut mengikuti divergensi berkas, kita dapat mengurangi dimensi lateral blok dengan

2


merancang perisai untuk source-to-block distance yang lebih kecil tanpa menambah

penumbra transmisi blok.

13.2 Field Shaping

A. Custom Blocking

Sistem yang paling banyak digunakan untuk field shaping pada radioterapi adalah yang

diperkenalkan oleh Powers. Sistem ini menggunakan alloy bertitik leleh rendah, logam

Lipowitz (Cerrobend), yang memiliki densitas 9,4 g/cm3 pada 20o C (~ 80% densitas timah).

Material ini terdiri dari 50% bismuth, 26,7% timbal, 13,3% timah, dan 10% cadmium.

Kelebihan utama Cerrobend dibanding timbal adalah titik lelehnya yang hanya 70o C

(bandingkan dengan timbal yang titik lelehnya 327o C), sehingga dapat dengan mudah

dicetak menjadi berbagai bentuk. Pada temperatur ruang, Cerrobend lebih keras dari timbal.

Ketebalan blok Cerrobend yang diperlukan untuk blocking dapat dihitung dengan

menggunakan tabel 13.1 berdasarkan rasio densitas terhadap timbal, yaitu 1,21 kali ketebalan

timbal. Untuk berkas megavoltage, biasanya digunakan ketebalan Cerrobend 7,5 cm, yang

ekuivalen dengan 6 cm timbal murni.

Prosedur untuk membuat blok Cerrobend dimulai dengan simulator radiograph atau port film,

dimana radiotherapist menggambar outline berkas treatment yang menandakan daerah-daerah

yang perlu diberi perisai. Kemudian film digunakan untuk membuat divergent cavities pada

blok styrofoam yang akan digunakan untuk mencetak blok Cerrobend. Gambar 13.1

menunjukan sebuah styrofoam-cutting device, dimana terdapat kawat yang dipanaskan secara

elektrik yang digerakan disekitar titik yang mensimulasikan source atau target x-ray. Ujung

kawat ini digerakan mengikuti outline pada film, dan bagian kawat yang dipanaskan akan

memotong styrofoam sesuai outline pada film. Seluruh sistem ini diatur agar sesuai dengan

geometri treatment yang sebenarnya.

3


Gambar 13.1

Blok perisai dapat dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu blok positif dan blok negatif. Blok

positif digunakan untuk melindungi organ-organ vital sesuai bentuk geometrisnya, sedangkan

blok negatif digunakan untuk melindungi jaringan normal disekitar organ yang akan di

treatment dengan paparan berkas radiasi. Untuk membuat blok positif seperti blok paru-paru,

styrofoam dilubangi dengan kawat panas sesuai bentuk paru-paru, kemudian Cerrobend cair

dituangkan pada lubang ini. Sedangkan untuk membuat blok negatif, pertama dibuat “inner

cut” yang merupakan bentuk paparan radiasi yang diinginkan, kemudian dibuat “rectangular

cut” yang merupakan batas dari perisai yang akan dibuat, kemudian Cerrobend dituangkan

pada cetakan ini. Penting untuk diingat bahwa Cerrobend harus dituangkan ke dalam cetakan

secara perlahan-lahan untuk menghindari terjadinya gelembung udara.

B. Independent Jaws

Medan asimetrik terkadang digunakan untuk menghalangi sebagian medan tanpa mengubah

posisi isocenter. Walaupun blocking sering digunakan untuk menghasilkan bentuk medan

irregular, rectangular blocking dapat dilakukan dengan mudah dengan kolimator yang

bergerak bebas, atau jaws. Salah satu efek kolimasi asimetrik adalah perubahan penumbra

dan kurva isodose menjadi miring ke arah tepian blok. Efek tersebut diakibatkan oleh

blocking, yang menghilangkan hamburan foton dan elektron dari bagian medan yang diblok,

sehingga menurunkan dosis disekitar tepian.

4


B. Multileaf Collimators

Multileaf collimator (MLC) untuk berkas foton terdiri dari banyak blok kolimasi atau leaves,

yang dapat digerakan secara otomatis dan saling bebas, untuk menghasilkan berbagai bentuk

medan. Ketebalan leaves pada arah berkas mencukupi untuk menghasilkan transmisi berkas

yang rendah, yaitu sekitar 1%. Beberapa sistem MLC berupa double-focus leaves, yaitu

leaves-nya membentuk kerucut dengan cross section irregular yang saling berbeda dari posisi

sumber dan bergerak pada kulit bola yang berpusat pada sumber. Alasan utama penggunaan

sistem ini adalah untuk memperoleh cutoff berkas yang tajam pada tepian. Tetapi untuk

berkas berenergi tinggi sistem ini tidak banyak membantu, karena penurunan dosis pada

tepian sebagian besar ditentukan oleh hamburan foton dan elektron.

13.3 Skin Dose

Ketika pasien di treatment menggunakan berkas megavoltage, dosis permukaan atau dosis

kulit (skin dose) dapat sangat rendah dibandingkan dengan dosis maksimum yang terjadi

pada jaringan dibawah kulit. Berkas megavoltage menimbulkan initial electronic buildup

menurut kedalaman, mengakibatkan terjadinya dosis minimum pada permukaan dan dosis

maksimum pada kedalaman ekuilibrium.

A. Electron Contamination of Photon Beams

Dosis permukaan terjadi akibat kontaminasi elektron berkas sinar datang dan radiasi

hamburan balik (elektron dan foton) dari medium. Semua berkas x-ray dan sinar yang

digunakan dalam radioterapi terkontaminasi oleh elektron sekunder, elektron ini muncul

akibat interaksi foton dengan udara, dengan kolimator, dan dengan material lainnya yang

berinteraksi dengan foton. Bila shadow tray digunakan pada beam-shaping blocks, elektron

sekunder akibat interaksi foton pada tray dan celah udara antara tray dengan permukaan kulit

akan meningkatkan skin dose secara signifikan. Shadow tray biasanya cukup tebal untuk

menyerap sebagian besar elektron yang menumbuk tray. Terdapat kontroversi mengenai

apakan kontribusi relatif elektron sekunder ataukah elektron hamburan berenergi rendah yang

paling berpengaruh pada dosis di daerah buildup. Bagaimanapun, bukti-bukti terbaru

menunjukan bahwa elektron sekunder adalah penyebab yang dominan.

5


B. Measurment of Dose Distribution in the Build-Up Region

Gradien dosis di daerah build-up berbentuk sangat curam, karenanya dosimeter disepanjang

arah berkas harus memiliki ukuran sekecil mungkin, dan instrumen yang paling cocok untuk

digunakan adalah extrapolation chamber. Tetapi tak banyak institusi yang memiliki

instrumen tersbut, dan ternyata instrumen yang paling umum adalah fixed-separation plane-

paralel ionization chamber. Walaupun chamber ini sangat cocok untuk pengukuran pada

daerah dengan gradien dosis tajam, respons alat ini bergantung pada disainnya. Beberapa

jurnal telah membahas tidak akuratnya pengukuran oleh fixed-separation plane-paralel

ionization chamber. Hal tersebut terutama terjadi akibat hamburan elektron dari dinding pada

sisi-sisi chamber, dimana hal ini dapat diminimalisir dengan mamakai jarak pisah plate yang

lebih kecil dan guard ring yang lebih lebar pada disain chamber.

C. Skin Sparing as a Function of Photon Energy

Berbagai penelitian menunjukan bahwa distribusi dosis pada daerah build-up bergantung

pada banyak variabel, seperti energi berkas, SSD, field size, dan konfigurasi blocking tray

sekunder. Beberapa contohnya ditampilkan pada tabel berikut ini.

Tabel 13.2 Distribusi Dosis pada Polystyrene, 10x10 cm field

Depth (mm) 60Co 80 cm 4 MV 80 cm 10 MV 100 cm 25 MV 100cm0 18 14 12 171 70 57 30 282 90 74 46 39,53 98 84 55 474 100 90 63 54,55 100 94 72 60,56 96,5 76 668 99,5 84 73

10 100 91 7915 97 88,520 98 9525 100 9930 100

Terlihat dari tabel 13.2 bahawa untuk semua energi, dosis naik dengan cepat pada beberapa

mm pertama, sampai akhirnya mencapai nilai maksimum pada kedalaman tertentu. Walaupun

skin sparing bergantung pada berbagai kondisi, tetapi efeknya secara umum menjadi semakin

jelas seiring meningkatnya energi. Untuk berkas energi tinggi, sparing tidak hanya terjadi di

permukaan kulit, tapi juga di jaringan bawah kulit.

6


D. Effect of Absorber – Skin Distance

Kontaminasi elektron pada sistem tanpa absorber berkas terutama disebabkan oleh emisi

elektron sekunder dari kolimator. Ketika digunakan absorber dengan ketebalan lebih besar

dari range elektron sekunder, elektron kolimator hampir sepenuhnya diserap, tapi absorber

tersebut justru menjadi sumber utama kontaminasi elektron. Dengan memperbesar jarak

antara tray dengan permukaan, fluence elektron yang datang pada kulit menurun akibat

divergensi, absorpsi, dan hamburan elektron di udara. Maka skin sparing dapat ditingkatkan

dengan menempatkan shadow tray pada jarak yang cukup jauh dari kulit. Pada kasus berkas

sinar 60Co (small field), celah udara antara penghambur dengan kulit sebesar 15 – 20 cm

cukup untuk menjaga skin dose tetap pada level aman (< 50% Dmax ). Hal tersebut berlaku

juga untuk berkas dengan eenrgi lebih tinggi.

Gambar 13.5

Gambar 13.5 menunjukan efek distribusi dosis pada daerah build-up, dengan Lucite shadow

tray diletakan dalam berkas pada berbagai jarak dari permukaan phantom. Dengan

menurunkan jarak tray-to-surface, bukan hanya terjadi kenaikan dosis permukaan relatif, tapi

juga titik build-up dosis maksimum bergerak semakin dekat ke permukaan. Gambar 13.5 juga

mengilustrasikan prinsip yang dikenal sebagai “beam spoiler”. Absorber dengan nomor atom

rendah seperti Lucite shadow tray, yang diletakan pada jarak yang sesuai terhadap

permukaan, dapat digunakan untuk memodifikasi kurva build-up.

7


E. Effect of Field Size

Skin dose relatif sangat bergantung pada field size. Dosis pada daerah build-up meningkat

seiring dengan meningkatnya field dimension. Kenaikan dosis ini karena kenaikan emisi

elektron dari kolimator ddan udara. Gambar 13.6 menunjukan plot dosis permukaan relatif

terhadap field size untuk berkas 60Co, 4 MV, dan 10 MV. Data tersebut menunjukan bahwa

skin sparing turun secara signifikan pada field size yang lebih besar.

Gambar 13.6

Saylor dan Quillin telah membahas mengenai relative importance field size dan tray-to-skin

distance untuk sinar 60Co. Mereka menunjukan bahwa skin sparing optimal terjadi pada

nilai h/r sekitar 4, dimana h adalah tray-to-surface distance dan r adalah radius equivalent

circular field (cf). Field berukuran 5x5 cm dapat memenuhi rasio tersebut dengan mudah,

karena jarak yang dibutuhkan hanya 12 cm, tetapi field berukuran 30x30 cm memerlukan

absorber-to-surface distance sebesar 67 cm, yang sulit untuk sistem treatment isosentrik. Bila

menggunakan field yang besar dengan tray-to-skin distance sekitar 15-20 cm, maka kita akan

memerlukan filter elektron untuk mempertahankan skin-sparing effect.

F. Electron Filters

Skin dose dapat diturunkan dengan menggunakan absorber sinar yang berupa material

dengan nomor atomik sedang (dengan Z antara 30 - 80). Absorber semacam itu biasanya

8


dikenal sebagai filter elektron, karena pemakaiannya pada berkas foton mengurangi elektron

sekunder yang terhambur ke arah depan. Hine telah menunjukan bahwa absorber dengan

nomor atom sedang akan meminimalkan hamburan elektron ke arah depan. Khan, Saylor, dan

Quillin telah merancang filter elektron yang dapat memperbaiki skin dose untuk teleterapi

dengan 60Co. Filter tersebut tidak hanya menurunkan dosis permukaan, tetapi juga

memperbaiki karakteristik build-up field besar.

Gambar 13.7

Gambar 13.7 menunjukan plot dosis permukaan relatif sebagai fungsi log (Z+1). Seiring

membesarnya Z, dosis permukaan menurun menuju nilai minimumnya akibat meningkatnya

hamburan elektron pada absorber. Terus membesarnya nilai Z menyebabkan naiknya dosis

permukaan akibat dihasilkannya fotoelektron dan pasangan elektron, disamping elektron

Compton. Nilai minimum terjadi di sekitar Z = 50, yaitu Z timah.

Efektifitas timah untuk menurunkan skin dose diperlihatkan pada gambar 13.8. Nilai skin

dose dapat diturunkan lebih lanjut dengan cara meningkatkan filter-to-skin distance.

9


Gambar 13.8

Menurut teori, ketebalan filter elektron setidaknya harus setara range maksimum elektron

sekunder. Untuk 60Co ketebalannya sekitar 0,5 g/cm2 atau 0,9 mm timah (diasumsikan bahwa

timah = 5,75 g/cc). Untuk energi yang lebih tinggi, ketebalan yang kurang dari range

maksimum elektron digunakan untuk tujuan-tujuan praktis.

G. Skin Sparing at Oblique Incidence

Telah ditunjukan bahwa skin dose akan naik seiring membesarnya sudut datang, hal ini dapat

dijelaskan dengan konsep electron range surface (ERS). ERS adalah representasi 3D dari

range dan distribusi elektron sekunder yang dihasilkan berkas foton yang berinteraksi dengan

medium (Gambar 13.9).

10


Gambar 13.9

Elektron yang dihasilkan di dalam volume ERS akan mencapai P dan berkontribusi pada

dosis disana. Sedangkan elektron yang dihasilkan diluar ERS, karena range yang tidak

mencukupi, tidak berkontribusi apapun. ERS untuk sinar 60Co berbentuk elipsoid dengan

dimensi aksial 5x2,4 mm. Dapat dilihat pada gambar 13.9, bahwa membesarnya sudut datang

berkas mengakibatkan naiknya dosis permukaan di P, karena kontribusi elektron dari

sebagian ERS di bawah permukaan, yang ditandai dengan dashed. Untuk sudut datang

tangensial, karena setengah ERS berada dibawah permukaan phantom, estimasi skin dose

dapat dihitung sebagai berikut :

(13.1)

dimana entrance dose merepresentasikan dosis permukaan untuk sudut datang normal yang

diekspresikan sebagai persentasi Dmax. Nilai skin dose untuk sudut lainnya akan berada

diantara nilai skin dose pada sudut normal dan sudut tangensial.

11


Gerbi et al. telah melakukan penelitian mengenai dose buildup untuk berkas dengan sudut

datang miring sebagai fungsi energi (6 - 24 MV), sudut, kedalaman, field size, dan SSD.

Kuantitas obliquity factor (OF) didefinisikan sebagai dosis pada satu titik di phantom pada

pusat sumbu berkas dengan sudut datang terhadap garis tegak lurus permukaan, dibagi

dengan dosis pada titik yang sama dengan sudut datang berkas 0o. Maka OF

merepresentasikan peningkatan dosis sehubungan dengan kemiringan berkas untuk

kedalaman yang sama disepanjang sumbu pusat. Gambar 13.10 menunjukan bahwa OF di

permukaan naik seiring naiknya sudut datang, awalnya naik secara pelan kemudian sangat

cepat pada sudut diatas 45o. Maka dosis permukaan dengan sudut datang miring dapat lebih

besar dari sudut normal. Pada sudut datang tangensial (grazing), dosis permukaan mendekati

nilai yang diberikan oleh persamaan 13.1.

Gambar 13.10

Efek penting lain yang berhubungan dengan sudut miring adalah bahwa ketika dosis

permukaan naik seiring dengan sudut datang, kedalaman buildup maksimum justru turun.

Dosis pada sudut tangensial mencapai nilai maksimum lebih cepat daripada pada sudut

normal. Akibatnya, daerah buildup dosis terkompresi ke daerah yang lebih superficial. Pada

kondisi ini, reaksi kulit yang lebih tinggi menjadi lebih dimingkinkan. Jackson telah

membahas kemungkinan bahwa bila sensitivitas kulit sampai 1 atau 2 mm dibawah

12


permukaan, skin sparing akan hilang pada sudut tangensial untuk unit cobalt, dan sangat

menurun untuk berkas dengan energi lebih tinggi.

13.4 Separation of Adjacent Fields

Adjacent treatment fields biasanya dilakukan pada radioterapi external beam, seeprti field

“mantle” dan “inverted-Y” untuk treatment penyakit Hodgkin. Teknik treatment tersebut

dapat menimbulkan error dosis yang sangat besar pada daerah sambungan. Bila terjadi

underdose, maka tumor di daerah tersebut suatu saat dapat kambuh lagi, sedangkan keadaan

overdose dapat mengakibatkan berbagai komplikasi.

Gambar 13.11

Berbagai teknik telah dikembangkan untuk memperoleh dosis yang uniform di daerah beam

junction, beberapa diantaranya ditunjukan pada gambar 13.11. Pada gambar 13.11A, kedua

berkas diarahkan dengan sudut tertentu, sedemikian sehingga tidak terjadi overlap antara

keduanya. Pada gambar 13.11B, kedua berkas dipisahkan pada permukaan kulit, hal ini untuk

mendapatkan dosis yang uniform pada kedalaman yang diinginkan. Separasi atau gap antara

13


kedua berkas dihitung berdasarkan divergensi geometrik atau matching kurva isodose.

Gambar 13.11C menunjukan metode spit beams, dimana digunakan beam splitter untuk

menghilangkan divergensi geometrik berkas pada split line. Gambar 13.11D menunjukan

penggunaan generator penumbra atau spoiler untuk mendapatkan dosis uniform disepanjang

field junction.

Pada apilikasi klinis, bila tumornya superficial pada titik junction, biasanya kedua berkas

bersinggungan di permukaan kulit. Bagaimanapun, hotspot yang terjadi akibat overlaping

berkas pada kedalaman tertentu harus dipastikan aman secara klinis. Juga, dosis pada struktur

sensitif seperti spinal cord tidak boleh melebihi batas toleransi dosis. Untuk treatment pada

jaringan yang lebih dalam, seperti thorax, abdomen, dan pelvis, kedua berkas biasanya

dipisahkan di permukaan kulit, dengan asumsi coldspot terjadi di daerah tanpa tumor.

A. Methods of Field Separation

Separasi berkas dapat dilakukan secara geometri atau dosimetri.

A.1. Geometric

Bila batas geometrik field didefinisikan oleh garis yang menghubungkan titik-titik pada

kedalaman tertentu dimana dosis di tempat itu adalah 50% dari dosis pada sumbu pusat

dengan kedalaman yang sama, maka dosis pada daerah junction kedua berkas akan bernilai

100%. Distribusi dosis pada arah samping junction bisa lebih atau kurang uniform,

bergantung kontribusi hamburan antar berkas dan karakteristik penumbra berkas.

Gambar 13.12

Gambar 13.12 mengilustrasikan sistem dengan dua berkas yang diarahkan dari satu sisi saja.

Kedua berkas tersebut membentuk junction pada kedalaman d, sehingga dosis pada daerah

14


diatas d akan lebih rendah dari dosis di d, sedangkan dosis di daerah dibawah d, akibat

overlaping beam, akan memiliki dosis lebih tinggi. Gambar 13.13 adalah sistem dengan

empat berkas yang diarahkan dari dua sisi target, sistem ini biasanya akan membentuk

junction di tengah target. Sistem seperti ini akan menghasilkan uniform field di daerah

junction, yaitu di tengah target, tetapi akan terjadi coldspot di daerah atas dan bawah

junction.

Gambar 13.13

Sekarang kita lihat pada gambar 13.12, d adalah kedalaman dimana kedua berkas saling

berpotongan, L1 dan L2 adalah lebar berkas, ddan SSD1 dan SSD2 adalah source-to-surface

distance. Berdasarkan geometri segitiga ABC dan CDE :

atau

(13.2)

sehingga

(13.3)

dengan cara yang sama akan didapat :

15


(13.4)

Maka separasi total kedua berkas adalah :

(13.5)

Gambar 13.13A adalah geometri ideal dimana tidak terjadi overlap antar berkas. Gambar

13.13B menunjukan geometri dimana terjadi field overlap, yaitu daerah yang ditandai oleh

arsiran (disebut three-field-overlap - TFO). Akibatnya, pada kedalaman yang sama, dosis di

daerah overlap dapat melebihi dosis pada sumbu pusat.

Lebar TFO maksimum terjadi pada permukaan, yaitu :

(13.6)

S dapat bernilai nol bila :

(13.7)

Maka bila lebar berkas berbeda, SSD dapat diatur sehingga akan menghilangkan TFO. Bila

gap yang dihitung secara geometris (S1 + S2) naik sebesar S, TFO dapat dihilangkan dengan

konsekuensi terjadinya coldspot di daerah tengah. Sebagai solusinya, kita dapat memperbesar

gap sebesar S’ yang hanya akan menghilangkan TFO pada daerah tertentu saja, misalnya di

spinal cord. Secara geometris, S’ dapat dihitung sebagai berikut :

(13.8)

dimana d’ adalah kedalaman cord dari permukaan anterior dan d adalah kedalaman midline.

TFO juga dapat dihindari dengan menggunakan lebar berkas dan SSD yang sama untuk

keempat berkas. Teknik ini lebih cocok ketika akselerator dilengkapi kolimator asimetrik

yang dapat digerakan secara saling bebas.

A.2. Dosimetric

16


Separasi berkas dapat ditentukan dengan cara mengoptimalkan penempatan berkas pada

kontur sehingga distribusi isodose komposit uniform di kedalaman yang diinginkan, juga

hotspot dan coldspot yang wajar. Akurasi prosedur ini bergantung pada akurasi kurva isodose

masing-masing berkas, terutama di daerah penumbra.

B. Orthogonal Field Junctions

Berkas ortogonal terjadi ketika berkas-berkas pada suatu sistem treatment saling ortogonal

(tegak lurus) satu sama lain. Contohnya, berkas ortogonal digunakan untuk treatment

medulloblastoma, dimana irradiasi craniospinal dicapai melalui lateral-parallel-opposed brain

fields yang dipasangkan dengan posterior spine field. Contoh lainnya adalah treatment pada

leher dengan berkas bilateral ketika berkas anterior yang tersambung secara ortogonal

digunakan pada daerah supraclavicular.

Masalah mengenai matching berkas ortogonal telah banyak dibahas. Untuk tumor superficial

seperti di daerah kepala dan leher, tidak dianjurkan untuk menggunakan separasi berkas,

kecuali junction berada di daerah tanpa tumor. Jika separasi tidak dimungkinkan, kita dapat

menggunakan beam spitter sehingga berkas-berkas yang digunakan saling berbatasan pada

(atau dekat) sumbu pusatnya. Matching line harus digambar setiap kali akan dilakukan

treatment, untuk menghindari terjadinya overlap berkas.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa separasi berkas dapat digunakan pada deep-seated

tumor bila tidak ada tumor pada daerah junction superficial. Metode geometrik separasi

berkas ortogonal telah dijelaskan oleh Werner et al. Pada metode ini, sepasang berkas yang

saling berlawanan (didefinisikan oleh sinar kolimasi), menyebar pada kulit, dan titik

perpotongan batas berkas kemudian ditandai. Dari titik ini, dihitung jarak S untuk

memisahkan berkas ortogonal. Jarak pisah S dihitung sebagai berikut :

(13.9)

dimana d adalah kedalaman dimana berkas-berkas yang saling ortogonal bertemu. Diagram

umum separasi berkas ortogonal diilustrasikan pada gambar 13.15A.

B.1. Craniospinal Fields

17


Craniospinal irradiation melibatkan teknik rumit dimana junction ortogonal terbentuk

diantara berkas otak lateral dan berkas spine posterior. Berkas spinal, karena cukup lebar,

dapat dibagi menjadi dua berkas spinal dengan gap junction dihitung menggunakan

persamaan 13.5. Junction antara berkas cranial dan spinal dapat dikerjakan melalui beberapa

teknik.

Technique A

Gambar 13.15B menunjukan medan cranial bilateral yang berbatasan dengan berkas spinal.

Berkas cranial akan menyebar pada kulit dan batas inferiornya bertemu pada titik ditengah

permukaan posterior leher. Dari titik ini, berkas spinal dipisahkan dengan jarak S, yang

dihitung menggunakan persamaan 13.9, dengan memasukan kedalaman spine dari permukaan

posterior d, lebar L, dan SSD untuk berkas spinal. Pada diagram, garis solid menunjukan

berkas pada permukaan. garis putus-putus menunjukan proyeksi berkas pada kedalaman

spinal cord. Gambar 13.15C adalah tampilan lateral dari gambar 13.15B.

Gambar 13.15

Technique B

Pada gambar 13.16A, pasien pada posisi telungkup dengan dahi diletakan pada penyangga

kepala, dan dada dan perut terletak pada blok styrofoam keras. Berkas spinal kemudian

disimulasikan dengan batas kepala pada leher, tapi tidak keluar melalui mulut. Dengan

18


membuka berkas, batas penyebaran tepian berkas spinal ditampilkan pada aspek lateral leher.

Batas ini kemudian ditandai pada kulit pasien untuk mendapatkan match-line untuk berkas

lateral cranial. Berkas cranial diatur sedemikian sehingga tepian berkasnya paralel dengan

berkas spinal tepian kepala yang menyebar. Ini dicapai dengan merotasi kolimator berkas

cranial dengan sudut coll (Ganbar 13.16B).

Bila berkas cranial nondivergen, rotasi berkas cranial dengan sudut coll akan cukup

memperoleh geometric match antara berkas cranial dan spinal yang diinginkan. Untuk

menyesuaikan penyebaran berkas cranial dengan penyebaran berkas spinal, couch juga harus

dirotasi dengan sudut couch.

Kedua sudut tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

(13.10)

(13.11)

dimana L1 adalah lebar berkas spinal posterior, L2 adalah lebar berkas lateral cranial, SSD

adalah source-to-surface distance berkas spinal, dan SAD adalah source-to-axis distance

berkas cranial; dengan asumsi teknik SSD digunakan untuk berkas spinal ddan SAD untuk

cranial. Couch dirotasi searah berkas cranial memasuki kepala.

19


Gambar 13.16

Gambar 13.16B menunjukan salah satu cara alternatif, dimana divergensi berkas cranial

dihilangkan dengan menggunakan half-beam block atau independent jaw untuk memecah

berkas pada garis craniospinal junction, dan kolimator berkas cranial dimiringkan dengan

sudut coll.

Teknik dengan menggunakan independent jaw dan coll untuk matching berkas craniospinal

memiliki dua kelebihan, yaitu : (a) matching berkas ortogonal diperoleh tanpa overlap antara

berkas cranial dan spinal di semua kedalaman, dan (b) independent jaw dapat dengan mudah

digunakan untuk memindahkan garis craniospinal junction sekitar 1 cm setiap minggu selama

proses treatment untuk menandai distribusi dosis pada junction. Selama independent jaw

hanya memecah berkas cranial beberapa cm dari sumbu pusat, penyebaran berkas cranial

pada berkas spinal pada garis matching akan minimal.

C. Guidelines for Field Matching

1. Posisi field matching harus dipilih, sebisa mungkin di daerah tanpa tumor dan tak

mengandung organ sensitif.

20


2. Bila tumornya superficial pada posisi junction, berkas tidak boleh dipisah, karena

coldspot pada tumor dapat mengakibatkan kambuhnya tumor tersebut. Bila berkas

saling bertemu di permukaan, maka mereka saling overlap di kedalaman, bila dosis

pada jaringan bawah permukaan tidak melebihi nilai toleransi, maka hal tersebut

secara klinis dapat diterima. Nilai dosis pada struktur vital seperti spinal cord tidak

boleh melebihi batas toleransinya. Pada kasus tumor superficial dengan organ penting

berada di bawah, kedua berkas dapat saling berbatasan pada permukaan kulit, tapi

penyebaran berkas harus dihilangkan dengan beam splitter.

3. Untuk deep-seated-tumors, berkas-berkas dapat dipisahkan pada permukaan, sehingga

titik-titik junction berada pada midline. Harus diingat bahwa kita harus berhati-hati

terhadap keberadaan organ penting di daerah junction.

4. Garis field matching harus digambar pada setiap sesi treatment berdasarkan berkas

treatment yang pertama. Garis tersebut tidak harus digambar setiap hari, karena

variasi letaknya hanya akan menandai titik junction.

5. Teknik field matching harus diverifikasi oleh distribusi isodose sebenarnya sebelum

diadopsi untuk aplikasi klinis. Sebagai tambahan, penentuan arah berkas dan akurasi

kurva isodose pada daerah penumbra adalah syarat yang penting.

21

Documents

Pengobatan Nuklir & Fisika Radiasi (1)