Aplicación de un modelo de Monte Carlo de un acelerador lineal en la verificación de los cálculos dosimétricos de rutina

Haydee M. Linares Rosales, Elier Lara Mas, Rodolfo Alfonso Laguardia, Tony Popescu

Resumen

El análisis de algunos parámetros de interés en la física médica de la radioterapia, basado en un modelo de Monte Carlo de un acelerador Elekta Precise, fue realizado en este trabajo para los haces de fotones de 6 y 15 MV. Las simulaciones se realizaron con el código EGSnrc. Como referencia para las simulaciones, se emplearon los parámetros óptimos (energía y FWHM) previamente calculados. Los cálculos de la dosis absorbida se realizaron con maniquíes de agua sobre geometrías complejas, comúnmente empleadas en las pruebas de aceptación y control de calidad en la clínica. Parámetros de interés como la dispersión en las MLC, máxima posición de apertura o cierre y la separación entre estas se analizaron a partir de los cálculos en agua. De forma similar se realizaron cálculos en maniquíes construidos a partir de los estudios tomográficos, y comparaciones con los resultados reportados por el sistema de planifi cación en dichos casos. Los resultados obtenidos evidenciaron una gran concordancia con las mediciones, encontrándose dentro de los límites de tolerancias reportados. Estos resultados crean la base para el empleo del modelo de Monte Carlo como una herramienta robusta para la verificación y validación de los cálculos de dosis en situaciones de gran complejidad, donde la exactitud de los sistemas de planificación es cuestionable.

Palabras clave

método de Monte Carlo; precisión; aceleradores lineales; distribución de las dosis de radiación; radioterapia

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Referencias

. KAWRAKOW I & WALTERS BRB. Effi cient photon beam dose calculations using DOSXYZnrc with BEAMnrc. Med. Phys. 2006; 33(8): 3046-3056.

. TZEDAKIS A, DAMILAKIS JE, MAZONAKIS M, et. al. Influence of initial electron beam parameters on Monte Carlo calculated absorbed dose distributions for radiotherapy photon beams. Med. Phys. 2004; 31(4): 907-913.

. LOBO J & POPESCU IA. Two new DOSXYZnrc sources for 4D Monte Carlo simulations of continuously variable beam configurations, with applications to RapidArc, VMAT, TomoTherapy and CyberKnife. Phys. Med. Biol. 2010; 55(16): 4431-4443.

. ROGERS DWO, WALTERS B & KAWRAKOW I. BEAMnrc Users Manual. Ionizing Radiation Standards. National Research Council of Canada, May 2007.

. KAWRAKOW I, ROGERS DWO & WALTERS BRB. Large efficiency improvements in BEAMnrc using directional bremsstrahlung splitting. Ionizing Radiation Standards National Research Council of Canada. Physics Dept, Carleton University, Ottawa K1S 5B6, 2004.

. WESTERMARK M, ARNDT J, NILSSON B, BRAHME A. Comparative dosimetry in narrow high-energy photon beams. Phys Med Biol. 2000; 45(3): 685-702.

. EKLUND K & AHNESJ OA. Modeling silicon diode energy response factors for use in therapeutic photon beams. Phys Med Biol. 2004; 54(20): 6135-6150.

. YIN Z, HUGTENBURG RP & BEDDOE AH. Response corrections for solid-state detectors in megavoltage photon dosimetry. Phys Med Biol. 2004; 49(16): 3691-3702.

. EKLUND K. Modeling Silicon diode dose response in radiotherapy fields using fluence pencil kernels. PhD thesis. Faculty of Medicine, Uppsala University. Uppsala, 2010. ISBN-978-91-554-7748-6.

. SCOTT A, NAHUM A & FENWICK J. Monte Carlo modeling of small photon fi elds: quantifying the impact of focal spot size on source occlusion and output factors, and exploring miniphantom design for small-fi eld measurements. Medical Physics. 2009; 36(7): 3132-3144.

. HEYDARIAN M, HOBAN PW & BEDDOE AH. A comparison of dosimetry techniques in stereotactic radiosurgery. Phys Med Biol. 1996; 41(1): 93-110.

. ASPRADAKIS M, BYRNE J, PALMANS H, et. al. IPEM Report Number 103: Small field MV photon dosimetry. New York: IPEM, 2010. ISBN: 978-1-903613-45-0.

. ROGERS DWO, WALTERS B & KAWRAKOW I. DOSXYZnrc Users Manual. Ionizing Radiation Standards. National Research Council of Canada, May 2007.