## Verifikasi Dosimetri Teknik Stereotactic Body Radiotherapy
(SBRT) Metastasis Tulang: Studi Kasus Menggunakan Fantom Homogen dan Inhomogen
Yosi Sudarsi Asril 1) , Wahyu Edy Wibowo 2) , dan Supriyanto Ardjo Pawiro 3)
1,3) Fakultas MIPA, Universitas Indonesia, 2) Departemen Radioterapi, RSUP Cipto Mangunkusumo
Intisari: Kanker menyebabkan 13% dari total semua kasus penyebab kematian, dan matastasis tulang adalah komplikasi  umum  dari  kanker  yang  terjadi  diatas  40%  pada  pasien  onkologi.  Sekitar  70%  metastasis  akan melibatkan  tulang  belakang.  Stereotactic  body  radiotherapy  (SBRT)  adalah  salah  satu  teknik  yang  dapat menangani metastasis tulang karena dapat memberikan dosis radiasi tinggi pada volume kecil dengan margin yang  sangat  rapat.  Dalam  perencanaan  radioterapi  untuk  foton  energi  tinggi  sering  tidak  sesuai  dalam memperkirakan  distribusi  dosis  dengan  keberadaan  material  tidak  homogen.  Oleh  karena  itu  dibandingkan hasil dosis pada fantom homogen (CIRS Model 002 H9K) dengan fantom inhomogen (CIRS Model 002 LFC) menggunakan tiga dosimeter, yaitu mikrochamber exradin A16, film gafchromic EBT3, dan TLD LiF: Mg, Ti rods .  Hasil  yang  didapatkan  dari  pengukuran  kedua  fantom  membuktikan  bahwa  film  gafchromic  EBT3 merupakan dosimeter terbaik dalam pengukuran dosis pada lapangan kecil dengan masing-masing deskripansi -0,30%  pada  fantom  homogen  dan  -1,57%  pada  fantom  inhomogen.  Mikrochamber  juga  memperlihatkan kemampuannya dengan mendapatkan deskripansi tidak begitu jauh dengan film gafchromic EBT3 yaitu -0,52% pada fantom homogen dan -3,87% pada fantom inhomogen. Sedangkan menggunakan TLD LiF:Mg, Ti rods masing-masing deskripansinya -11,96% dan -13,88% pada fantom homogen dan inhomogen.
Kata kunci: Metastasis Tulang, SBRT, Mikrochamber Exradin A16, Film Gafchromic EBT3, TLD LiF:Mg, Ti rods Abstract: Cancer causes 13% of all cases the cause of death, and bone metastases is a common complication of  cancer  that  occurs  above  40%  in  oncology  patients.  Approximately  70%  will  involve  spinal  metastases. Stereotactic  body  radiotherapy  (SBRT)  is  one  technique  that  can  handle  bone  metastases  because  it  can provide a high radiation dose to a small volume with a very tight margin. In the planning of radiotherapy for high-energy  photons  are  often  not  suitable  to  estimating  dose  distribution  in  inhomogeneous  material. Therefore, compared the dose results in homogeneous phantom (CIRS Model 002 H9K) with  inhomogeneous phantom  (CIRS  Model  002  LFC)  using  three  dosimeter;  mikrochamber  exradin  A16,  gafchromic  film  EBT3, and TLD LiF: Mg, Ti rods. The result from both phantom measurements prove that the gafchromic filn EBT3 is the  best  dosimeter  in  measuring  dose  in  small  field  with  descripansies  dose  -0,30%  and  -1,57%  in homogeneous  and  inhomogeneous  phantom.  Mikrochamber  also  showed  the  ability  to  get  descripansies  as good  as  gafchromic  film  EBT3  is  -0,52%  and  -3,87%  in  homogeneous  and  inhomogeneous  phantom.  While descripansies  using  the  TLD  LiF:Mg,  Ti  rods  is  -11,96%  and  -13,88%  in  homogeneous  and  inhomogeneous phantom.
Keywords: Bone Metastasis, SBRT, Mikrochamber Exradin A16, Gafchromic Film EBT3, TLD LiF:Mg, Ti rods Email: yosisudarsi@gmail.com

## 1 PENDAHULUAN
anker menyebabkan 13% dari total semua kasus penyebab kematian, dan matastasis pada tulang adalah  komplikasi  umum  dari  kanker  yang  terjadi diatas  40%  pada  pasien  onkologi[1]. Sekitar sepertiga dari semua pasien kanker akan mengalami metastasis  tulang  dan  sekitar  70%  metastasis  akan melibatkan  tulang  belakang[2].  Metastasis  tulang tersebut  dan  kanker  primer  itu  sendiri  dapat menyebabkan  pasien  merasakan  rasa  sakit  yang besar dan gangguan fungsional[3]. Stereotactic body radiotherapy  (SBRT)  adalah  salah  satu  teknik  yang dapat  menangani  metastasis  tulang  karena  dapat
memberikan  dosis  radiasi  tinggi  pada  volume  kecil dengan  margin  yang  sangat  rapat.  Dalam perencanaan  radioterapi  untuk  foton  energi  tinggi sering  tidak  sesuai  dalam  memperkirakan  distribusi dosis dengan keberadaan material tidak homogen[4].  Oleh  karena  itu  dibandingkan  hasil dosis pada fantom homogen (CIRS Model 002 H9K) dengan  fantom  inhomogen  (CIRS  Model  002  LFC) menggunakan  tiga  dosimeter,  yaitu  mikrochamber exradin  A16,  film  gafchromic  EBT3,  dan  TLD  LiF: Mg, Ti rods.
K

## 2 KAJIAN LITERATUR DAN PEGEMBANGAN HIPOTESIS
Radioterapi  paliatif  efektif  mengontrol  rasa  sakit pada  pasien  dengan  metastasis  tulang  belakang, namun  dosis  yang  lebih  tinggi  pada  radioterapi mungkin  dibutuhkan  untuk  kontrol  tumor  dan mencegah  kerusakan  tulang  pada  tulang  belakang yang  dapat  menghasilkan  ketidakstabilan  tulang belakang.  Sensitifitas  tulang  belakang  pada  radiasi umumnya  tidak  memungkinkan  dosis  radiasi  tinggi pada tulang belakang atau re-iradiasi menggunakan teknik  konvensional.  Oleh  karena  itu,  telah  dikem- bangkan  berbagai  teknik  untuk  mengoptimalkan pengiriman  dosis  radiasi  untuk  kasus  metastasis tulang  untuk  melindungi  tulang  belakang,  salah satunya  adalah Stereotactic  Body  Radiotherapy [5]. SBRT memberikan dosis radiasi dalam ukuran besar, biasanya  6-30  Gy  tiap  fraksi.  Jumlah  fraksi  dalam SBRT  adalah  lima  atau  lebih  sedikit  selama  waktu tertentu  untuk  mencapai biologically  effective  dose (BED) tinggi [6].

## 3 METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  dilakukan  di  RSUP  Cipto Mangunkusumo  (RSCM),  Jakarta  Pusat,  mengguna- kan beberapa alat dan material, antara lain: Pesawat LINAC  Synergy  Elekta,  TPS  pinnacle 3 ,  pesawat  CT Simulator  GE Brightspeed ,  fantom  CIRS  inhomogen model  002  LFC,  fantom  CIRS  homogen  model  002 H9K, dosimeter TLD LiF:Mg,Ti rod , Film gafchromic EBT3, dan detektor bilik ionisasi Exradin A16.
Kalibrasi dilakukan pada dosimetri TLD dan Film Gafchromic  EBT3.  Kalibrasi  TLD  dilakukan  untuk mendapatkan  hubungan  nilai  bacaan  TLD  dengan nilai dosis. Kalibrasi film gafchromic EBT3 dilakukan untuk  menentukan  hubungan  antara  dosis  dengan bacaan  nilai  piksel  film.  Baik  kalibrasi  TLD  maupun film  gafchromic  EBT3  dilakukan  menggunakan  dua nilai rentang dosis, yakni dosis rendah yang rentang dosisnya  dari  10-500  cGy  dan  dosis  tinggi  yang rentang  dosisnya  dari  500-1800cGy  dan  menggu- nakan solid  water  phantom yang  dipapar  dengan energi  foton  6  MV,  menggunakan  teknik  SSD  100 cm, luas lapangan 10 x 10 cm 2 , dan kedalaman (z) 5 cm.  Hanya  TLD  yang  sensitivitasnya  memiliki standar  deviasi  ±3%  yang  digunakan  pada  setiap kelompok TLD yang terdiri dari 3 buah rod TLD.
Gambar 1. Pengukuran pada fantom homogen Sebelum  pengukuran,  dilakukan  pemindaian sebelumnya  terhadap  kedua  fantom  menggunakan CT  Simulator GE  BrightSpeed .  Pemindaian  pada kedua  fantom  sangat  penting  dilakukan  untuk kepentingan perencanaan dimana titik referensi dan volume  target  dapat  diketahui;  berhubung  peng- ukuran yang dilakukan adalah pengukuran dosis titik yang  dilakukan  tepat  pada isocenter .  Hasil  citra  per slice yang  didapatkan  dari  pemindaian  tersebut, akan  dikirim  ke software TPS  Pinnacle 3 dan  kemu- dian dilakukan proses countoring serta perencanaan radiasi  yang  akan  diterapkan.  Perencanaan  radiote- rapi  teknik  SBRT  menggunakan  TPS  Pinnacle 3 dengan teknik perhitungan forward planning dengan dosis  preskripsi  5  Gy/12  fraksi  pada  titik isocenter tulang.
Gambar 2. Diagram Penelitian
Analisa  data  dosimetri  dilakukan  dengan  meng- acu pada rekomendasi AAPM TG 119, 2009 dengan mengkalkulasi  besarnya  perbedaan  dosis  (diskre-
pansi)  relatif  antara  nilai  dosis  dari  hasil  data  dosi- metri pada pengukuran (D measured ) dengan nilai dosis hasil  perencanaan  TPS  (D planned )  menggunakan  per- samaan sebagai berikut:
dengan Dmeas adalah  nilai  dosis  hasil  pengukuran dan Dplan adalah  nilai  dosis  hasil  perhitungan perencanaan TPS.

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran  dosis  di  titik  target  secara  statik  pada fantom homogen dan fantom inhomogen  dilakukan menggunakan  tiga  dosimeter;  Film  Gafchromic EBT3,  Mikrochamber  Exradin  A16,  dan  TLD  LiF: Mg,  Ti rods .  Ketiga  dosimeter  diukur  pada  titik  iso- center  pada  target  tulang  yang  disesuaikan  dengan perencanaan yang telah dibuat.
Secara umum, pengukuran kedua fantom meng- gunakan  teknik  SBRT  menunjukkan  hasil  yang  baik walaupun  pengukuran  didominasi  dengan  pola un- derestimate (dosis  yang  terukur  lebih  rendah  dari- pada  dosis  perencanaan).  Hal  ini  disebabkan  oleh beberapa hal; yaitu pertama, penggunaan lapangan kecil  pada  teknik  SBRT  menyebabkan  tidak  terpe- nuhinya charged  particle  equilibrium dikarenakan ukuran lapangan yang lebih kecil dibandingkan jarak elektron  pada  sisi  lateral  sehingga  terjadilah lateral electronic disequilibrium [7][8]. Kedua, yaitu efek vo- lume  averaging dimana  ukuran  ionisasi  chamber harus  sebanding  atau  lebih  kecil  dibandingkan dengan  ukuran  lapangan  radiasi[7]  agar  tidak mengalami  penurunan  resolusi  spasial  atau  efek volume  averaging .  Kedua  efek  ini  berdampak  pada penelitian  Oh et  al., 2014[9]  yang  menyatakan bahwa hasil dari pengukuran dosis di lapangan kecil dominan underestimate disebabkan oleh adanya lat- eral electron disequilibrium (LED).
Jika  ditinjau  dari  densitas  dan  komposisi  kedua fantom, hal tersebut juga dapat mempengaruhi nilai diskrepansi  tiap  dosimeter.  Terlihat  bahwa  karakte- ristik fantom inhomogen terdiri dari berbagai densi- tas, yaitu paru, tulang dan jaringan lunak, sedangkan karakteristik  fantom  homogen  hanya  terdiri  dari densitas  jaringan  lunak  ( soft  tissue )  dan  tulang. Adanya efek inhomogenitas ini  juga mempengaruhi penurunan  dosis  disebabkan  terdapatnya  berkas foton pada rongga udara dalam paru, karena menu- rut  Engelsman et  al., 2001[4],  foton  energi  tinggi sering  tidak  sesuai  dalam  memperkirakan  distribusi dosis  dengan  keberadaan  material  tidak  homogen. Terlihat pada tabel 1, nilai diskrepansi untuk keselu-
ruhan  dosimeter  di  fantom  inhomogen  memang jauh  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  fantom  ho- mogen.
Tabel 1. Diskrepansi dosis target pada ketiga dosimeter
Jika  ditinjau  dari  masing-masing  dosimeter,  film gafchromic EBT3 memiliki nilai diskrepansi yang cu- kup  baik  dibandingkan  dua  dosimeter  lainnya.  Hal ini  dikarenakan  karakteristik  film  gafchromic  EBT3 yang  memiliki  resolusi  spasial  yang  tinggi,  sehingga gradian  film  gafchromic  EBT3  ini  dapat  menunjuk- kan kemampuannya saat diberikan dosis tinggi. Hasil yang tidak begitu jauh dicapai oleh dosimeter Exra- din  A16.  Jenis  mikrochamber  ini  memiliki  volume sekitar  0,007  cm 3 yang  cocok  dalam  pengukuran lapangan  kecil[10].  Walaupun  nilainya  diskrepan- sinya underestimate dan  menunjukan  adanya  efek volume  averaging ,  tetap  saja  nilai  diskrepansinya  ti- dak begitu jauh dari film gafchromic EBT3 dan dapat membuktikan  bahwa  dosimeter  exradin  A16  cukup menunjukkan  kemampuannya  dalam  mengukur  di titik  lapangan  kecil.  Tetapi  pada  dosimeter  TLD LiF:Mg,Ti rod ,  diskrepansinya  cukup  jauh  dan  me- miliki  akurasi  yang  buruk  dibandingkan  dua  dosi- meter  lainnya.  Hal  ini  dikarenakan  TLD  adalah  do- simeter  dengan  tingkat  ketidakpastian  yang  tinggi, selain  karena  ukuran  dimensinya  yang  kecil,  proses pembacaan  ( reading )  dan annealing juga  mempe- ngaruhi  optimal  atau  tidaknya  nilai  dosis  didalam- nya,  berhubung  pembacaan  harus  menggunakan suhu yang tepat agar elektron terlepas dari trap da- lam  TLD[11].  Untuk  lebih  jelasnya,  nilai  diskrepansi ketiga dosimeter dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik Pengukuran fantom homogen dan inhomogen secara statik
CT-number Dosimeter Diskrepansi CIRS 002H9K (HOMOGEN) Exradin A16 -0,52% Film Gafchromic EBT3 -0,30% TLD LiF: Mg, Ti -11,96% CIRS 002LFC (INHOMOGEN) Exradin A16 -3,87% Film Gafchromic EBT3 -1,57% TLD LiF: Mg, Ti -13,88%
Exradin A16 Film EBT 3 TLD -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 Homogen Inhomogen Diskrep an si (%) Dosimeter Fantom Homogen vs Fantom Inhomogen

## 5 SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  pada fantom homogen dan fantom inhomogen, dosimeter terbaik  dalam  pengukuran  di  titik  tulang  menggu- nakan  teknik  SBRT  adalah  Film  Gafchromic  EBT3 dengan diskrepansi pada fantom homogen sebesar - 0,30% dan fantom inhomogen sebesar -1,57%.
REFERENSI _____________________________
[1] C. Greco, O. Pares, N. Pimentel, E. Moser, V. Louro, X. Morales, B. Salas, and Z. Fuks, “Spinal metastases: From conventional fractionated radiotherapy to single- dose SBRT,” Reports Pract. Oncol. Radiother. , vol. 20, no. 6, pp. 1–10, 2015.
[2] G. M. Berardino De Bari, Filippo Alongi, Gianluca Mortellaro, Rosario Mazzola, Schiappacasse Luis, “Spinal Metastases: Is Stereotactic Body Radiation Therapy Supported by evidences.pdf,” Crit. Rev. Oncolgy/Hematology , pp. 1–12, 2015.
[3] G. Bedard and E. Chow, “The failures and challenges of bone metastases research in radiation oncology,” J. Bone Oncol. , vol. 2, no. 2, pp. 84–88, 2013.
[4] M. Engelsman, E. M. F. Damen, K. De Jaeger, K. M. Van Ingen, and B. J. Mijnheer, “The effect of breathing and set-up errors on the cumulative dose to a lung tumor,” Radiother. Oncol. , vol. 60, no. 1, pp. 95–105, 2001.
[5] X. S. Wang, L. D. Rhines, A. S. Shiu, J. N. Yang, U. Selek, I. Gning, P. Liu, P. K. Allen, S. S. Azeem, P. D.
Brown, H. J. Sharp, D. C. Weksberg, C. S. Cleeland, and E. L. Chang, “Stereotactic body radiation therapy for management of spinal metastases in patients without spinal cord compression: A phase 1-2 trial,” Lancet Oncol. , vol. 13, no. 4, pp. 395–402, 2012.
[6] S. H. Benedict, D. Followill, J. M. Galvin, W. Hinson, B. Kavanagh, P. Keall, M. Lovelock, S. Meeks, T. Purdie, M. C. Schell, B. Salter, T. Solberg, D. Y. Song, R. Timmerman, D. Verellen, and L. Wang, “Stereotactic body radiation therapy : The report of AAPM Task Group 101,” no. May, pp. 4078–4101, 2010.
[7] R. J. Underwood, “Small field dose calibrations with gafchromic film,” no. May, p. 73, 2013.
[8] F. J. Spang, “Monte Carlo study of the dosimetry of small-photon beams using CMOS active pixel sensors,” 2011.
[9] S. A. Oh, J. W. Yea, R. Lee, H. B. Park, and S. K. Kim, “Dosimetric Verifications of the Output Factors in the Small Field Less Than 3 cm 2 Using the Gafchromic EBT2 Films and the Various Detectors,” vol. 25, no. 4, pp. 218–224, 2014.
[10] M. R. McEwen, “Measurement of ionization chamber absorbed dose k(Q) factors in megavoltage photon beams.,” Med. Phys. , vol. 37, no. 5, pp. 2179–2193, 2010.
[11] A. Fitriandini, “Perbandingan Dosimetri Teknik 3d-Crt, IMRT dan SBRT Pada Kasus Kanker Paru-Paru Berbasis Bilik Ionisasi, TLD Dan Film Gafchromic EBT2No Title,” 2015. _________________________________