Optimasi Dosis pada Kanker Prostat Berdasarkan Jumlah dan Arah Sinar Terapi Ion Karbon Menggunakan Program PHITS Versi 3.341

Nicholas David Nugrahdianto, Prof. Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T., IPU., ASEAN Eng.; Prof. Ir. Yohannes Sardjono, APU.

2026 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Kanker prostat merupakan kanker dengan insidensi tertinggi kedua pada pria di dunia. Carbon Ion Radiotherapy (CIRT) menjadi alternatif efektif karena mampu menghasilkan distribusi dosis tinggi pada target dengan kerusakan minimal pada jaringan sehat di sekitarnya. Tantangan utama dalam terapi ini adalah menentukan arah dan konfigurasi penyinaran yang optimal sehingga cakupan dosis pada target maksimal dengan paparan organ-at-risk (OAR) seminimal mungkin. Penelitian ini dilakukan melalui simulasi Monte Carlo menggunakan program PHITS versi 3.341. Geometri fantom pria dewasa dimodelkan berdasarkan data ORNL dengan penyesuaian material sesuai rekomendasi ICRP 145. Variasi penyinaran meliputi konfigurasi single-beam dari berbagai arah, multi-beam dengan kombinasi arah berbeda, serta strategi pembobotan antar-arah. Analisis mencakup cakupan dosis pada GTV, CTV, PTV, OAR, serta penilaian menggunakan indeks konformitas (CI) dan indeks homogenitas (HI) sebagai parameter kualitas distribusi dosis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi pembobotan pada kombinasi RAO 30° sebesar 60?n AP sebesar 40% merupakan pilihan terbaik karena mampu memberikan keseimbangan optimal antara cakupan target dan perlindungan OAR. Dosis isoefektif yang diterima GTV, CTV, dan PTV berturut-turut adalah 106,12% (54,76 GyE), 102,27% (52,77 GyE), dan 100,14% (51,67 GyE) dengan nilai CI sebesar 0,912 dan HI sebesar 0,092 yang mencerminkan distribusi dosis konformal dan homogen.

Prostate cancer ranks second in terms of cancer incidence among men worldwide. Carbon Ion Radiotherapy (CIRT) has emerged as an effective alternative as it delivers a high dose distribution to the target while minimizing damage to surrounding healthy tissues. The main challenge in this therapy is to determine the optimal irradiation direction and configuration to achieve maximum dose coverage to the target with minimal exposure to organs-at-risk (OAR). This study was conducted using Monte Carlo simulations with the PHITS version 3.341 program. An adult male phantom geometry was modeled based on ORNL data with material adjustments according to ICRP 145 recommendations. Irradiation variations included single-beam configurations from different directions, multi-beam combinations with varying directions, and inter-direction weighting strategies. The analysis covered dose coverage to the GTV, CTV, PTV, OAR, as well as evaluation using conformity index (CI) and homogeneity index (HI) as dose distribution quality parameters. The results indicate that the weighting configuration of the RAO 30° combination at 60% and the AP at 40% is the best option, providing the optimal balance between target coverage and OAR protection. The isoeffective doses received by GTV, CTV, and PTV were 106,12% (54,76 GyE), 102,27% (52,77 GyE), and 100,14% (51,67 GyE), respectively, with a CI value of 0,912 and an HI value of 0,092 indicating a conformal and homogeneous dose distribution.

Kata Kunci : Arah penyinaran, CIRT, kanker prostat, optimasi dosis, PHITS 3.341