PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM

TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA

PESAWAT X-RAY SIMULATOR DI INSTALASI

RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI SURAKARTA

Disusun oleh :

FENI FITRIYANI

M0213034

SKRIPSI

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Agustus, 2017

ii

PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM

TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA

PESAWAT X-RAY SIMULATOR DI INSTALASI

RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI SURAKARTA

Disusun oleh :

FENI FITRIYANI

M0213034

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Agustus, 2017

iii

iv

v

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang

berjudul “PENGARUH JARAK TABUNG SINAR-X DENGAN FILM

TERHADAP KESESUAIAN BERKAS RADIASI PADA PESAWAT X-RAY

SIMULATOR DI INSTALASI RADIOTERAPI RSUD DR. MOEWARDI

SURAKARTA” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini.

Isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain

atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di

Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah

dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua

pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau

difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 1 Agustus 2017

Feni Fitriyani

vi

MOTTO

“Iqro‟, bacalah.”

(QS. Al „Alaq:1)

“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu”

(QS. Al Baqarah : 45)

Orang yang berilmu dan beradab tidak akan diam di kampung halaman,

tinggalkan negerimu, merantaulah ke negeri orang.

- Imam Syafi‟i-

Manusia di setiap waktu senantiasa terdiri dari dua golongan, golongan yang di

wajahnya terdapat tanda-tanda dari bekas sujud dan golongan yang di wajahnya

terdapat tanda-tanda dari bekas keingkaran.

-Al Habib Umar Bin Hafidz-

“Many people say that the intelligence that make the great scientists. They are

mistaken, it is the characters.”

(Albert Einstein)

Jangan cari kebahagian itu di mana dan pada siapa, tapi ciptakanlah sendiri

kebahagiaan itu. Be happiness with your ways.

Afatul „ilmi an nisyaan.

vii

PERSEMBAHAN

Alhamdulillah Maha Besar Allah atas segala karunia dan rizki yang

melimpah, saya persembahkan karya ini kepada:

1. Ibunda tercinta (Ibu Saminah), almarhum ayahanda tercinta (Bapak

Sudarmono), kakak (Mbak Ani, Mbak Risa, dan Mas Edi), Paman Solihin,

dan segenap keluarga besar yang senantiasa memberikan support berupa

moral dan materi serta do‟a yang mengiringi langkah saya dalam meniti

kesuksesan.

2. Bapak Ahmad Marzuki, S. Si., Ph. D. selaku dosen pembimbing akademik

yang telah mendidik dan memberi nasihat dengan penuh kesabaran.

3. Bapak Drs. Suharyana, M. Sc. selaku dosen pembimbing skripsi pertama

yang telah membimbing, mengarahkan, dan mendukung dengan kesabaran

dan sepenuh hati.

4. Bapak Muhtarom, M. Si. selaku dosen pembimbing skripsi kedua yang telah

membimbing penelitian dengan kesabaran dan kesungguhan.

5. Ibu Dra. Riyatun, M. Si. selaku dosen penguji sekaligus dosen di grup riset N

& R yang telah membantu dan membimbing dari tahap awal hingga akhir.

6. Grup Riset N & R FMIPA UNS, Bapak Suharyana, Ibu Riyatun, Aulia,

Qisma, Ajeng, Hanifah, Desintha, Arum, Sakti, Wara, Dian, Yunita, Uswa,

dan Rara.

7. Rekan-rekan seperjuangan Fisika FMIPA UNS angkatan 2013 (EMF2013).

8. Keluarga besar prodi Fisika FMIPA UNS.

9. Keluarga besar FMIPA UNS.

10. Trio Pambudi Utomo yang telah sabar mengajari MATLAB.

11. Ajeng, Tri, Rohmatul, Irma, dan Afifah yang telah membantu proses

penelitian skripsi.

12. Keluarga besar SKI FMIPA UNS.

viii

Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X dengan Film terhadap Kesesuaian Berkas

Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator di Instalasi Radioterapi RSUD

Dr. Moewardi Surakarta

FENI FITRIYANI

Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Uji kesesuaian berkas sinar-X telah dilakukan pada pesawat X-ray simulator

menggunakan metode beam alignment test tool dan collimator test tool. Penelitian

ini bertujuan menentukan penyimpangan titik pusat berkas sinar-X dan

penyimpangan kesejajaran berkas pada variasi ketinggian tabung dan variasi

Focus Film Distance. Pengolahan citra hasil uji dilakukan dengan dua teknik,

yaitu pengukuran dengan dan tanpa menggunakan GUI MATLAB. Hasil dari

kedua teknik pengolahan tersebut dibandingkan. Batas toleransi maksimum yang

diperbolehkan oleh Keputusan Menteri Kesehatan No. 1250 tahun 2009 untuk

beam alignment test tool adalah ≤ 3 , sedangkan hasil penyimpangan titik pusat berkas radiasi terbesar adalah 0,21° dan untuk collimator test tool yaitu

X1+X2+Y1+Y2 ≤ 3% FFD. Hasil yang diperoleh yaitu penyimpangan berkas

sinar-X terbesar 1,19% tanpa menggunakan MATLAB dan 0,94% dengan

menggunakan MATLAB. Kedua hasil tersebut masih berada di bawah batas

toleransi dan penggunaan GUI MATLAB berpengaruh pada kualitas citra yang

memudahkan dalam pengukuran serta menganalisis penyimpangan berkas yang

terdapat pada radiograf.

Kata kunci: Simulator, sinar-X, uji kesesuaian

ix

Effect of X-Ray Tube with Film’s Distance to Beam Alignment of Radiation

on X-Ray Simulator at Radiotherapy Installation of RSUD

Dr. Moewardi Surakarta

FENI FITRIYANI

Physics Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Sebelas Maret

University

ABSTRACT

Compliance test on X-ray simulator using the beam alignment test tool and the

collimator test tool have been done. The study aims to determine the deviation of

the central point of X-ray beam and deviation of beam alignment on the height

tube and Focus Film Distance variation. Image processing of test result is done by

two technique, that is measurement with GUI MATLAB and without using GUI

MATLAB. The results of the two processing techniques are compared. The

maximum limit of tolerance permitted by Keputusan Menteri Kesehatan No. 1250

of 2009 for beam alignment test tool is ≤ 3° and the result of center point beam

X-ray is 0.21°, collimator test tool is X1 + X2 + Y1 + Y2 ≤ 3% FFD. The results

are the deviation of X-ray beam the tolerance limit, they are 1.19% without

MATLAB and 0.94% using MATLAB and the using of MATLAB GUI has an

effect on image quality that makes it easy to measure and analyze the deviation of

the beam contained in the radiograph.

Keywords: Simulator, X-ray, compliance test

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Alloh SWT atas segala limpahan nikmat dan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi. Shalawat

dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai

pembimbing seluruh umat manusia.

Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan

gelar Sarjana Sains ini, penulis beri judul “Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X

dengan Film terhadap Kesesuaian Berkas Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator

di Instalasi Radioterapi RSUD Dr. Moewardi Surakarta”. Terselesaikannya skripsi

ini adalah suatu kebahagiaan bagi saya. Setelah sekitar satu semester penulis harus

berjuang untuk bisa menyelesaikan Skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka

dan duka, pada akhirnya Skripsi ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak

yang telah membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini penulis ucapkan

terimakasih. Atas bantuannya yang sangat besar selama proses pengerjaan Skripsi

ini, ucapan terimakasih secara khusus penulis sampaikan kepada :

1. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc., selaku pembimbing I

2. Bapak Muhtarom, M. Si., selaku Pembimbing II

3. Rekan-rekan Grup Riset Nuklir dan Radiasi

Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah

diberikan dengan balasan yang lebih baik. Penulis menyadari akan banyaknya

kekurangan dalam penulisan Skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap

semoga karya ini dapat bermanfaat.

Surakarta, 1 Agustus 2017

Feni Fitriyani

xi

PUBLIKASI

Sebagian skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Jarak Tabung Sinar-X dengan

Film terhadap Kesesuaian Berkas Radiasi pada Pesawat X-Ray Simulator di

Instalasi Radioterapi RSUD Dr. Moewardi Surakarta” telah dipublikasikan di

http://digilib.uns.ac.id pada Agustus 2017

http://digilib.uns.ac.id/

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL............................................................................................i

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... v

HALAMAN MOTTO .......................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vii

HALAMAN ABSTRAK .................................................................................... viii

HALAMAN ABSTRACT .................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................... x

HALAMAN PUBLIKASI .................................................................................... xi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ........................................ Error! Bookmark not defined.

1.1. Latar Belakang Masalah ................... Error! Bookmark not defined.

1.2. Batasan Masalah ............................... Error! Bookmark not defined.

1.3. Perumusan Masalah .......................... Error! Bookmark not defined.

1.4. Tujuan Penelitian .............................. Error! Bookmark not defined.

1.5. Manfaat Penelitian ............................ Error! Bookmark not defined.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................... Error! Bookmark not defined.

2.1. Sinar-X .............................................. Error! Bookmark not defined.

2.1.1. Sifat-sifat Sinar-X ................... Error! Bookmark not defined.

2.2. Inteaksi Sinar-X dengan Materi ........ Error! Bookmark not defined.

2.2.1. Efek Fotolistrik ....................... Error! Bookmark not defined.

2.2.2. Hamburan Compton ................ Error! Bookmark not defined.

2.2.3. Produksi Pasangan .................. Error! Bookmark not defined.

2.3. Pesawat X-Ray Simulator .................. Error! Bookmark not defined.

2.3.1. Tabung Sinar-X ...................... Error! Bookmark not defined.

2.3.2. Prinsip Imaging Plate (IP) ....... Error! Bookmark not defined.

xiii

2.4. Uji Kesesuaian .................................. Error! Bookmark not defined.

2.5. Persyaratan Proteksi Radiasi ............. Error! Bookmark not defined.

2.6. Beam Alignment Test Tool ................ Error! Bookmark not defined.

2.7. Kolimator .......................................... Error! Bookmark not defined.

2.8. MATLAB .......................................... Error! Bookmark not defined.

2.8.1. GUIDE ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.8.2. Komponen GUIDE .................. Error! Bookmark not defined.

BAB III METODE PENELITIAN ..................... Error! Bookmark not defined.

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ........... Error! Bookmark not defined.

3.2. Alat dan Bahan .................................. Error! Bookmark not defined.

3.2.1. Alat yang Digunakan dalam Penelitian Error! Bookmark not

defined.

3.3. Prosedur Penelitian ........................... Error! Bookmark not defined.

3.4. Analisis Hasil .................................... Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................. Error! Bookmark not defined.

4.1. Keluaran Program GUI MATLAB ... Error! Bookmark not defined.

4.2. Hasil Pengolahan Citra ..................... Error! Bookmark not defined.

BAB V PENUTUP .................................................... Error! Bookmark not defined.

5.1. Kesimpulan ....................................... Error! Bookmark not defined.

5.2. Saran ................................................. Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ............................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN .............................................................. Error! Bookmark not defined.

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Hasil pengujian kesejajaran berkas pada variasi ketinggian

tabung uji dan FFD menggunakan digimizer .................................. 31

Table 4.2. Hasil pengujian kesejajaran berkas pada variasi ketinggian

Tabung uji dan FFD menggunakan digimizer dan MATLAB ........ 32

Tabel 4.3. Hasil penyimpangan titik pusat berkas sinar-x pada variasi

tinggi tabung uji dan FFD tanpa menggunakan MATLAB ............. 34

Tabel L2.1. Data nilai X1, X2, Y1, Y2, dan R menggunakan MATLAB ....... 50

Tabel L3.1. Data Nilai X1, X2, Y1, dan Y2 menggunakan MATLAB .......... 52

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Proses pembentukan sinar-X karakteristik .................................. 7

Gambar 2.2. Proses pembentukan sinar-X bremsstrahlung ............................ 7

Gambar 2.3. Proses efek fotolistrik ................................................................. 9

Gambar 2.4. Proses hamburan Compton.......................................................... 10

Gambar 2.5. Proses produksi pasangan .......................................................... 10

Gambar 2.6. Pesawat X-ray simulator radioterapi .......................................... 11

Gambar 2.7. Sistem pesawat X-ray simulator radioterapi................................ 12

Gambar 2.8. Konstruksi tabung sinar-X .......................................................... 12

Gambar 2.9. Penyimpangan ketegaklurusan berkas radiasi ............................ 17

Gambar 2.10. Uji kongruensi kolimasi ........................................................... 17

Gambar 2.11. Beam alignment test tool dan collimator test tool ..................... 18

Gambar 2.12. Bagian-bagian kolimator pada pesawat sinar-X ....................... 19

Gambar 2.13. Tampilan GUI . ......................................................................... 21

Gambar 2.14. Komponen GUIDE ................................................................... 22

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ............................................................... 25

Gambar 3.2. Skema uji ketepatan pusat berkas sinar-X .................................. 27

Gambar 3.3. Kemiringan pusat berkas sinar-X. ............................................... 27

Gambar 4.1. Tampilan GUI hasil running program ............................. 29

Gambar 4.2. Citra hasil uji FFD 85 cm dan tinggi tabung Uji 9 cm ....... 30

Gambar 4.3. Grafik penyimpangan berkas sinar-X terhadap variasi FFD

pada tinggi tabung uji 9 cm menggunakan digimizer ........... 32

Gambar 4.4. Grafik penyimpangan berkas sinar-x terhadap variasi FFD

pada tinggi tabung uji 9 cm menggunakan digimizer dan

MATLAB ................................................................... 33

Gambar 4.5. Grafik penyimpangan titik pusat berkas sinar-x terhadap

variasi ffd pada tinggi tabung uji 9 cm .............................. 35

Gambar L4.1. Lakban sebagai variasi tinggi tabung uji .................................. 55

Gambar L4.2. Beam alignment test tool dan collimator test tool .................... 55

Gambar L4.3. Proses pengujian variasi ffd dan tinggi tabung uji ................... 55

Gambar L4.4. IP dimasukkan ke IP Reader Unit ...................................... ..... 55

Gambar L4.5. Kolimator pada Simulator Radioterapi ..................................... 56

Gambar L4.6. Imaging Plate Cassette ukuran 35x35 cm ............................... 56

Gambar L4.7. Reader FCR Capsula X ............................................................ 56

Gambar L4.8. Citra hasil penyinaran ditampilkan pada Viewer ..................... 56

xvi

DAFTAR SIMBOL

: Fungsi kerja

(Ek )maks : Energi kinetik maksimum

h : Konstanta Planck

v : Frekuensi foton

mec2

: Energi diam elektron

Ee : Energi total elektron terlepas

Ek : Energi kinetik

: Tampang lintang

: Sudut penyimpangan berkas sinar-X

t : Tinggi tabung uji

x : Jarak alat uji ke imaging plate

X1 : Berkas sinar-X horizontal bagian kiri

X2 : Berkas sinar-X horizontal bagian kanan

Y1 : Berkas sinar-X vertikal bagian atas

Y2 : Berkas sinar-X vertikal bagian bawah