Dasar Dosimetri Pasien Radiologi Diagnostik Pelatihan Inspektur/Calon Inspektur Bapeten, 22-26 April, 2013

PEMBAGIAN KUANTITAS DOSIMETRI Kuantitas Dasar Kuantitas Operasional Kuantitas terkait Efek Biologi Koefisien Konversi utk Estimasi Dosis Organ

Kuantitas Dasar Dosimetri Medan Radiasi: Fluks Partikel dan Fluks Energi Kerma Dosis Serap Ref: ICRU Report 60

Medan Radiasi Medan Radiasi: secara umum mengkuantifikasi radiasi dalam suatu ruang berisi partikel radiasi. Kuantifikasi dalam 2 besaran: Jumlah total partikel radiasi: fluks partikel Jumlah total energi yang dibawa oleh partikel radiasi: fluks energi

Medan Radiasi Definisi ICRU untuk jumlah partikel (N): Jumlah partikel yang dilepaskan, ditransfer atau diterima, Unit: 1 Definisi ICRU untuk energi radian (R): Jumlah energi (tidak termasuk energi potensial/diam) dari seluruh partikel yang dilepaskan, ditransfer atau diterima, Unit: J Untuk setiap partikel dengan energi, E, maka:

Fluks paralel: dasar pengukuran berkas primer Bagaimana menentukan jumlah partikel yang melewati titik P yang ada di sebuah ruang (sphere)? Untuk berkas radiasi paralel: Dengan membuat sebuah area kecil, dA, mengelilingi titik P pada satu bidang sedemikian sehingga tegak-lurus dengan arah berkas. Tentukan (ukur) jumlah partikel yang melewati area dA. Fluks Partikel : Fluks Energi : Unit: J m-2.

Fluks non-paralel: dasar pengukuran berkas hamburan Untuk berkas radiasi non-paralel (acak): Satu bidang area, dA, tidak cukup karena hanya tegak-lurus dengan satu arah partikel radiasi. Perlu membuat sebuah volume kecil, dV, dengan merotasi bidang area, dA, mengelilingi titik P ke semua arah. Tentukan (ukur) jumlah partikel yang masuk volume, dV. Fluks untuk tiap arah hanya dapat ditentukan bila arah partikel radiasi diketahui/dikendalikan.

Perbandingan fluks partikel dan energi: dasar kualitas berkas radiasi (kVp dan filter) Fluks energi Fluks partikel

KERMA (Kinetic Energy Released in MAtter) Kerma, K, dalah pelepasan (imparted) sejumlah energi kinetik insiden (mula-mula), dEtr , pada sebagian massa, dm, dalam suatu volume medium, oleh partikel bermuatan (e) yang terlepas dalam volume tersebut akibat berinteraksi dengan partikel netral (foton, gamma, netron). Unit: J kg-1 atau gray (Gy). Laju Kerma: Unit: J kg-1s-1 atau (Gy s-1).

Ilustrasi Kerma elektron foton non-kerma kerma Pemindahan energi tumbukan dalam volume, V: dimana adalah kinetik energi awal dari elektron yang berasal dari sebagian energi kinetik foton. Catt: berasal dari luar volume, sehingga tidak termasuk dalam definisi Kerma dalam volume, V.

Dosis Serap Unit: J kg-1. gray (Gy). Dosis serap, D, adalah pembagian sejumlah energi, d , pada sejumlah massa dari suatu volume medium, dm, oleh elektron tanpa memperhatikan posisi asal elektron tsb (bisa dari luar volume). Unit: J kg-1. gray (Gy). dosis serap, non-kerma Pada spektrum energi radiologi diagnostik, energi elektron hasil interaksi dengan foton terlalu lemah untuk mendekati inti atom, sehingga dosis serap akibat proses bremsstrahlung elektron di dekat inti atom medium dapat dianggap nol. Untuk mendapatkan nilai dosis serap sama dengan kerma harus ada keseimbangan elektronik sekunder (secondary electron equilibrium) dalam volume. Dengan adanya keseimbangan elektronik sekunder maka hasil pengukuran kerma dapat menjadi dosis serap (khusus radiologi diagnostik)  dasar disain dosimeter QC radiologi

KUANTITAS OPERASIONAL: Output Tabung Sinar-X Kerma Udara Insiden (incident air kerma) Kerma Udara di Permukaan Kulit (entrance surface air kerma) Ref: ICRU Report 74

APLIKASI DOSIMETRI Output sinar-X, Y(d), adalah Kerma Udara per-beban tabung (P) pada jarak tertentu, d, dari fokus tabung. Y(d) = K(d)/P, unit: Gray/mAs

Kuantitas dosis terkait efek biologi: stokastik dan deterministik Dosis (serap) jaringan/organ (tissue/organ dose) Dosis ekivalen (equivalent dose) Dosis efektif (effective dose)

Dosis Jaringan/Organ Dosis rata-rata dalam suatu jaringan/organ tertentu, DT ,adalah perbandingan antara energi yang dilepaskan pada jaringan/organ, ,dengan massa tissue/organ tsb, mT. Catt: Nilai dosis jaringan/organ akan menentukan besarnya resiko riil yg diterima oleh jaringan/organ tsb, ttp dosis jaringan/organ tidak dapat diukur secara langsung, hanya dapat didekati dengan perhitungan/simulasi, atau dengan pengukuran langsung dalam fantom ekivalen jaringan/organ tsb.

Dosis Ekivalen Dosis ekivalen, HT, dari suatu jaringan/organ, T, adalah hasil kali antara faktor pemberat untuk jenis radiasi, wR, dengan dosis jaringan/organ tsb, DT . HT = wR DT Unit: sievert (Sv) Catt: Faktor wR, diambil berdasarkan perbedaan sensitifitas jaringan/organ thd jenis radiasi tertentu (RBE, Relative Biological Effectiveness) dalam menyebabkan efek stokastik pada dosis jaringan/organ rendah. Untuk energi sinar-X dalam radiologi diagnostik, nilai wR adalah 1 (satu).

Dosis Efektif Dosis efektif, E, adalah jumlah untuk seluruh organ dan jaringan tubuh, dari hasil kali masing-masing dosis ekivalen, HT, dengan faktor pemberat organ/jaringan, wT. Unit: sievert (Sv) Faktor wT, untuk organ T mewakili kontribusi relatif organ thd kerusakan (detriment) total akibat efek stokastik, untuk seluruh tubuh.

Koefisien konversi untuk estimasi dosis organ /jaringan Koeff. konversi, c, menghubungkan dosis organ/jaringan dengan dosis operasional (terukur). Koeff. konversi untuk organ T, menghubungkan dosis organ, DT, dengan kerma udara insiden/mula-mula (incident air kerma), Ki . Sehingga estimasi dosis organ, DT , adalah hasil kali hasil pengukuran dengan faktor konversi, c. Nilai koeff. konversi untuk spektrum energi foton radiologi diagnostik dapat dilihat pada tabel ICRP.

Thank you for your attention