Caracterización de los coeficientes de calibración de una cámara de ionización utilizada en radioterapia intraoperatoria mediante simulación Monte Carlo

Abstract

[ES] En los tratamientos de radioterapia intraoperatoria se hace uso de aceleradores de partículas para suministrar haces de electrones o Rayos X en el lecho tumoral durante la intervención quirúrgica de eliminación del tumor. En este proyecto se va a trabajar con un acelerador LIAC HWL (donado por la fundación de Amancio Ortega), que el Hospital la Fe de Valencia utiliza sobre todo para tratar cáncer de mama. Una de sus características más relevantes y la que hace que se diferencie del resto que hay en el mercado actualmente es su gran movilidad y facilidad para ser transportado, por ello es considerado uno de los mejores y más seguros. En este tipo de terapias hay una tasa de emisión de electrones muy elevada y, cuando se necesita medir la dosis, los detectores que se emplean se ven saturados. Es por ello que para realizar la medida de dosis del acelerador se va a hacer uso de una cámara Advanced Markus de la compañía PTW, la cual viene calibrada en agua y con un haz de Cobalto. El problema que se plantea es que para esta combinación de acelerador y cámara no existe un factor de conversión entre la dosis y la carga y actualmente se están empleando aproximaciones basadas en el protocolo TRS398. De aquí que el objetivo principal de este proyecto se centre en la obtención de los coeficientes de calibración de la cámara mediante simulaciones Monte Carlo y de este modo conseguir mejorar la incertidumbre en el cálculo de la dosis de los pacientes tratados con este acelerador. El trabajo hará uso del código de simulación Monte Carlo MCNP6 para simular el transporte de partículas desde el acelerador hasta el volumen sensible de la cámara de ionización y de esta manera obtener los factores de calibración de manera directa. Para ello, el modelo partirá de un espacio de fases que nos proporciona el fabricante, y de la geometría 3D de la cámara de ionización modelada y mallada con programas CAD.

[EN] In intraoperative radiotherapy treatments, particle accelerators are used to deliver electron beams or X-rays to the tumour bed during the surgical intervention to remove the tumour. In this project we will work with a LIAC HWL accelerator (donated by Amancio Ortega's foundation), which the Hospital la Fe in Valencia uses mainly to treat breast cancer. One of its most relevant characteristics and the one that makes it different from the rest on the market today is its great mobility and easy to transport, which is why it is considered one of the best and safest. In this type of therapy there is a very high rate of electron emission and, when the dose needs to be measured, the detectors used are saturated. For this reason, to measure the dose of the accelerator, an Advanced Markus camera from the PTW company will be used, which is calibrated in water and has a cobalt beam. The problem is that for this combination of accelerator and camera there is no conversion factor between dose and load and currently approaches based on the TRS398 protocol are being used. Therefore, the main objective of this project is to obtain the calibration coefficients of the chamber by means of Monte Carlo simulations and to improve the uncertainty in the calculation of the dose of the patients treated with this accelerator. This project will make use of the Monte Carlo simulation code MCNP6 to simulate the transport of particles from the accelerator to the sensitive volume of the ionisation chamber and obtain the calibration factors directly. To do this, the model will start from a phase space provided by the manufacturer, and from the 3D geometry of the ionisation chamber modelled and meshed with CAD programmes.