Simulación y validación experimental de la dosimetría de campos pequeños de fotones en un acelerador lineal de electrones

Abstract

La utilización de campos pequeños de fotones en radioterapia, se puede distinguir principalmente por dos efectos: la pérdida del equilibrio electrónico lateral y la oclusión de la fuente. Ambos resultan en una disminución del rendimiento del haz en el eje central y en una extensión de la zona de penumbras en los perfiles. Estos efectos son difíciles de cuantificar ya que los detectores de tamaño similar o mayor que el campo de radiación presentan imprecisiones en las medidas. Las técnicas numéricas surgen como una herramienta para el análisis de dichas cuestiones. El presente trabajo consiste en el desarrollo y validación de un modelo de acelerador clínico Varian Clinac 6EX mediante la utilización de la técnica Monte Carlo, comparando luego los parámetros característicos del haz de fotones obtenidos en la simulación con aquellos medidos en el equipo, para tamaños de campo de radiación pequeños. Para realizar la simulación de los procesos de trasporte de partículas, se utilizó el código Monte Carlo de Transporte MCNP5. Este código es de propósito general y puede ser usado en distintos modos: neutrones, fotones, electrones o en su transporte acoplado. Los datos obtenidos de las simulaciones consisten en distribuciones de dosis en profundidad y perfiles de dosis. Los tamaños de campo involucrados son 10cmx10cm, 5cmx5cm, 2cmx2cm, 1.5cmx1.5cm y 1cmx1cm. Del análisis de dichos datos se obtuvieron los Factores de Campo (Output Factor) para cada configuración y los tamaños de campo dosimétricos a partir del cálculo de FWHM (Full Width at Half Maximum) en los perfiles. Tanto los factores de campo como los valores de FWHM fueron comparados con los medidos en el acelerador de terapia. Si bien, se obtuvieron resultados en los cuales el error fue significativo, se demostró la viabilidad de cuantificar efectos en la dosimetría cuando se conforman campos pequeños de fotones. La influencia del tamaño de las celdas de medición del modelo numérico en las distribuciones de dosis, fue relevante. Se hace evidente la necesidad de emplear mecanismos que reduzcan los tiempos empleados en el cálculo de los procesos de transporte totales, sin que esto represente un desmedro en la precisión de las medidas.