Estudio de dosimetría en tratamiento de cáncer de hígado empleando microesferas de Y-90 mediante simulaciones con Monte Carlo

Abstract

[ES] El objetivo del presente Trabajo Final de Máster (TFM) es realizar un estudio dosimétrico de un tratamiento de braquiterapia hepática que emplea microesferas de Y-90 mediante simulación empleando el método de Monte Carlo. Si bien, un tratamiento de braquiterapia consiste en la introducción de la fuente en el interior del tumor, en concreto, para los carcinomas hepáticos, se emplea la radioembolización que consiste en la introducción de dichas semillas mediante la arteria hepática. Por ello, es importante conocer la dosis exacta que recibe el hígado, así como otros órganos colindantes que se pueden ver vascularmente afectados como es el caso del pulmón o el tracto gastrointestinal. Para ello, se emplea el modelo anatómico 3D distribuido recientemente por la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) conocido como Fantoma Computacional de Referencia de Tipo de Malla (MRCP). Una vez segmentado el maniquí, se simula el tratamiento con el método de Monte Carlo, haciendo uso del código MCNP, introduciendo una fuente de Y-90 en el interior del hígado, así como todas las especificaciones de la física del transporte de fotones y electrones necesaria para la simulación. Como resultado, se obtiene la dosis que recibe el tumor del hígado, así como cada órgano colindante en un tratamiento de estas características. Se comprueba, además, que las dosis recibidas son seguras y se ajustan con los resultados empíricos. Con ello se demuestra que este método de simulación puede resultar adecuado para planificar tratamientos de braquiterapia obteniendo resultados fiables en un tiempo de computación asequible.

[EN] The objective of this Master's Final Project (TFM) is to carry out a dosimetric study of a liver brachytherapy treatment that uses Y-90 microspheres by simulation using the Monte Carlo method. Although, a brachytherapy treatment consists of the introduction of the source into the tumor, in particular, for liver carcinomas, radioembolization is used, which consists of the introduction of these seeds through the hepatic artery. Therefore, it is important to know the exact dose received by the liver, as well as other adjoining organs that may be vascularly affected as is the case of the lung or the gastrointestinal tract. To do this, the 3D anatomical model recently distributed by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) known as Mesh Type Reference Computational Fantoma (MRCP) is used. Once the mannequin is segmented, the treatment is simulated with the Monte Carlo method, making use of the MCNP code, introducing a Y-90 source inside the liver, as well as all the specifications of the physics of photon and electron transport necessary for the simulation. As a result, the dose received by the liver tumor is obtained, as well as each adjoining organ in a treatment of these characteristics. It is also verified that the doses received are safe and are adjusted with the empirical results. This demonstrates that this simulation method can be suitable for planning brachytherapy treatments obtaining reliable results in an affordable computer time.