REKONSTRUKSI HYBRID COMPUTATIONAL HUMAN PHANTOM UNTUK STUDI DOSIMETRI RADIASI INTERNAL PADA TERAPI RADIOIODINE

SITA GANDES PINASTI, Balza Achmad, S.T, M.Sc.E, dr.Bagaswoto P., Sp.Rad(K), Sp.KN, M.Kes, FICA

2014 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Pada dosimetri radiasi internal, penentuan dosis memerlukan informasi mengenai parameter fisik (skema peluruhan radionuklida dari sumber radiasi internal serta geometri objek) dan parameter biologis (biokinetika radionuklida di dalam tubuh). Parameter fisik diperoleh dengan cara simulasi transport radiasi di dalam tubuh menggunakan perangkat berbasis probabilistik, metode Monte Carlo. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengoptimalkan akurasi parameter fisik, khususnya definisi geometri objek, dengan pembuatan computational human phantom yang bersifat realistis dan individual (man-specific). Selanjutnya phantom ini digunakan pada studi kasus evaluasi dosis serap pada organ kritis setelah terapi radioiodine bagi penderita kanker tiroid, sekaligus untuk memverifikasi phantom yang telah dibuat. Pembuatan phantom berbasis rekonstruksi citra medik (DICOM image) dari CT- Scan, yang disegmentasi dan dikonversi menjadi objek NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) untuk mendapatkan bentuk organ yang sesuai. Selanjutnya dilakukan pembuatan input simulasi menyesuaikan format perangkat lunak MCNPX (Monte Carlo N-Particle eXtended) untuk mendapatkan energi terdeposisi di organ, yang selanjutnya digunakan untuk mengevaluasi fraksi serap di organ target. Evaluasi dosis serap di organ kritis dilakukan dengan formula MIRD (Medical Internal Radiation Dosimetry). Phantom hasil rekonstruksi terdiri dari 23 macam organ, terdistribusi dalam 5.364.000 voxel dan dimanfaatkan sebagai input parameter geometri di perangkat simulasi transport radiasi, MCNPX. Simulasi menggunakan phantom ini juga telah dilakukan dengan mengambil studi kasus evaluasi dosis serap pada organ kritis pada terapi radioiodine pada kanker tiroid. Berdasarkan hasil perhitungan berbasis formula MIRD dengan menggunakan parameter fisis dari phantom dan aktivitas terakumulasi berdasarkan penyelesaian persamaan biokinetik (ICRP 30) diperoleh informasi bahwa dosis serap di tiroid untuk aktivitas yang diberikan pada saat terapi radioiodine (3,7; 5,55; dan 6,475 GBq) masing-masing sebesar 5.070, 7.540, dan 8.880 Gy.

In internal radiation dosimetry, determination of individual dose needs information of biological (radionuclides biokinetic in body) and physical parameters (radionuclide decay and object geometry), which vary in one person to another. Physical parameters are obtained from radiation transport simulation based on probabilistic approach, Monte Carlo methods. The purpose of this research was to improve the accuracy of physical parameters by reconstruction of realistic and man-specific computational human phantom. Then, the phantom was used in radiation transport simulation in order to evaluate absorbed dose in critical organ after radioiodine therapy. Reconstruction of the phantom was based on individual medical images (DICOM images) from CT-Scan, which were segmented and converted to NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) object in order to meet both realistic and flexibility criteria. Furthermore, the geometry was modified into simulation software MCNPX (Monte Carlo N-Particle eXtended) simulation input. This simulation was implemented to obtain depotition energy in target organs as reference on absorbed fraction calculation. Absorbed dose was determined by MIRD (Medical Internal Radiation Dosimetry) formula derived by SNM (Society of Nuclear Medicine). The phantom consists of 23 organs, distributed in 5.364.000 voxels, and employed as the geometry input in radiation transport simulation using MCNPX. By taking case study of radioiodine therapy, where physical parameter data was obtained based on simulation using this phantom, and biological parameter was obtained by solving biokinetic equations derived by ICRP 30, the individual doses in thyroid as critical organ, with initial activity given in radioiodine therapy (3,7; 5,55; and 6,475 GBq) were 5.070, 7.540, dan 8.880 Gy, respectively.

Kata Kunci : Hybrid computational human phantom, terapi radioiodine, dosimetri radiasi internal, MCNPX