Modelado de un haz de fotones de uso clínico mediante métodos Monte Carlo aplicado a un acelerador VARIAN IX de 6 MV

Por medio de simulaciones con métodos Monte Carlo y algoritmos de cálculo suministrados por el software BEAMnrc se logró modelar en primera instancia la geometría del cabezal de un LINAC VARIAN IX con energía de 6 MV. Se definieron a partir de los datos reportados por el fabricante componentes como,...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
masterThesis
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/61168
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/61168
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.61168
Palabra clave:
Simulación
Monte Carlo
Acelerador Lineal
BEAMnrc
6 MV
VARIAN
Perfil de haz
Porcentaje de dosis en profundidad
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VARIAN
Beam profile
Percentage Deepth Dose
Maestría en física médica - Tesis y disertaciones académicas
Método de Montecarlo
Modelos lineales
Innovaciones en medicina
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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Torres Gutiérrez, Javier Alejandro
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description Por medio de simulaciones con métodos Monte Carlo y algoritmos de cálculo suministrados por el software BEAMnrc se logró modelar en primera instancia la geometría del cabezal de un LINAC VARIAN IX con energía de 6 MV. Se definieron a partir de los datos reportados por el fabricante componentes como, blanco, colimador primario, ventana de vacío, filtro aplanador, cámaras de ionización, espejo, mandíbulas y retícula de salida del cabezal. Para la simulación se utilizaron librerías disponibles en BEAMnrc para modelar cada parte del cabezal del LINAC. Adicionalmente, la herramienta DOSXYZnrc permitió el diseño e implementación de un fantoma de agua para la medición de los datos de curvas de dosis en profundidad (PDD) y perfiles de haz. Se logró con esto adquirir un espacio de fase que permitió obtener curvas de dosis en profundidad y perfiles de haz para campos de 6x6 cm.^2, 10x10 cm.^2 y 20x20 cm.^2, que coinciden con las condiciones experimentales. Al evaluar los datos simulados mediante el índice de aceptación TRS 430, estos mostraron un porcentaje de diferencia mucho menor al 2% bajo criterio de dosis y menor a 2 mm en zonas de penumbra para el criterio de espacio, cumpliendo con los parámetros de aceptación en más del 96% de los puntos evaluados. Los resultados obtenidos son de gran utilidad ya que una vez validados los valores simulados el software se convierte en una poderosa herramienta de predicción de futuras mediciones relacionadas a los controles de calidad, permitiendo así un apoyo conceptual para la mejora de los servicios prestados en el centro de radioterapia que haga uso del acelerador estudiado.
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Para la simulación se utilizaron librerías disponibles en BEAMnrc para modelar cada parte del cabezal del LINAC. Adicionalmente, la herramienta DOSXYZnrc permitió el diseño e implementación de un fantoma de agua para la medición de los datos de curvas de dosis en profundidad (PDD) y perfiles de haz. Se logró con esto adquirir un espacio de fase que permitió obtener curvas de dosis en profundidad y perfiles de haz para campos de 6x6 cm.^2, 10x10 cm.^2 y 20x20 cm.^2, que coinciden con las condiciones experimentales. Al evaluar los datos simulados mediante el índice de aceptación TRS 430, estos mostraron un porcentaje de diferencia mucho menor al 2% bajo criterio de dosis y menor a 2 mm en zonas de penumbra para el criterio de espacio, cumpliendo con los parámetros de aceptación en más del 96% de los puntos evaluados. Los resultados obtenidos son de gran utilidad ya que una vez validados los valores simulados el software se convierte en una poderosa herramienta de predicción de futuras mediciones relacionadas a los controles de calidad, permitiendo así un apoyo conceptual para la mejora de los servicios prestados en el centro de radioterapia que haga uso del acelerador estudiado.By means of Monte Carlo simulations and all the available libraries on BEAMnrc code, we successfully modeled the Linac Head from VARIAN CLINAC IX lineal accelerator for the 6 MV nominal energy. The target, primary collimator, vacuum window, flattening filter, ionization chambers, mirror, jaws and exit window, were modeled according to the vendor specifications, to obtain the phase space that allow us to make the PDD and profiles curves for 6 x 6 cm.^2, 10 x 10 cm.^2 and 20 x 20 cm.^2 fields that matches the values obtained with experimental measures realized on the modeled Linac. The materials used for this work basically are the measures for PDD and beam profiles and the BEAMnrc user interface for the Linac head modeling with DOSXYZnrc form the phantom modeling. The results show PDD and beam profiles that fulfill the acceptation values that the TRS 430 suggest, normally a variation under 2% on dose comparisons and 2mm for space criteria comparisons on the beam penumbra area for dose profiles and the buildup region for PDD curves. This work succeeded these values for more than 96% of the evaluated point of every graph.Magíster en Física MédicaMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Física MédicaFacultad de CienciasRodríguez Herrera, WilmarVásquez, JaiderTrujillo Bastidas, Cristian DavidZutta Villate, Julián MateoEstrada, Amilcar2022-08-05T15:03:15Z2022-08-05T15:03:15Z2022-07-19http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/61168https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.61168instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2023-05-30T21:20:48Z