Simulasi Monte Carlo Terapi Ion Karbon pada Fantom Homogen dan Inhomogen

Abstract

Radioterapi ion karbon merupakan salah satu bentuk terapi radiasi yang menggunakan partikel ion karbon sebagai sumbernya untuk mengobati kanker. Ion karbon memiliki massa yang lebih besar dari partikel lainnya dan menghasilkan puncak Bragg pada kurva distribusi dosisnya yang memungkinkan penargetan tumor yang lebih tepat dan meminimalkan kerusakan pada jaringan sehat. Penelitian ini bertujuan mensimulasikan dan menganalisis distribusi dosis terapi ion karbon dalam bentuk kurva percentage depth dose pada fantom homogen air, tulang, dan paru-paru, dan fantom inhomogen berisi lapisan air, tulang, dan paru-paru menggunakan perangkat lunak berbasis Monte Carlo yaitu PHITS. Besar energi ion karbon divariasikan 50, 75, 100, 125, 150, 175, dan 200 MeV/u. Hasil analisis menunjukkan posisi puncak Bragg dipengaruhi oleh besar energi ion karbon dan densitas dari material fantom. Pada fantom homogen kurva meningkat sampai kedalaman tertentu dan mencapai dosis maksimum. Kedalaman puncak Bragg yang dihasilkan oleh energi 200 MeV/u pada fantom homogen air, tulang, dan paru-paru adalah 8,50 cm, 5,90 cm, dan 33,70 cm. Pada fantom inhomogen terjadi kenaikan dan penurunan kurva pada saat melalui material fantom dengan densitas yang berbeda. Kedalaman puncak Bragg yang dihasilkan oleh energi 200 MeV/u pada fantom inhomogen adalah 15,58 cm.

Carbon ion radiotherapy is a radiation therapy that uses carbon ion particles as a source to treat cancer. Carbon ions are heavier than other particles and produce a Bragg peak on their dose distribution curve, which allows more precise targeting of tumors and minimizes damage to healthy tissue. This study aims to simulate and analyze the distribution of carbon ion therapy doses in the form of a percentage depth dose curve in homogeneous phantoms of water, bone, and lung and inhomogeneous phantoms containing layers of water, bone, and lung using Monte Carlo-based PHITS software. The energy of carbon ions is varied by 50, 75, 100, 125, 150, 175, and 200 MeV/u. The results show that Bragg Peak's position is influenced by carbon ions energy and the material density of the phantom. In homogeneous phantom, the curve increases to a depth with maximum dose. The depth of the Bragg peak with energy 200 MeV/u on homogeneous phantoms of water, bones, and lungs are 8,50, 5,90, and 33,70 cm. In inhomogeneous phantom, the curve increases and decreases when passing through the material with different densities. The depth of the Bragg peak with energy 200 MeV/u on the inhomogeneous phantom is 15.58 cm.