Perpustakaan Digital ITB

Gamma Knife PerfexionTM (Elekta Oncology Systems) adalah perangkat radioterapi stereotactic khusus yang menggunakan 192 sumber radioaktif Cobalt-60. Perangkat ini memiliki sistem kolimator dinamis yang memungkinkan tiga ukuran bidang melingkar dengan diameter 4, 8, dan 16 mm. Kerumitan geometri sumber dan kolimator pada pesawat Gamma Knife PerfexionTM diselesaikan dengan memanfaatkan simulasi Monte Carlo (MC). Penelitian ini bertujuan menyelidiki karakteristik sumber radioaktif Cobalt-60, karakteristik berkas sinar yang melewati sistem kolimasi Gamma Knife PerfexionTM, dan perhitungan dosimetri Gamma Knife PerfexionTM menggunakan simulasi MC. Program yang digunakan adalah EGSnrc/BEAMnrc/DOSXYZnrc MC. Sumber radioaktif pesawat Gamma Knife PerfexionTM dalam bentuk Cobalt-60 yang dikapsulasi, yang diberi penghalang berbahan Kapsul dan Pb dibandingkan dengan sumber yang tidak dikapsulasi. Pada sumber yang berkapsul diinvestigasi asal daerah partikel yang berinteraksi menggunakan LATCH. Pada tahap kedua dilakukan simulasi MC karakterisasi untuk berkas sinar pada sistem kolimasi Gamma Knife PerfexionTM yang melewati tiga ukuran kolimator. Tahap ketiga dilakukan simulasi MC perhitungan dosis pada fantom Sun Nuclear 457 Solid Water. Parameter simulasi menggunakan 1,9 × 109 buah partikel datang, dan 1,25 × 109 buah partikel yang mencapai bidang penilaian. Energi potong elektron (ECUT) 0,7 MeV, dan energi potong foton (PCUT) 0,01 MeV. BEAMDP digunakan untuk menghitung fluens energi, fluens, distribusi spektrum, energi rata-rata, dan asal daerah partikel yang berinteraksi. Analisis hasil penelitian dalam disertasi ini dilakukan berbasis komputasi. Hasil penelitian menunjukkan pengaruh kapsulasi sumber Cobalt-60 terhadap peningkatan jumlah partikel relatif pada foton total dan foton sekunder disetiap selang energi yang diamati. Sumber yang tidak dikapsulasi memiliki energi fluens, dan fluens lebih tinggi dibandingkan sumber yang dikapsulasi pada foton total, dan berbanding terbalik pada foton sekunder. Sumber yang dikapsulasi memiliki nilai jumlah partikel relatif lebih tinggi di energi 0,23 MeV, dan energi 1,10 MeV. Nilai jumlah partikel relatif sumber yang dikapsulasi juga lebih tinggi di daerah Compton sebesar 94,17%. Asal daerah partikel yang berinteraksi pada sumber yang dikapsulasi berasal dari daerah yang dikapsulasi dengan puncak energi sebesar 0,511 MeV. Jarak sumber ke daerah penilaian mempengaruhi jumlah partikel relatif spektrum. Semakin jauh jaraknya dari sumber, semakin meningkat jumlah partikelrelatif di daerah Compton, sedangkan pada daerah photopeak, semakin menurun jumlah partikel relatif. Hasil ini sesuai dengan konsep invers square law. Jumlah partikel relatif berbanding terbalik dengan jari-jari region of interest (ROI). Semakin besar jari-jari ROI semakin menurun jumlah partikel relatif yang dihasilkan. Berdasarkan hasil karakteristik tiga berkas yang berbeda bahwa ada peningkatan full-width half maximum (FWHM) dengan ukuran kolimator pada beam profil dan energi rata-rata. FHWM profil fluens energi untuk kolimator 4, 8, dan 16 mm masing-masing adalah 2,22, 3,90, dan 7,80 mm. FHWM profil fluens untuk ukuran kolimator 4, 8, dan 16 mm adalah 1,87, 3,87, dan 7,80 mm. FHWM dari energi rata-rata sebagai fungsi posisi untuk ukuran kolimator 4, 8, dan 16 mm masing-masing adalah 2,56, 4,20, dan 7,94 mm. Energi rata-rata maksimum untuk kolimator 4, 8, 16 mm secara berurutan berkurang sebanyak 0,0185 MeV. Hasil perhitungan dosimetri pada fantom sun nuclear 457 solid water menggunakan berkas tunggal diperoleh lebar penumbra (80-20%) untuk kolimator berdiameter 4, 8, dan 16 mm sepanjang sumbu X adalah 0,75, 0,77, dan 0,92 mm. Hasil dosimetri dari simulasi 192 berkas diperoleh lebar penumbra (80-20%) untuk kolimator berdiameter 4, 8, dan 16 mm sepanjang sumbu X adalah adalah 2,60, 4,80, dan 8,70 mm. Hasil dosimetri dari film Gafchromic EBT 3 sepanjang sumbu X adalah 3,21, 4,90, dan 8,00 mm Perbedaan antara lebar penumbra yang diukur dan disimulasikan berada dalam kisaran yang dapat diterima. Pengukuran lebih tepat menggunakan simulasi Monte Carlo di daerah lebar penumbra dengan gradien dosis tinggi.