Aplikasi LINACAkselerator linier (Linear Accelerator, LINAC) pertama kali diperkenalkan oleh R. Wideroe di Swiss pada 1929, namun unjuk kerjanya saat itu kurang memuaskan. LINAC mempunyai kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan akselerator magnetik. Di samping itu, penyuntikan artikel yang akan dipercepat dalam akseleratormagnetik sangat sulit dilakukan, sedangkan pada LINAC partikel dalam bentuk berkas terkolimasi secara otomatis terpencar ke dalam tabung akselerator. LINAC dapat dipakai untuk mempercepat partikel hingga berenergi di atas 1 BeV.Betatron praktis tidak mungkin mencapai energi setinggi karena memerlukan magnet berukuran sangat besar. LINAC semula dipakai untuk mempercepat partikel bermuatan positif seperti proton. Namun, setelah berbagai modifikasi, mesin dapat pula dipakai untuk mempercepat partikel bermuatan negatif seperti elektron. Dalam hal ini, elektron yang dipercepat mampu bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya (elektron dengan energi 2 MeV bergerak dengan keceaptan 0,98 c, dengan c adalah keepatan cahaya). Jika elektron berenergi tinggi itu ditabrakan pada target dari logam berat maka dari pesawat LINAC akan di pancarkan sinar-X bernergi tinggi.Radioterapi dapat juga dilakukan dengan menggunakan elektron berenergi tinggi. Elektron yang dipercepat dalam LINAC dapat lamgsung di manfaatkan untuk radioterapi tanpa harus di tabrakan terlebih dahulu dengan logam berat. Jadi, LINAC dapat juga berperan sebagai sumber radiasi partikel berupa elektron cepat yang dapat dimanfaatkan untuk radioterapi tumor.

Terapi kanker

Penelitian tentang teknologi akselerator linear oleh PTAPB telah dimulai sejak tahun 1998 bekerja sama dengan Rumah Sakit Dr. Kariadi Semarang dengan membentuk subkelompok akselerator linear. Hal ini seiring dengan berkembangnya penggunaan akselerator linear di Indonesia sebagai alternatif radioterapi khususnya teleterapi kanker selain pesawat Cobalt 60. Pada saat itu RS Dr. Kariadi Semarang masih sebagai satu-satunya pusat radioterapi di Jawa Tengah yang memiliki 2 pesawat Cobalt 60, yang salah satu pesawat sudah tua, serta 1 pesawat akselerator linear yang mempunyai energi 6 MeV dengan jam kerja sampai sore hari hanya mampu menangani lebih kurang 1300 penderita baru per tahun. Penggunaan pesawat Cobalt 60 untuk radioterapi relatif lebih murah dan sederhana, namun memiliki berbagai kekurangan teknis dan kendala dalam penanganan sumber radiasi setelah aktivitasnya rendah, sehingga di negara-negara maju mulai ditinggalkan untuk beralih ke pesawat akselerator linear. Keuntungan menggunakan akselerator linear dengan energi tinggi sinar-X maupun elektron adalah dapat memberikan kedalaman dosis yang besar, pemilihan energi yang lebih luas, teknik yang semakin maju yaitu dapat dihidupkan dan dimatikan sesuai keperluan dan besarnya dosis dapat dikontrol, serta tidak menimbulkan limbah radioaktif. Walaupun banyak keuntungan yang diperoleh terutama dari segi pasien yang diterapi, akselerator linear membutuhkan banyak perangkat pendukung yang cukup mahal dan manajemen SDM yang handal. Karenanya, dalam paling tidak dua dekade ini diperlukan penguasaan teknologi akselerator linear.Dalam bidang kedokteran, akselerator mempunyai dua peran utama yaitu pencitraan (imaging) untuk diagnosis, dan untuk terapi (therapy). Imaging, jika akselerator menghasilkan bahan radioaktif (radioisotop) yang diinjeksikan ke dalam tubuh dan selanjutnya dilakukan proses pencitraan; sedangkan therapy jika berkas partikel diradiasikan ke jaringan kanker.Pada saat ini ada beberapa metode terapi kanker :1. Operasi atau pembedahan (surgery).2. Chemotherapy.3. Gene therapy.4. Terapi radiasi atau radioterapi.Dalam radioterapi, ada beberapa jenis sumber radiasi :1. Sinar-X energi rendah hingga sinar- orde MeV dari radioisotop (misalnya Co-60).2. Foton dan elektron energi tinggi dari akselerator linear.3. Partikel hadron energi tinggi dari akselerator.Pesawat akselerator linear dimanfaatkan dalam radioterapi baik foton untuk tumor-tumoryang letaknya dalam serta elektron untuk tumortumor yang letaknya superfisial atau tumor yang berada di atas tulang atau tulang rawan dengan teknik teleterapi.Radioterapi bertujuan memberikan suatu dosis terukur ke suatu volume target tertentu untuk mematikan sel-sel tumor semaksimal mungkin tetapi dengan efek samping ke jaringan normal seminimal mungkin dengan harapan memperbaiki kualitas hidup dan memperpanjang kelangsungan hidup penderita. Kejadian penyakit kanker yang membutuhkan terapi radiasi makin meningkat karena berbagai faktor, sehingga dibutuhkan pesawat akselerator linear agar cukup banyak penderita yang dapat tertangani dengan baik. Di masa mendatang perlupenguasaan teknologi baik teknik operasi maupun pemeliharaan agar kebutuhan pesawat akselerator linear untuk kebutuhan kedokteran dapat makin terpenuhi dengan pembiayaan terjangkau.Korelasi yang lazim terjadi pada sistem radioterapi dengan akselerator linear yaitu terdapat hubungan antara waktu penembakan, dosis dan energi ion dengan tingkat keparahan (stadium) penyakit kanker, serta dosis radiasi yang diberikan berkaitan dengan tingkat keparahan kanker. Besarnya dosis radiasi sebagai fungsi arus berkas elektron/proton/ion dan waktu penembakan (waktu radiasi), sedangkan energi ion berkaitan dengan letak atau posisi kanker di dalam tubuh.Terapi radiasi dengan akselerator linear elektron mengalami perkembangan cepat danmerupakan terapi kanker dengan biaya relatif murah serta tidak memberikan limbah radioaktif sepertipada penggunaan Co-60. Untuk kanker yang terlokalisasi biasanya dilakukan pembedahan yang dilanjutkan dengan terapi radiasi, baik berupa foton ataupun elektron. Kemoterapi biasanya digunakan pada proses terapi kanker yang sifatnya tersebar,berupa obat anti kanker yang diberikan secara intravena. Umumnya selain digunakan untukmenyembuhkan kanker juga sebagai obat mengurangi rasa sakit (paliatif).Interaksi berkas elektron dan sinar-X dengan tubuh akan mempunyai kedalaman penetrasi yang berbeda. Perbandingan kedalaman penetrasi beberapa partikel di dalam tubuh ditampilkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Distribusi kedalaman-dosis untuksinar-X 8 MeV, berkas elektron 20 MeV, sinar- Co-60 danberkas proton 230 MeV.

Elekta linac Precise di RSUP. Dr. Sardjito mempunyai karakteristik energi tertentu untuk berkas elektron maupun sinar-X kaitannya dengan kedalaman penetrasi ke tubuh pasien. Hal ini disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Output linac Elekta RSUP. Dr. Sardjito dalam bentuk sinar-X dan elektron.

Yang pertama kali terjadi pada interaksi berkas elektron dan foton dengan tubuh adalah fase fisik, yang berlangsung hanya dalam waktu 10-18 - 10-14 detik, di mana terjadi interaksi antara partikel bermuatan dengan atom jaringan dengan akibat ionisasi dan eksitasi. Untuk setiap 1 Gy dosis serap radiasi, terjadi 105 ionisasi dalam sel dengan volume 10 ml. Selanjutnya diikuti fase kimia, yaitu waktu di mana atom-atom dan molekul-molekul yangrusak bereaksi secara kimia dengan cepat terhadap komponen seluler lainnya, berakibat rusaknya ikatan-ikatan kimia dan terbentuk radikal bebas.Fase ini berlangsung 1 milisekon. Fase berikutnyaadalah fase biologik, yang diawali dengan reaksi enzimatik terhadap sisa-sisa kerusakan kimia.

REFERENSI

[1] EKO KUNTJORO, Aplikasi Linear Akselerator di Bidang Kedokteran, Prosiding PPI Teknologi Akselerator dan Aplikasinya: Volume 3, 2001.[2] Manual Operasi Akselerator Linear 6 MeV Mitsubishi ML-6M, RS DR. Kariadi Semarang, 1991.[3] SUDJATMOKO, Status Perkembangan Pemakaian Partikel Hadron untuk Terapi Kanker, Prosiding PPI Teknologi Akselerator dan Aplikasinya: Volume 3, 2001.[4] SUDJATMOKO, Perkembangan dan Pengembangan Teknologi Akselerator dan Pemanfaatannya, PTAPB-BATAN, 2003.[5] HELMUT WIEDEMANN, Particle Accelerator Physics: Basic Principles and Linear Beam Dynamics, USA, 1993.