Dosimetri Absolut - Radioterapi

 Hubungan Kerma dan Dosis Serap

    Dosis serap merupakan konsentrasi energi yang diserap oleh suatu jaringan, dosis serap dapat didefinisikan sebagai energi per satuan massa yang ditunjukkan dengan persamaan berikut:

D = dE/dm

dengan satuan:

1 Gy = 1 J/Kg

1 Gy = 100 rad

    Kerma adalah jumlah energi kinetik dari suatu partikel bermuatan yang terionisasi. Kerma dapat didefinisikan sebagai energi kinetik per satuan maas, ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut:

K = dEtr/dm

Energi foton dapat terbagi atas 2 jenis, yaitu:

• Transfer energi ke partikel sekunder bermuatan
• Transfer energi dari partikel bermuatan ke medium melalui ionisasi dan eksitasi

Perbedaan mendasar dari kerma dan dosis serap ialah bahwa kerma hanya terjadi di satu titik pada atom, sedangkan dosis serap terjadi sepanjang pancaran energi yang dihasilkan. Beberapa besaran yang perlu diketahui tentang ini diantaranya yaitu:

• Koefisien atenuasi linier ư
• Koefisien atenusi massa ư/p
• Koefisien transfer energi ưtr = (Etr/hu)ư
• Koefisien penyerapan energi (1-g)

Pengukuran Dosis Serap

• FLUENCE     

Fluence digunakan untuk menggambarkan sinar radiasi pengion monoenergetik. Terdiri dari fluence partikel, fluence energi, kecepatan fluence partikel dan kecepatan fluence energi. Particle fluence adalah jumlah partikel dN yang datang pada bidang luas penampang dA, yang dapat dirumuskan sebagai dN / dA. Tingkat fluence partikel adalah hasil bagi dari kenaikan fluence dalam interval waktu yang tetap. Energi fluence adalah jumlah insiden energi radiasi dE pada bidang luas penampang dA dengan satuannya adalah J / 𝑚2. Tingkat fluence energi adalah hasil bagi dari kenaikan fluence energi dalam interval waktu yang tetap.

• KERMA

    Akronim untuk energi kinetik yang dilepaskan per satuan massa adalah jumlah rata-rata energi yang ditransfer dari radiasi pengion tidak langsung ke radiasi pengion langsung. Energi foton diberikan ke materi dalam dua tahap, yaitu radiasi foton mentransfer energi ke partikel bermuatan sekunder (elektron) melalui interaksi foton yang berbeda dan partikel bermuatan mentransfer energi ke medium melalui eksitasi atom dan ionisasi. Satuan KERMA- J / Kg = Gy. Kerma terdiri dari tumbukan Kerma dan radiatif Kerma (bremsstrahlung).

• Eksposur dan KERMA

    Eksposur didefinisikan sebagai dQ / dM di mana dQ adalah muatan total ion dari satu tanda yang dihasilkan di udara ketika semua elektron yang dibebaskan oleh foton bermassa dM di udara benar-benar berhenti di udara. Eksposur adalah ionisasi ekuivalen dari tumbukan KERMA (𝑘𝑐𝑜𝑙) di udara. Dihitung dari 𝑘𝑐𝑜𝑙 dengan mengetahui muatan ionisasi yang dihasilkan per unit energi yang disimpan oleh foton. KERMA hanya berhubungan dengan balok foton, ini sebanding dengan kelancaran energi foton dan maksimum di permukaan dan menurun secara eksponensial dengan kedalaman.

• Dosis yang diserap di Udara

    Penentuan dosis yang diabsorbsi dari pemaparan dilakukan dengan mudah di bawah kesetimbangan elektronik. Sinar energi rendah dikalibrasi di udara dalam kaitannya dengan paparan dalam rontgen. Pajanan kemudian diubah menjadi dosis di ruang bebas dengan cara mengalikan dosis di ruang bebas dengan faktor hamburan balik. Kami mendapatkan Dmax (dosis pada kedalaman dosis maksimum dalam hantu air). Faktor konversi 0,876 digunakan dari rontgen ke cGy untuk udara di bawah kesetimbangan elektronik.

• Dosis terserap dalam medium

    Faktor konversi f digunakan untuk mengubah rontgen menjadi rad, tergantung pada koefisien absorpsi energi massa medium relatif terhadap udara dan merupakan fungsi media komposisi serta energi foton. Pada energi foton yang lebih tinggi di mana efek Compton dominan, faktor f hampir sama untuk semua material.

• Daya henti

    Daya henti terdiri atas daya henti linier dan daya henti massa. Daya henti linier adalah nilai yang diharapkan dari laju kehilangan energi per satuan panjang jalur partikel bermuatan. Daya henti massa adalah daya henti linier dibagi dengan massa jenis media penyerap. Daya henti ada dua jenis, yaitu:

1) daya henti tumbukan (ionisasi) akibat interaksi partikel bermuatan dengan elektron orbital atom.

2) daya henti radiasi yang dihasilkan dari interaksi partikel bermuatan dengan inti atom.

Daya henti tabrakan massal terjadi ketika laju rata-rata kehilangan energi oleh partikel bermuatan di semua tabrakan keras dan lunak. Tabrakan lembut terjadi ketika partikel bermuatan melewati atom pada jarak yang cukup jauh, sejumlah kecil energi ditransfer ke atom media penyerap dalam satu tabrakan. Tabrakan keras terjadi ketika partikel bermuatan melewati atom pada jarak yang sama dengan jari-jari atom, elektron sekunder dengan energi yang cukup besar dikeluarkan dan membentuk jalur terpisah.

• Teori rongga Bragg Grey

    Untuk mengukur dosis yang diserap dalam media, perlu untuk memasukkan alat / dosimeter peka radiasi ke dalam media. Ukuran rongga kecil menengah atau besar dibandingkan dengan kisaran partikel bermuatan sekunder yang diproduksi dalam medium. Teori ini menghubungkan dosis yang diserap dalam media sensitif dosimeter dengan dosis yang diserap di sekitar media yang mengandung rongga. Kondisi untuk penerapan teori ini yaitu:

1) Rongga harus lebih kecil dibandingkan dengan kisaran partikel bermuatan yang ada di atasnya, sehingga keberadaannya tidak mengganggu fluensi partikel bermuatan dalam medium.

2) dosis yang diserap dalam rongga disimpan hanya oleh partikel bermuatan yang melewatinya.

    Pada bagian 1 fluensi elektron adalah sama dan sama dengan fluensi kesetimbangan di media sekitarnya. Kondisi ini hanya dapat berlaku di daerah kesetimbangan partikel bermuatan (cpe). Adanya rongga akan selalu menyebabkan sejumlah gangguan fluensi yang membutuhkan faktor koreksi. Pada bagian 2 semua elektron yang mendepositkan dosis di dalam rongga diproduksi di luar rongga dan sepenuhnya melintasi rongga. Tidak ada elektron sekunder yang diproduksi di dalam rongga dan tidak ada elektron yang berhenti di dalam rongga. Teori Bragg Grey menyatakan bahwa dosis ke medium sama dengan produk dari dosis ke rongga dan rasio kekuatan penghentian tabrakan massa tak terbatas rata-rata dari medium dan rongga.

𝐷𝑚𝑒𝑑 = 𝐷𝑐𝑎𝑣 (𝑠 𝑝) 𝑚𝑒𝑑.𝑐𝑎𝑣

Pemenuhan kondisi Bragg Grey bergantung pada ukuran rongga, kisaran elektron dalam medium rongga, media rongga, dan energi elektron. Dosis teori ini tidak memperhitungkan pembentukan elektron sekunder yang dihasilkan akibat tumbukan keras.

• Titik pengukuran efektif

    Ruang sejajar bidang Jika ruang memiliki pemisahan pelat kecil dan fluensi elektron sebagian besar mengarah ke depan maka dapat diasumsikan bahwa titik pengukuran adalah permukaan depan rongga. Ruang silinder Titik pengukuran dalam balok searah dari pusat dan menuju sumber dipindahkan oleh 0.85r (r = jari-jari internal ruang).

• Kalibrasi Phantom

    

    Kalibrasi foton dan berkas elektron dilakukan di hantu air. Dimensi yang disarankan adalah minimal 30x30x30 𝑐𝑚3. Jika balok masuk ke dalam bayangan dari dinding samping plastik, maka digunakan faktor penskalaan akrilik 1cm = 1,12cm air. Ruang kedap air - ruang ion silinder bisa kedap air dengan selongsong akrilik tipis (tebal <1mm). Ruang harus masuk ke dalam selongsong dengan sedikit hambatan dan celah udara minimal.

Metode pengukuran dosis serap

• Calorimetry
• Chemical dosimetry
• Solid state methods
• Silicon diodes
• Radiographic film
• Radiochromic film