Aplicación de un modelo de un acelerador Elekta Precise basado en Monte Carlo para la evaluación de la respuesta de detectores de estado sólido / Application of an Elekta Precise lineal accelerator model based on Monte Carlo to evaluate the solid state detectors response

En el trabajo se realizó el análisis de la respuesta de diferentes detectores de estado sólido a partir de un modelo de Monte Carlo de un acelerador lineal Elekta Precise, para los haces de energías de 6 MV y 15 MV. Para ello se realizaron simulaciones con el código EGSnrc. Se calculó la dosis depositada en un maniquí de agua voxelizado con su superficie a 100 cm de la fuente, empleando los valoresóptimos de energía media y FWHM del haz primario de electrones para este modelo. A partir de la dosis depositada en el maniquí se construyeron las curvas de dosis en profundidad y perfiles de dosis a diferentes profundidades. Las curvas se compararon con valores medidos para cada detector empleado en un arreglo experimental similar a la simulación realizada, aplicando criterios de aceptabilidad basados en intervalos de confianza. De forma adicional se analizó para cada caso la dosis en función del tamaño de campo. Se obtuvo una buena correspondencia entre las simulaciones y las mediciones, encontrándose todos los resultados dentro de los márgenes de tolerancia.

The evaluation of the solid state detectors response based on a Monte Carlo model of an Elekta Precise lineal accelerator, was done in this work for the beam energies of 6 y 15 MV. Simulations were performed using the EGSnrc code. Employing the optimal values of mean energy and FWHM from the primary electron beam, deposited dose in a voxelized water phantom at 100 cm of source to surface distance was calculated. Depth dose curves and lateral dose profi les were obtained. Comparison between simulations and the experimental values obtained for each detector, were done using acceptability criteria based on confi dence limits. Additionally outputs factors were analyzed in each one of the study cases. Good agreement between simulations and measurements were reached.

Application of a Monte Carlo linac model in routine verifications of dose calculations / Aplicación de un modelo de Monte Carlo de un acelerador lineal en la verificación de los cálculos dosimétricos de rutina

The analysis of some parameters of interest in radiotherapy Medical Physics based on an experimentally validated Monte Carlo model of an Elekta Precise lineal accelerator was performed for 6 and 15 MV photon beams. The simulations were performed using the EGSnrc code. As reference for simulations, the values of the previously obtained optimal beam parameters (energy and FWHM) were used. Deposited dose calculations in water phantoms were done, on typical complex geometries commonly are used in acceptance and quality control tests, such as irregular and asymmetric fields. Parameters such as MLC scatter, maximum opening or closing position, and the separation between them were analyzed from calculations in water. Similarly simulations were performed on phantoms obtained from CT studies of real patients, making comparisons of the dose distribution calculated with EGSnrc and the dose distribution obtained from the computerized treatment planning systems used in routine clinical plans. All the results showed a great agreement with measurements, fi nding all of them within tolerance limits. These results allowed the possibility of using the developed model as a robust verifi cation tool for validating calculations in very complex situations, where the accuracy of the available TPS could be questionable.

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.

Nuevas curvas de calibración para la dosimetría biológica en Cuba / New calibration curves for biological dosimetry in Cuba

RESUMEN Se muestran 11 curvas dosis respuesta in vitro obtenidas por primera vez en el país para tres indicadores biológicos: anillos en cromosomas prematuramente condensados (PCC-R) índice PCC; focos gamma H2AX (-H2AX), todos ellos en linfocitos de sangre periférica humana. Estas curvas en su conjunto cubren un intervalo de dosis desde 0,1 Gy hasta 25 Gy, y varias calidades de radiación, así como varios tiempos post exposición, lo cual fortalece las capacidades para dar respuesta a las emergencias radiológicas y amplía las posibilidades de contribuir al esclarecimiento de cualquier suceso radiológico anormal que pueda ocurrir en la región, donde el indicador predominante en la actualidad continúa siendo la cuantificación de dicéntricos en linfocitos de la sangre periférica.

ABSTRACT In this paper we show the dose response curves in vitro obtained at first time in Cuba, with several biological indicators for radiation damage: rings in premature chromosome condensation (PCC-R); PCC index and -H2AX foci, all of these in peripheral human lymphocytes. These curves cover an interval of doses between 0.1 Gy to 25 Gy, several radiation qualities and times post-exposition, strengthening the capabilities of the Cuban laboratory to give answer to the radiological emergencies and in the same way increase its contribution to elucidate any radiological abnormal event take place at the region where the main indicator at the present time is the dicentric assay in lymphocytes of peripheral blood.