Analisis dosis boron neutron capture therapy (BNCT) pada kanker payudara berbasis Particcle and Heavy Ion Transport Code System (PHITS) 3.34

INDONESIA:
kanker adalah salah satu penyebab kematian tertingi dengan jumlah kasus yang terus meningkat setiap tahun. Kanker payudara merupakan salah satu jenis kanker dengan tingkat insiden dan kematian yang tinggi di seluruh dunia, termasuk di Indonesia. Metode pengobatan kanker payudara yang umum digunakan meliputi radioterapi, operasi, dan kemoterapi. Namun, metode tersebut dinilai kurang efektif karena dapat merusak jaringan sehat di sekitar sel kanker. Oleh karena itu, dikembangkan Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) sebagai metode terapi yang lebih selektif dan efektif dalam menargetkan sel kanker tanpa merusak jaringan sehat. BNCT merupakan terapi radiasi yang memanfaatkan isotop ¹⁰B dan neutron untuk membunuh sel kanker secara selektif, yaitu hanya pada jaringan yang mengandung ¹⁰B. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan parameter optimal dalam terapi kanker payudara menggunakan BNCT. Fokus utama penelitian meliputi penentuan konsentrasi ¹⁰B yang optimal untuk mencapai efektivitas maksimum dalam membunuh sel kanker payudara, serta waktu iradiasi yang sesuai pada konsentrasi optimal untuk mencapai efektivitas maksimum dalam membunuh sel kanker payudara. Selain itu, penelitian ini juga menganalisis arah iradiasi yang paling efektif untuk meminimalkan paparan radiasi terhadap jaringan sehat. Metode penelitian yang digunakan adalah simulasi Monte Carlo menggunakan program PHITS versi 3.34. Phantom yang digunakan adalah ORNL wanita dewasa dengan kasus kanker payudara stadium 1 (T1N0M0), yang mengindikasikan tumor berukuran 2 cm di payudara sebelah kiri. Sumber neutron yang digunakan berasal dari siklotron 30 MeV, yang dikenal sebagai Beam Shaping Assembly (BSA). Konsentrasi Boron yang diuji dalam penelitian ini adalah 30, 60, 90, 120, dan 150 μg/g jaringan kanker, dengan dua variasi arah penyinaran, yaitu Anterior-Posterior (AP) dan Left-Lateral (LLAT). Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi ¹⁰B yang optimal untuk pengobatan kanker payudara menggunakan BNCT adalah 150 μg/g jaringan kanker. Pada konsentrasi ini, waktu iradiasi yang diperlukan adalah 9 menit 54 detik. Selain itu, arah penyinaran Anterior-Posterior (AP) terbukti lebih efektif dalam mengurangi efek radiasi terhadap jaringan sehat dibandingkan dengan penyinaran dari arah Left-Lateral (LLAT).

ENGLISH:
Cancer is one of the leading causes of death, with the number of cases increasing every year. Breast cancer is among the types of cancer with high incidence and mortality rates worldwide, including in Indonesia. Common treatments for breast cancer include radiotherapy, surgery, and chemotherapy. However, these treatments are considered less effective as they may damage healthy tissues surrounding cancer cells. Therefore, Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) has been developed as a more selective and effective therapy that targets cancer cells while preserving healthy tissues. BNCT is a radiation therapy that utilizes the ¹⁰B isotope and neutrons to selectively kill cancer cells, specifically in tissues containing ¹⁰B. This study aims to determine the optimal parameters for breast cancer therapy using BNCT. The primary focus includes determining the optimal¹⁰B concentration to achieve maximum effectiveness in eliminating breast cancer cells and the appropriate irradiation duration at the optimal concentration to enhance cancer cell destruction. Additionally, this study analyzes the most effective irradiation direction to minimize radiation exposure to healthy tissues. The research method employed a Monte Carlo simulation using PHITS version 3.34. The phantom used in this study was an adult female ORNL model with stage 1 breast cancer (T1N0M0), indicating a 2 cm tumor located in the left breast. The neutron source was derived from a 30 MeV cyclotron known as the Beam Shaping Assembly (BSA). The tested boron concentrations were 30, 60, 90, 120, and 150 μg/g of cancerous tissue, with two irradiation directions: Anterior-Posterior (AP) and Left-Lateral (LLAT). The results showed that the optimal 10B concentration for breast cancer treatment using BNCT was 150 μg/g of cancerous tissue. The required irradiation duration at this concentration was 9 minutes and 54 seconds. Additionally, the Anterior-Posterior (AP) irradiation direction proved to be more effective in reducing radiation exposure to healthy tissues compared to left lateral (LLAT) irradiation.

ARABIC:
إن السرطان هو أحد الأسباب الرئيسية للوفاة مع زيادة عدد حالات الإصابة به كل سنة. وسرطان الثدي هو أحد السرطانات مع إرتفاع الإصابة والوفاة في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك دولة إندونيسيا. وتشتمل طرق علاج سرطان الثدي المستخدمة بصورة عامة على العلاج الإشعاعي والعملية الجراحية والعلاج الكيميائي.ولكن تلك الطريقة تعتبر أقل فعالية لأنها قد تدمر الأنفاق الصحية المحيطة بالأنسجة السرطانية. ولذلك، طُوّر شعاع التقاط البورون النيوتروني (”بي إن سي تي“) كطريقة علاجية أكثر خصوصية وفعالية في إستهداف الخلايا السرطانية دون تدمير الخلايا الصحية. ويعتبر شعاع التقاط البورون النيوتروني”بي إن سي تي“ علاجاً إشعاعياً يستفيد من نظير البورون- العشرة والنيوترونات لقتل الخلايا السرطانية بصورة إختيارية، أي في الأنسجة المحتوية على ” البورون- العشرة “ فقط. ويهدف هذا البحث إلى تحديد المعايير المثالية في علاج سرطان الثدي بإستخدام شعاع التقاط البورون النيوتروني (”بي إن سي تي“). ويشمل التركيز الرئيسي للبحث تحديد التركيز الأمثل لـلبورون- العشرة للوصول إلى أعلى فعالية في قتل الخلايا السرطانية في الثدي، وكذلك الوقت المناسب للتشعيع بالتركيز الأمثل لتحقيق أقصى فعالية في قتل خلايا سرطان الثدي.وبالإضافة إلى ذلك، يحلل هذا البحث أيضًا إتجاه التشعيع أكثر فعالية لتقليل التعرض الإشعاعي للأنسجة الصحية. وكانت طريقة البحث المستخدمة هي عملية محاكاة مونت كارلو باستخدام برنامج (بي إتش آي تي إس) للإصدار رقم ٣.٣٤. والفانتوم المستخدم هو (أو آر إن إل) أنثى بالغة مصابة بسرطان الثدي في المستوى الأول (”تي -١-ن-٠-م-٠“)، وهو ما يشير إلى وجود ورم طوله ٢ سنتيمتر في الثدي الأيسر. وجاء مصدر النيوترون المستخدم من سيكلوترون بقدرة ٣٠ ميجا فولت، المعروف بسم مجموعة تشكيل الحزمة (”بي إس أ“). وكان تركيز البورون المختبر في هذا البحث هو ٣٠ و٦٠ و٩٠ و١٢٠ و١٢٠ و١٥٠ ميكروغرام/غرام من الأنسجة السرطانية، مع نوعين مختلفين من التجاه الإشعاعي، وهما الاتجاه الأمامي الخلفي (”أي بي“) والإتجاه الأيسر الجانبي (ل.ل. أ. ت). وأظهرت النتائج أن التركيز الأمثل ل البورون- العشرة لعلاج سرطان الثدي باستخدام شعاع التقاط البورون النيوتروني هو ١٥٠ ميكروغرام/غرام من الأنسجة السرطانية. وعند هذا التركيز، يكون وقت التشعيع المطلوب هو ٩ دقائق و٥٤ ثانية. وبالإضافة إلى ذلك، أثبت إتجاه التشعيع الأمامي الخلفي أنه أكثر فعالية في الحد من آثار الإشعاع على الأنسجة الصحية بالمقارنة مع التشعيع من الإتجاه الأيسر الجانبي (ل.ل. أ. ت).