perhitungan gerak fleksibelitas sumber radiasi...

SEMINAR NASIONALSDM TEKNOLOGI NUKLIR VIIYOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

PERHITUNGAN GERAK FLEKSIBELITASSUMBER RADIASI ISOTOP IR 192 DI DALAM LUBANG TUBE

PADA PERANGKAT BRAKITERAPI UNTUK TERAPI KANKER S

Sanda, Ari Satmoko

Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir - BATANKawasan Puspiptek Serpong Gedung 71, Tangerang 15310

Email: [email protected]@batan.go.id

ABSTRAK

PERHITUNGAN GERAK FLEKSIBELITAS SUMBER RADIASI ISOTOP IR 192 DIDALAM LUBANG TUBE PADA PERANGKAT BRAKITERAP/ UNTUK TERAP/ KANKER SERVIX.

Lintasan batang sumber radiasi didalam lubang tube harus berjalan lancar tanpa hambatan atau benturanagar batang sumber radiasi yang digerakan oleh motor stepper hollow dengan perantara sling bisamencapai ujung aplikator. Bila batang sumber radiasi berhenti ditengah perjalanan sebelum mencapai ujungaplikator berarti proses terapi tidak terjadi atau gaga I. Ada beberapa sebab batang sumber radiasi tidaksampai ujung aplikator, diantaranya dimensi radius lubang tube, sudut lengkung tube, dimensi diameterlubang tube dan panjang sumber radioisotop yang tidak sesuai. Untuk itu perlu dihitung gerak sumberradiasi isotop didalam lubang tube yang melengkung. Perhitungan dilakukan untuk menentukan geraksumber radiasi didalam tube dapat berjalan tanpa hambatan,. Hasil perhitungan menunjukkan bahwadengan diameter sumber radiasi isotop Ir192 sebesar 1,0 mm dan panjang 10 mm diperoleh radiusminimum tube 13 mm dan sudut lengkung tube 38,94°.

Kata kunci : Isotop, tube, brakiterapi, kanker servix.

ABSTRACT

CALCULATION OF RADIATION SOURCE MOTION FLEXIBILITY ISOTOPE IR 192 INTHE HOLE TUBE ON THE THERAPY FOR CANCER CERVIX BRACHYTHERAPY. The track rodradiation source within the hole tube should run smoothly without any obstacles or conflicts that stemradiation source which is moved by a stepper motor with a hollow intermediate sling can reach the

applicator tip. When the rod stops the radiation source in the middle travel before reaching the applicator tipmeans the process does not occur or fail therapy. There are several cause The sources ofradiation does notthe stem to the applicator tip, including the dimensions of the hole tube radius, arc angle tube, thedimensions of the hole diameter and the length of tube that is not appropriate sources of radioisotopes. Forthat need to be calculated isotopic radiation source motion in the curved tube holes. Calculations performedto determine the motion of the source of radiation insidethe tube can be run without a hitch. The calculationresult shows that the diameter of the radiation source isotope Ir 192 of 1.0 mm and a length of 10 mmobtained a minimum radius of I 3 mm tube and angle of curved tube 38.94°.

Keywords: Isotope, tube, brachytherapy, cancer cervix.

Sanda dkk 405 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN

SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGY AKART A, 16 NOVEMBER 20 IIISSN 1978-0176

Tabel 3. Nilai luminositas yang memakai perbandingan kuadrat jarak

Tegangan Nilai luminositas

(kV)

jarak 50 emjarak 55 emjarak 60 emjarak 65 emjarak 70 em

110

165,32137,22115,2697,9784,26120

174,36144,72121,56103,3388,86

130

214,35177,91149,44127,03109,24140

237,94197,49165,89141,01121,27150

242,72201,45169,22143,84123,70160

246,21204,35171,66145,91125,48170

248,66206,39173,37147,36126,73180

248,96206,64173,58147,54126,89190

249,87207,40174,21148,08127,35200

250,69208,07174,78148,56127,76210

250,76208,13174,83148,61127,80220

251,08208,40175,05148,80127,96230

253,55210,44176,77150,26129,22240

253,66210,54176,85150,32129,28250

253,89210,73177,01150,46129,40

Dari Tabel 3 nilai luminositas tidak sesuai dengan kuadrat jarak.

S. KESIMPULAN

Citra dapat diperoleh dari sintilator BC 704yang disinari pesawat sinar X, dan diperolehhubungan antara tegangan (kV) pesawat sinar-Xdengan nilai luminitas citra yang dihasilkan.Semakin tinggi tegangan (kV) pesawat sinar-X,maka nilai luminitas citranya semakin besar. Jarakantara sintilator dengan pesawat sinar-X semakinjauh maka nilai luminitas citranya semakinberkurang. Hubungan antara nilai luminitas (y) dantegangan pesawat sinar-X (x) yang paling optimum(linear) secara empiris dinyatakan denganpersamaan y = I ,506x-I55,8 dengan nilai R2 = 0,993terletak pada jarak 70 em.

6. DAFTAR PUSTAKA

I. Abidin, Z., 20 I0, "Nuklir dan Aplikasinya",STTN BATAN, Yogyakarta

2. Wardhana, WA., 2006, "Teknologi NuklirPro teks i Radiasi dan Aplikasiny".Penerbit ANDI, Yogyakarta

3. Panitia PPR STTN, 2010, Modul PelatihanPetugas Proteksi Radiasi, STTN-BATAN,Y ogjakarta

4. Anonim (2010).http://id.wikipedia.org/wiki/Citra diakses padatanggal 4 Agustus 20 II.

5. James R. Janesick, 200 I, Scientific chargecoupled devices, SPIE Press. Copyright.

6. Isa. M., 20 II, "Hubungan Tegangan denganCitra Radiografi Real Time Pesawat Sinar XRigaku Radioflex 250EGS3", STTN-BATAN,Y ogyakarta

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 404 Zainal Abidin dkk

1. PENDAHULUAN

Kanker servik merupakan jenis penyakitkanker paling banyak menyerang wanita9), masihban yak pasien yang belum ditangani melaluipenyembuhan teknik iradiasi 10). Biaya mahal akibattingginya harga peralatan brakiterapi menjadikendala utama. Dalam rangka memecahkan masalahinilah, PRPN mengembangkan peralatan brakiterapiyang berbasiskan pad a kandungan produk lokal.

PRPN telah menghasilkan perangkatbrakiterapi dengan dosis rendah (low dose rate).Namun perangkat ini memberikan efek kurangnyaman terhadap pasien, karena waktu yangdiperlukan untuk terapi lebih dari 5 jam. Kegiatanpengembangan brakiterapi dilanjutkan untuk dosissedang dengan sumber isotop Iridium-192berkapasitas pancar 5 - 10 Curie. Dengan kekuatanemisi radiasi seperti ini, lama terapi hanya dalamhitungan menit.

Sumber radiasi Ir 192 dengan kapasitaspancar 5-10 Ci termasuk dalam kelompok sumberradiasi menengah yang mempunyai dampakpemaparan radiasi yang berbahaya bagi kesehatanmanusia, jika tidak tepat pengunaannya.Oleh karenaitu perlu dilakukan perhitungan terhadap geraksumber didalam lubang tubing agar perjalanansumber tak mengalami hambatan atau berhenti padatempat tertentu sebelum sampai pada ujungaplikator. Dalam perhitungan ini akan digunakanmetoda segitiga yang dikembangkan di (1) dandikembangkan lebih lanjut menggunakan persamaanlingkaran. Adapun hasil yang diharapkan adalahperhitungan yang dapat menjamin sumber radiasidapat bergerak secara fkesibel dan lancar didalamlubang tube.

2. DASAR TEOR!

Gerak sumber radiasi didalam lubang tubedapat ditinjau berdasarkan besarnya radius minimum(r = rmin) pad a garis sumbu lubang tube danberdasarkan terbentuknya sudut lengkung tube.Berdasar besar radius minimum (rmin) pada garissumbu lubang tube, gerak sumber radiasi di dalamlubang tube diasumsikan berbentuk lingkarandengan radius tertentu, sebagaimana ditunjukkanpada Gambar 1.

B

x

Gambar 1. Lintasan sumber radiasi didalam

lubang tube

SEMINAR NASIONALSDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

Dan Gambar 1. diperoleh persamaan lingkaran,yaitu dalam koordinat global, lingkaran tersebutmengikuti persamaan :

(X-A)~ + (Y-B)~ = r~ 1)

keterangan :A dan B : sebagai titik pusat lingkaran, mmX dan Y : sebagai absis dan ordinat, mmr : jari-jari lingkaran pada garis sumbu sumberradiasi, mm

Sudut e terbentuk atas dasar ukuran panjang sumberradiasi IrI9~,yang terbentuk atas tiga titik pertemuandalam posisi ekstrim antara kedua ujung atas sumberradiasi dan garis tengah atas sumber radiasi denganlubang tubing, sehingga membentuk koordinat lokalpada titik (x" YI) dan (X3,Y3) pada kedua ujungnyadan (x~,y~) pada bagian tengah material sumberradiasi. Pada titik-titik dibawah ini ditentukan :

(x" YI) = (0,0)L

(x~,y~) =( "2 ,S)

(X3,Y3) =(L,O)

keterangan :L : panjang sumber radiasi, mmS : tinggi juring yang mempunyai jarak dari

c ke d, mmUntuk memudahkan perhitungan, titik pusat

koordinat dipindahkan ke (xl, yl) dan arah sumbu xsejajar dengan garis (xl,yl), (x3,y3). Dengandemikian lingkarannya. memiliki persamaan :

(x-a)~+ (y-bi = r~ 2)

Dengan (a,b) sebagai titik pusat lingkaran dalamkoordinat local, sebagaimana ditunjukkan dalamGambar 2.

y

radiasi

Gambar 2. Titik pusat (a,b) sebagai titik pusatlingkaran dalam koordinat lokal

Pada titik (x" YI) = (0,0), maka diperolehpersamaannya :

Sekolah linggi Teknologi Nuklir-BATAN 406 Sanda dkk


YOGY AKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

Pada

persamaannya :

L..., .,.,(- -at+ (S-bt = r

2

Pada titik (X3,Y3) =(L,O),persamaannya :

maka

maka

3)

diperoleh

4)

diperoleh

Dari Gambar 3. ditunjukkan ada dua lintasanmelengkung, satu lintasan melengkung ke arahbawah dan lintasan lainnya melengkung ke arah atasdengan besar radius lengkung pada garis sumbu tubesebesar 13 mm dan besar diameter dalam yangdilalui sumber radiasi sebesar 2 mm. Tube Ileksibel

tempat laluan batang sumber radiasi ditunjukkanpada Gambar 4.

(L_a)2+ b2 = r2Bila persamaan 3 = persamaan 5,harga a :

5)maka dihasilkan

1a= -L

26)

kemudian nilai a dimasukkan kedalam persamaan 4

diperoleh S2- 2Sb + b2 = r2 7)Juga a dimasukkan kedalam persamaan 5 :

L2diperoleh - + b2 = r2 8)

4selanjutnya hasil dari persamaan 3 dan 4

digabungkan, yaitu

Gambar 4. Tube Ileksibel temp at laluan batangsumber radiasi

S2 _ L2

maka diperoleh b - 42S

9)

Sedangkan berdasarkan terbentuknya sudutlengkung tube, gerak sumber radiasi didalam lubangtube diasumsikan seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Lintasan sumber radiasi didalam tube

Dari persamaan yang telah dihasilkan diatas, untukparameter S dan L harganya sudah diketahui, tetapiuntuk parameter a, b dan r harganya harus dicari.

Adapun berdasarkan terbentuknya sudutlengkung tube yang menjadi lintasan sumber radiasiditunjukkan pada gambar "Tube pemindah channel"Gambar 3.

Gambar 3. Tube pemindah channel untuk lintasansumber radiasi

bat ang sum er radiasi

pemindah channel pada sudut a

Dari Gambar 5. terdapat segl tlga APB, dengansudut pusat maksimum X menghadap sumberradiasi. Ketika sumber radiasi bergerak didalam tubelengkung, maka terdapat tiga (3) titik sentuh,diantaranya dua titik menyentuh bagian bawah tubelengkung dan satu titik menyentuh bagian atas tube

Sanda 407 Sekolah TInggi Teknologi Nuklir-BA TAN

lengkung. AB menunjukkan panjang sumber radisi,AP=BP merupakan radius (R) dari lengkung luartube, PC = radius dari lengkung dalam tube. Adapunbatang sumber radiasi yang telah diinstal pada slingditunjukkan pad a Gamba 6.

Batang sumberradisi

Gambar 6. Batang sumber radiasi yang telah diinstaldengan sling.

Dalam aturan cosinus segitiga diperoleh persamaanurnurn, yaitu



Dari Gambar 1. Lintasan sumber radiasi didalam

lubang tube diperoleh harga S, yang terbentuk atasterjadinya hubungan tiga (3) titik, yaitu pad a titik e, fdan g yang menunjukkan bahwa posisi tersebut pad abatang sumber radiasi tidak dapat bergerak, karenaterjadi pada radius minimum tubing dan pad a bagianatas batang sumber radiasi terdapat ruang yangterbentuk antara garis Iurus batang sumber radiasidan lengkungan terjauh dari diameter dalam tube,yaitu c - d atau disebut S. Adapun perhitungannyameliputi persamaan berikut :

1). Menghitung harga pada sumbu Y, yaitu harga b.

S2 _ L2

b= 42S

12 _ 102

b= 42.1

b = - 12 mm

Tabel 1. Koefisien gesek bukan metaf)

AB2 =AP2 +Bp2 -2AP.BP.cosX 10)

Adapun Evaluasi gerak batang sumber yangmenimbulkan gesekan atau friksi disajikan padaTabel 1., table dibawah adalah harga friksi slidingkoefisien kinetik untuk plastic dan metal pada baja.

No

1.2.

3.4.5.6.7.

Material

Teflon

NylonPolystyreneGlassDiamondCarbon

Graphite

Coefficient of friction

Dry sliding in airOn itself On steel

0,1 0,040,15-0,25 0,20,5 0,31 0,60,1 0,10,2 0,150,1 0,1

2). Menghitung harga radius/jari-jari minimal

V4 +b2

4

[L2r=V4 +b2

{1Q2r=V4 +(-12)2r= 13 mm.

Jari-jari yang diperoleh ini merupakan jari-jariminimum yang direkomendasikan, tidak bisa dibuatdengan harga jari-jari lebih kecil dari R = 13 mm,bila dipaksanakan untuk dibuat dengan harga kurangdari R = 13 mm, maka batang sumber radiasi tidakbisa lewat didalam lubang tube.

Sedangkan pada perhitungan tahap keduaberdasarkan terbentuknya sudut lengkung, diketahui

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan gerak fleksibelitas sumber radiasiIsotop Ir 192 di dalam lubang tube telah dilakukandengan dua (2) tahap perhitungan. Tahap pertamabesamya radius minimum (r = rmin) pada garissumbu lubang tube dan berdasarkan terbentuknyasudut lengkung tube. Pada perhitungan tahappertama besamya radius minimum (r = rmin) pad atube, diketahui :

Panjang batang sumber radiasi = 10 mmdengan diameter 1 mmDiameter dalam lubang tube = 2 mm.

Panjang batang sumber radiasi = 10 mm.Sudut X yang terbentuk oleh batang sumberradiasi terhadap sumbu pusat dengan jarijari = 15 mm.

Pada gambar 5. Lintasan sumber radiasi didalamtube pada sudut a, menunjukkan suatu hubungansegi tiga APB dengan sudut X, sedangkan sudut Xitu sendiri mempunyai harga yang sarna dengansudut a. Adapun perhitungannya menggunakanpersamaan berikut :

AB2 =AP2 +Bp2 -2AP.BP.cosX

Sekolah 7inggi Teknologi Nuklir-BATAN 408 Sanda dkk

4. KESIMPULAN

x= 38,94°X= IX = 38,94°



AP2 + Bp2 _ AB2cas X =-------

2.AP.BP

Dari hasil perhitungan diperoleh harga IX = 38,94°yang merupakan harga maksimum, harga tersebutmenunjukkan bahwa apabila tube dibuat dengansudut lebih besar dari IX, maka batang sumberradiasi tidak bisa lewat didalam lubang tube, karenapada posisi IX = 38,94° sudah terjadi tiga (3)pertemuan antara batang sumber radiasi denganlubang dalam tube.Kemudian gesekan yang terjadi antara tube Teflondan batang sumber radiasi yang dianggap sebagaibaja mempunyai nilai koefisien gesek hanya = 0,04dan asumsi rugi gesekan 0,5 kg, maka harga gayagesek kinetik fk = 0,2 N. Harga ini menunjukkanbahwa gay a gesekan yang terjadi antara Teflon danbahan baja sangat kecil, sehingga dari faktorgesekan gerak batang sumber radiasi bisa bergerakdengan mudah didalam lubang tube.

6. DAFTAR PUSTAKA

1. NUR KHASAN DKK, Perhitungan jarakmnimal antar carrier di dalam ruang radiasipada disain irradiator gamma ISG-500, Primavolume 7 nomor 13 Juni 2010, PuspiptekSerpong, 2010.

2. CARL E. PEARSON, "Handbook Of AppliedMathematics", Van Nostran Reinhold Company,New York, 1983.

3. EUGENE A. AVALLONE AND THEODOREBAUMEISTER Ill, "Standard Handbook ForMechanical Engineers", McGraw Hill, NewYork, 1997.

4. ROY E. BOLN, D.ENG. AND GEORGE L.TUVE, SC.D., "Crc HandbookOf TablesForAppliedEngineeringScience",CRC Press Inc, United State,1991.

5. CIKARIC S.,"Low Dose Rate Vs High DoseRate Brachytherapy And The External BeamTherapy Of The Cervical Carcinoma: Our 25Year Experience", Institute for Oncology andRadiology of Serbia ,Belgrade, Yugoslavia,2001.

6. SVENSSON K. GORAN, "Physical Aspects OfQuality Assurance In Radiation Therapy", AmericanInstitute of Physics, New York, 1994.

7. Jacob R., "60 Gy Isodose Volumes In Carcinoma OfThe Cervix And Their Realtion To The Geometry OfUterine Tube And Ovoids", The British Journal ofRadiology, 1999.

8. WISNU ARYA WARDHANA, "Teknologinuklir, proteksi radiasi dan aplikasinya", Cv.Andi Offset, Yogjakarta,2007.

9. http://www.kesrepro.info. bahaya kanker serviksbagi wanita

10. http://www.parkwaycancercentre.com/healthnews/artikell196

Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada :Kepala PRPN BATAN yang telahmemberikan dorongan untuk sentantiasaikut dalam seminar nasional.

Peneliti Utama PI PKPP yang membantuuntuk terwujudnya makalah ini.KPTF PRPN yang telah mengoreksimakalah ini.

S. UCAPAN TERIMAKASIH

152 + 152 -102

2.15.15cas X

Dari hasil perhitungan didapat harga radiusminimum tube sebesar 13 mm dan harga sudutnya38,94°. Harga radius minimum ini merupakan hargabatasan terendah, bisa saja seorang desainermembuat radius lebih besar dari harga itu, semakinbesar harga radius minimum, maka batang sumberradiasi akan semakin mudah bergerak didalamlubang tube. Adapun untuk harga sudut lengkungantube, sebesar 38,94° terse but adalah harga sudutmaksimum yang diijinkan untuk membuat sudutatau untuk membengkokan tube, tetapi bila desainermenghendaki sudut lebih kecil dari itu masihdiijinkan, hal tersebut menguntungkan, karena akanmembuat gerakan batang sumber radiasi semakinbergerak dengan mudah didalam lubang tube,sehingga gerak batang sumber radiasi didalamlubang tube dapat berjalan dengan lancar dandijamin fleksibel.

Sanda 409 Sekolah 7illggi Tekllologi Nuklir-BA TAN

perhitungan gerak fleksibelitas sumber radiasi...

Documents