Analisis Dosis Terapi Kanker Lambung Menggunakan PHITS 3.35 dengan Metode Boron Neutron Capture Therapy

Syifa Nur Aisyah, Dr.Bambang Murdaka Eka Jati,Ms ; Prof.Ir.Yohanes Sardjono, APU

2026 | Skripsi | FISIKA

Penelitian ini menganalisis efektivitas Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) sebagai terapi alternatif untuk kanker lambung menggunakan program simulasi Particle and Heavy Ion Transport Code System (PHITS) versi 3.35. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh tingginya insidensi dan mortalitas kanker lambung secara global serta keterbatasan terapi konvensional dalam melindungi jaringan sehat. BNCT memanfaatkan reaksi neutron dengan boron untuk menghasilkan dosis tinggi secara selektif pada kanker dan meminimalkan paparan pada Organ at Risk (OAR). Penelitian ini bertujuan menentukan konsentrasi boron, arah, dan waktu iradiasi yang optimal dalam memaksimalkan dosis ekuivalen kanker dan meminimalkan dosis pada OAR, serta mengevaluasi dosis efektif tubuh. Penelitian ini diharapkan mendukung pengembangan parameter klinis terapi BNCT dan memperkuat pemanfaatan program PHITS dalam simulasi dan analisis dosimetri BNCT. Penelitian ini menggunakan pemodelan phantom referensi pria dewasa Oak Ridge National Laboratory (ORNL) yang dimodifikasi dengan penambahan kanker pada lambung. Akselerator menghasilkan proton berenergi 30 MeV yang menumbuk target berilium (Be) untuk menghasilkan neutron cepat, kemudian sistem Beam Shaping Assembly (BSA) memoderasi neutron tersebut menjadi neutron epitermal. Penelitian ini menggunakan variasi konsentrasi boron sebesar 65, 100, dan 150 µg/g dengan rasio konsentrasi boron antara kanker terhadap jaringan normal sebesar 10:1, serta mengevaluasi arah iradiasi anterior dan left lateral. Simulasi menghasilkan komponen dosis boron, neutron, proton, dan gamma yang dihitung sebagai dosis serap. Dosis tersebut dikonversi menjadi laju dosis ekuivalen menggunakan faktor biologis. Laju dosis ekuivalen tersebut kemudian digunakan untuk menentukan waktu iradiasi. Berdasarkan waktu tersebut dihitung dosis ekuivalen dan dosis efektif tubuh. Simpulan penelitian menunjukkan bahwa kombinasi arah iradiasi anterior dengan konsentrasi boron 150 µg/g dan waktu iradiasi 3 menit 33,6 sekon memberikan keseimbangan optimal antara efektivitas terapi dan keselamatan pasien. Konfigurasi tersebut berpotensi menjadi pilihan optimal dalam terapi BNCT untuk kanker lambung.

 

This study analyzes the effectiveness of Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) as an alternative therapy for gastric cancer using the Particle and Heavy Ion Transport Code System (PHITS) simulation program version 3.35. This study is motivated by the high global incidence and mortality of gastric cancer as well as the limitations of conventional therapies in protecting healthy tissues. BNCT utilizes the reaction between neutrons and boron to produce a high dose selectively in the cancer while minimizing exposure to Organs at Risk (OAR). This study aims to determine the optimal boron concentration, irradiation direction, and irradiation time in order to maximize the cancer equivalent dose and minimize the dose to OAR, as well as to evaluate the whole-body effective dose. This study is expected to support the development of clinical parameters for BNCT therapy and to strengthen the utilization of the PHITS program in BNCT dosimetry simulation and analysis. This study uses a reference adult male phantom from Oak Ridge National Laboratory (ORNL), modified by adding a cancer to the stomach. An accelerator produces 30 MeV protons that strike a beryllium (Be) target to generate fast neutrons, and a Beam Shaping Assembly (BSA) system then moderates these neutrons into epithermal neutrons. This study uses variations in boron concentration of 65, 100, and 150 µg/g with a boron concentration ratio between cancer and normal tissue of 10:1, and evaluates anterior and left lateral irradiation directions. The simulation produces boron, neutron, proton, and gamma dose components calculated as absorbed dose. These doses are converted into equivalent dose rates using biological weighting factors. The equivalent dose rates are then used to determine the irradiation time. Based on this time, the equivalent dose and whole-body effective dose are calculated. The study concludes that the combination of anterior irradiation direction with a boron concentration of 150 µg/g and an irradiation time of 3 minutes 33.6 seconds provides an optimal balance between therapeutic effectiveness and patient safety. This configuration has the potential to be an optimal option in BNCT therapy for gastric cancer.

Kata Kunci : BNCT, BSA, Kanker lambung, PHITS