## TREATMENT PLANNING SYSTEM ( TPS ) KANKER PAYUDARA MENGGUNAKAN TEKNIK 3DCRT
Wida Farhiyati 1) , Rinarto Subroto 2) , I Wayan Ari Makmur 2) , Nurul Qomariyah 1) , Rahadi Wirawan 1)
1) Program Studi Fisika, FMIPA, Universitas Mataram, Mataram, Indonesia
2) Instalasi Radioterapi, Rumah Sakit Umum Daerah Provinsi NTB, Mataram, Indonesia
Corresponding author : Rahadi Wirawan E-mail : rwirawan@unram.ac.id
Diterima 20 April 2020, Disetujui 28 April 2020
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi hasil  simulasi TPS teknik 3DCRT pada  kasus kanker payudara agar sesuai dengan standar yang diizinkan International Commission on Radiation Units and Measurements ( ICRU ).  Proses TPS menggunakan  program Eclipse dengan  algoritma Anisotropic Analytical Algorithm . Kurva histogram dosis volume kumulatif 3DCRT dianalisis untuk mendapatkan dosis  radiasi  yang  diterima organ  at  risk ( OAR )  paru-paru  kiri,  paru-paru  kanan  dan jantung.  Hasil TPS menunjukkan dosis yang diterima OAR berada di bawah batas ambang yang ditentukan yaitu paru-paru kiri dengan mean dose 54,7 cGy yang melingkupi volume 1238,5 cm 3 dan pada paru-paru kanan dosis mean dose 2113,2 cGy melingkupi volume 1474,5 cm 3 serta pada jantung mean dose 96,5 cGy  melingkupi volume 175,5 cm 3 .  Simulasi TPS yang dilakukan berhasil mendapatkan data perencanaan penyinaran  kasus kanker payudara yang memenuhi syarat dosis relatif yang melingkupi volume PTV yang diizinkan ICRU (volume terlingkupi 95%-107%) yaitu besarnya dosis relatif untuk target sebesar 95% yang melingkupi 95,5% volume target.
Kata kunci: radioterapi, TPS , dosis, PTV , OAR .

## ABSTRACT
This study objective is to evaluate the simulation results of the 3DCRT technique TPS  in breast cancer cases to conform to the standards permitted by the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU). The TPS process uses the Eclipse program with the Anisotropic Analytical Algorithm algorithm. The 3DCRT cumulative dose-volume histogram curve was analyzed to obtain the absorbed dose received by the organ at risk (OAR) of the left lung, right lung and heart. The TPS results show that the dose received by OAR was below the prescribed threshold of the left lung with a mean dose of 54.7 cGy covering a volume of 1238.5 cm3 and to the right lung the mean dose of 2113.2 cGy surrounding the volume of 1474, 5 cm3 and at the heart the mean dose of 96.5 cGy covers a volume of 175.5 cm 3. TPS simulation carried out successfully obtained data on the planning of radiation from breast cancer cases that met the relative dosage requirements that covered the volume of PTV permitted by ICRU (95% -107% enclosed volume), that is, the relative dose for the target of 95% which covered 95.5% of the target volume.
Keywords: radiotherapy, TPS , dose, PTV , OAR.
PENDAHULUAN Kanker  merupakan  perubahan  sel menjadi  tidak normal dan mengalami peningkatan  jumlah  yang tidak terkendali. Salah satu kasus kanker yang banyak dialami dan dijumpai pada wanita adalah kanker payudara. Mamografi dan Magnetic
Resonance Imaging ( MRI )  digunakan untuk skrining pendeteksian kangker payudara (Sun, et al., 2017).  Adapun  metode yang dapat diaplikasikan untuk memusnahkan sel-sel kanker tersebut adalah dengan menembakkan radiasi pengion dosis  tinggi atau radioterapi
berkas eksternal. Radiasi yang ditembakkan tersebut  dapat  merusak  sel-sel kanker sehingga menghambat proses multiplikasi sel- sel  kanker tersebut. Sementara itu, penggunaan radiasi pengion dosis tinggi dapat juga memberikan efek merusak jaringan normal ( Organ at Risk - OAR ). OAR untuk kasus kanker payudara adalah paru-paru dan jantung. Oleh karenanya diperlukan suatu perencanaan radioterapi yang cermat dan akurat. Perencanaan  tersebut dapat dilakukan secara terkomputerisasi atau computerized treatment planning system ( TPS ). TPS
bertujuan memaksimalkan dosis yang diterima target (sel kanker)  dan meminimalkan  dosis pada jaringan  normal  (Evans, 2005). Salah satu teknik yang dapat diaplikasikan adalah
3DCRT
( Three-Dimensional Conformal Radiation Therapy ).  Rekonstruksi citra 3D memungkinkan untuk mengetahui posisi dan volume organ sehingga penentuan  dosis radioterapi menjadi  lebih akurat dan dapat membantu  menentukan dosis  yang  akan diterima  oleh organ  at  risk (Siti  dkk.,  2013). Seperti halnya penelitian Sugyanti dkk. (2015) yang menganalisis  dosis    radiasi    yang diterima paru-paru untuk citra kanker payudara. Sementara  Gerardina et al . (2016) berhasil mengembangkan perencanaan 3DCRT yang mudah dan sederhana  untuk  pasien  dengan payudara  berukuran  besar/terjumbai  dan/atau pasien dengan indeks massa tubuh ( BMI ) tinggi. Perencanaan perlakuan radiasi dengan teknik 3D terdiri atas informasi dosis dari matriks 3D anatomi tubuh pasien, dimana penentuan volume merupakan persyaratan utama untuk mendapatkan dosis yang akurat. Volume yang dimaksud antara lain planning target volume ( PTV ), Organ  at  Risk ( OAR) (Neal, 2007; Berthelsen et al. , 2007). Informasi distribusi dosis untuk 3D ditampilkan dalam bentuk histogram dosis volume ( Dose Volume Histogram-DVH ) dan digunakan untuk evaluasi kuantitatif rencana perlakuan. DVH
merangkum informasi yang terkandung dalam distribusi dosis 3D dan merupakan alat yang sangat kuat untuk evaluasi kuantitatif rencana perawatan  (Parker  &  Patrocinio, 2005).  Pada tulisan ini, diuraikan hasil analisis simulasi TPS teknik 3DCRT pada  suatu  kasus kanker payudara. Analisis ditujukan untuk mendapatkan persentase dosis yang diterima target ( PTV ) dan OAR di sekitar target tersebut agar  sesuai dengan standar yang diizinkan International Commission on Radiation Units and Measurements ( ICRU ).
METODE PENELITIAN Peralatan yang digunakan antara lain seperangkat hardware ( CPU,  High  resolution graphics  monitor, hard disc, disks/CD-ROM, keyboard dan mouse, digitizer, laser, backup storage facility, network connections ) dan software Eclipse untuk proses TPS (meliputi Input Routines , bentuk anatomi , beam geometry (virtual simulation) , kalkulasi dosis, histogram dosis volume ( DVH ), Digital Reconstruction Radiographic ( DRR ). Simulasi dilakukan  pada  Instalasi Radioterapi, Rumah Sakit Umum Daerah Provinsi NTB. Untuk TPS menggunakan  program Eclipse dengan algoritma Anisotropic
Analytical Algorithm ( AAA) , dimana  untuk mempermudah penentuan dosis hanya dengan satu titik dengan akurasi 94%. Adapun diagram alir proses TPS dapat diamati pada Gambar 1.
Gambar 1. Proses computerized treatment planning system ( TPS )
Luaran proses TPS adalah grafik hubungan antara persentase dosis yang diterima  target  terhadap persentase volume target pada histogram  dosis  volume  kumulatif ( CDVH ). Ketika persentase dosis relative yang diterima  oleh target sama dengan persentase volume target maka hasil perencanaan sudah sesuai dengan ketentuan yang ditetapkan. ICRU No. 50 merekomendasikan bahwa persentase dosis yang berada pada PTV berkisar antara 95% sampai 107%, dimana dosis 100% berada pada pusat PTV (Landberg et al. , 1999;  Parker & Patrocinio, 2005) . Namun jika persentase dosis yang diterima lebih kecil atau lebih besar dari persentase volume maka dilakukan pengaturan filter baji ( wedge ) pembentuk profil berkas isodose atau multileaf collimator ( MLC )  agar dosis maksimum diterima target, sementara dosis minimum diterima OAR .  Pada proses TPS untuk distribusi dosis penyinaran target volume ini digunakan sumber energi radiasi 6 MV.
HASIL DAN PEMBAHASAN Simulasi dan perhitungan dosis radiasi (dosis serap) dilakukan oleh medical physicist /
dosimetris menggunakan TPS yang Cumulative Dose Volume Histogram Target dan OAR Pengaturan MLC Penentuan arah penyinaran, dosis yang diterima oleh target, luas lapangan penyinaran, dosis OAR.
Data hasil CT Simulator ( DICOM ) dikirim ke TPS Counturing (Penentuan target, OAR dan luas target) Ya Tidak 95% ≤ Dosis PTV ≤ 107%
merupakan kinerja perhitungan algoritma, Anisotropic Analytical Algorithm, dimana hanya diperlukan 1 titik dengan akurasi 94%. Teknik yang digunakan untuk membuat perencanaan penyinaran pada kasus  kanker payudara adalah teknik 3DCRT . Teknik ini memerlukan MLC untuk memblok radiasi dan membentuk lapangan yang tidak beraturan.  Berdasarkan teori untuk kanker payudara dengan teknik 3D dibutuhkan 4 lapangan penyinaran yaitu 2 arah untuk tangensial yang  menyerempet target dengan tujuan untuk mengurangi dosis di paru- paru, arah 0 o untuk modul di  daerah supraklavikula dan arah 180 o untuk kelenjar diaksila atau di daerah ketiak. Adanya  variasi bentuk payudara yang berbeda-beda  dan bentuk kanker yang berbeda,   maka  arah penyinaran  untuk kasus kanker payudara menggunakan berkas tangensial. Penggunaan berkas tangensial bertujuan untuk meminimalkan radiasi yang diterima oleh organ at risk ( OAR )  seperti  paru-paru, laring dan jantung.
(a) Arah Aksial (b) Arah Sagital (c) Arah Transversal
Gambar 2. Visualisasi simulasi penyinaran
Pemodelan penyinaran dilakukan pada tiga sisi yaitu sisi aksial (atas), sisi sagital (samping) dan sisi transversal (depan) seperti ditampilkan pada Gambar 2.  Adapun posisi tumor (kanker) berada di payudara kanan ( Mammae Dextra ). Pada gambar terlihat tanda panah yang menunjukkan posisi target ( PTV ), sedangkan  gradasi  warna yang ada pada target mengindikasikan tingkat paparan radiasi. Warna merah mempunyai dosis yang lebih tinggi  dibandingkan  warna hijau,  begitu juga warna  hijau memiliki dosis radiasi lebih tinggi daripada warna biru. Distribusi dosis ini dipengaruhi oleh luas lapangan, arah/sudut penyinaran, besar energi yang digunakan dan dipengaruhi oleh aksesoris seperti wedge. Untuk menghomogenkan dan menurunkan hospot maka digunakan teknik Field in Field ( FIF ). Sementara itu, pengaturan berkas radiasi  menggunakan Beam’s Eye View display ( BEV )  untuk  memilih  luas  lapangan penyinaran,  arah  sinar,  bentuk dan  ukuran sinar  yang  sesuai  dengan bentuk  dan  ukuran tumor. Prediksi  dosis  radiasi  yang  diterima oleh masing-masing organ  at  risk ( OAR ) seperti    paru-paru  kiri,  paru-paru  kanan  dan jantung  dapat diamati dari  kurva  histogram volume  dosis  kumulatif (Gambar  3)  yang dihasilkan. Parameter dosis yang ditampilkan pada hasil analisis CDVH (keterangan Gambar 3)  meliputi dosis minimum dan maksimum pada target ( min dose dan max dose ), dosis rata-rata pada target ( mean dose ), dosis pada target dengan frekuensi terbesar ( modal dose ), dan dosis pada persentase volume target 50% ( median dose ). Hasil TPS yang dipaparkan melalui kurva  histogram  volume  dosis  kumulatif (Gambar 3) menunjukkan dosis minimum yang diterima paru-paru kiri sebesar 1,8 cGy dengan mean dose 54,7 cGy dan  melingkupi volume 1238,5 cm 3 . Dosis ini masih berada di bawah batas dosis paru-paru dimana mean lung dose ≤20  Gy (Kong et al., 2011).  Sementara  untuk paru-paru kanan, dosis minimum yang diterima sebesar 48,3 cGy ( mean dose 2113,2 cGy) yang  melingkupi volume 1474,5 cm 3 . Dosis yang diterima paru-paru kanan lebih besar dikarenakan keberadaan tumor target penyinaran di payudara kanan.
Gambar 3. Cumulative Dose Volume Histogram ( CDVH )
Untuk jantung,  dosis minimum  yang diterima sebesar 13,5 cGy ( mean dose 96,5 cGy) melingkupi volume 175,5 cm 3 dengan <10% dosis melingkupi batas ambang 25 cGy. Dosis yang diterima organ jantung masih berada di bawah batas ambang untuk jantung yaitu ≤40 Gy (Kong et al ., 2011). Hasil TPS telah berhasil merencanakan penyinaran radiasi untuk kanker payudara dengan prediksi dosis yang diterima OAR berada di bawah batas ambang yang ditentukan sehingga tidak merusak jaringan sehat.
SIMPULAN DAN SARAN Simulasi TPS yang dilakukan berhasil mendapatkan data perencanaan penyinaran untuk kasus kanker payudara yang memenuhi syarat dosis relatif yang melingkupi volume PTV yang diizinkan ICRU (volume terlingkupi 95%-107%) yaitu besarnya dosis relatif untuk target sebesar 95% yang melingkupi 95,5% volume target. Sementara untuk OAR di sekitar payudara seperti paru-paru dan jantung menerima dosis di bawah batas ambang.
UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada  Instalasi Radioterapi, Rumah Sakit Umum Daerah Provinsi NTB  atas ijin menggunakan perangkat simulasi TPS .

## DAFTAR RUJUKAN
Berthelsen et al. , (2007). What_s new in target volume definition for radiologists in ICRU Report 71? How can the ICRU volume definitions be integrated in clinical practice?,
Cancer Imaging 7 , 104-116. Evans, M.D.C. (2005). “ Computerized Treatment Planning Systems For External Photon Beam
Radiotherapy ”, Radiation oncology physics:  A  handbook for teachers and students -  E.B. Podgorsak, IAEA, Austria.
Gerardina, S., et al .  (2016).  A new three- dimensional conformal radiotherapy (3DCRT) technique for large breast and/or high body mass index patients: evaluation of a novel fields assessment aimed to reduce extra– target-tissue irradiation, British Journal of Radiology ; 89: 20160039,1-9.
Kong, FM., et al. (2011).  Consideration Of Dose Limits For Organs At Risk Ofthoracic Radiotherapy: Atlas For Lung, Proximalbronchial Tree, Esophagus, Spinal Cord, Ribs, Andbrachial Plexus,  Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2011 December 1; 81(5): 1442–1457.
Landberg, T . et al .  (1999).    “Prescribing,
Recording and Reporting Photon Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50)”, ICRU Report 50 . Neal, A. (2007). ”Target Definition”, Handbook of radiotherapy physiscs: theory and practice/edited by P. Mayles, A. Nahum,  and J.C. Rosenwald, Taylor & Francis CRC Press. Parker, W. &  Patrocinio, H.  (2005).  “ Clinical Treatment Planning In External Photon Beam Radiotherapy ”, Radiation oncology physics: a handbook for teachers and students  -  E.B. Podgorsak,  IAEA, Austria. Siti,  A’isyah.,  Kusworo,  Adi.,  Choirul,  Anam. (2013).  Pembuatan  Program Rekonstruksi  Kontur  Citra  3D Pada  Organ Menggunakan Matlab 2008a, Youngster Physics Journal.
Universitas Diponegoro, Semarang. 1(5), 209-216. Sugianty  Syam, Syamsir Dewang, Bualkar Abdullah.  (2015).  Analisis Dosis Radiasi Pada Paru-paru Untuk Pasien Kanker Payudara Dengan Treatment Sinar-X 6 MV, http://repository.unhas.ac.id/handle/ 123456789/14553.
Sun, et al. (2017).  Review Risk Factors and Preventions of Breast Cancer, International Journal of Biological Sciences 2017; 13(11): 1387-1397.