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

ABSTRACT

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.

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.