Estudios de protección de la piel en tratamientos de radioterapia intraoperatoria de cáncer de mama mediante simulaciones Monte Carlo

Abstract

[ES] La modalidad de tratamiento de radioterapia intraoperatoria (IORT) está ganando popularidad en los últimos años. En estos tratamientos, la irradiación se realiza dentro de la incisión producida quirúrgicamente tras la eliminación total o parcial del tumor, mediante el uso de un aplicador. Para ello, en una de sus modalidades, se administra directamente al lecho tumoral un haz de electrones utilizando diferentes combinaciones de aplicadores y energía del haz, adaptándose al escenario clínico del paciente. En el presente Trabajo Final de Master se desarrolla el proceso de diseño y selección de un blindaje con forma de anillo cilíndrico, que será utilizado en procedimientos de IORT en cáncer de mama, ya que, en este caso, y en general, la protección de la dosis cutánea es importante debido a que las altas prescripciones de dosis por fracción impartida pueden afectar a la cicatrización de la piel. El Hospital la Fe de Valencia cuenta con el acelerador lineal de electrones LIAC HWL de Sordina, el cual es capaz de administrar haces de electrones con diferentes energías, de entre las cuales se estudian en este proyecto los casos de 6 MeV y 12 MeV. En el proyecto se analizan diferentes geometrías para el blindaje de plomo a colocar alrededor del aplicador, de forma que finalmente se seleccione aquella que logre una mayor protección de la piel en estos tratamientos. Todos los casos propuestos son simulados mediante el código MCNP6 (Monte Carlo N-Particle), obteniendo datos relativos a la dosis absorbida y fluencia, que sirven de base para la selección del anillo. Además, se verifica que añadir esta protección no altera la componente dispersa del haz, estudiando con la simulación que no se modifica el espectro del haz, así como la distribución de dosis.

[CA] La modalitat de tractament de radioteràpia intraoperatòria (IORT) està guanyant popularitat en els últims anys. En aquests tractaments, la irradiació es realitza dins de la incisió produïda quirúrgicament després de l'eliminació total o parcial del tumor, mitjançant l'ús d'un aplicador. Per a això, en una de les seves modalitats, s'administra directament al llit tumoral un feix d'electrons utilitzant diferents combinacions d'aplicadors i energia del feix, adaptant-se a l'escenari clínic del pacient. En el present Treball Final de Màster es desenvolupa el procés de disseny i selecció d'un blindatge amb forma d'anell cilíndric, que serà utilitzat en procediments de IORT en càncer de mama, ja que, en aquest cas, i en general, la protecció de la dosi cutània és important pel fet que les altes prescripcions de dosis per fracció impartida poden afectar la cicatrització de la pell. L'Hospital la Fe de València compta amb l'accelerador lineal d'electrons LIAC HWL de Sordina, el qual és capaç d'administrar feixos d'electrons amb diferents energies, d'entre les quals s'estudien en aquest projecte els casos de 6 MeV i 12 MeV. En el projecte s'analitzen diferents geometries per al blindatge de plom a col·locar al voltant de l'aplicador, de manera que finalment se seleccioni aquella que aconsegueixi una major protecció de la pell en aquests tractaments. Tots els casos proposats són simulats mitjançant el codi MCNP6 (Monte Carlo NParticle), obtenint dades relatives a la dosi absorbida i fluencia, que serveixen de base per a la selecció de l'anell. A més, es verifica que afegir aquesta protecció no altera la component dispersa del feix, estudiant amb la simulació que no es modifica l'espectre del feix, així com la distribució de dosi.

[EN] The intraoperative radiation therapy (IORT) treatment modality is gaining popularity in recent years. In these treatments, irradiation is performed inside the incision produced surgically after total or partial removal of the tumor, using an applicator. To do this, in one of its modalities, an electron beam is administered directly to the tumor bed using different combinations of applicators and beam energy, adapting to the patient's clinical scenario. In this Final Master Project, the process of design and selection of a cylindrical ring-shaped shield is developed, which will be used in IORT procedures in breast cancer, since, in this case, and in general, the protection of the skin dose is important because the high prescriptions of doses per fraction imparted can affect the healing of the skin. The Hospital la Fe in Valencia has the LIAC HWL linear electron accelerator by Sordina, which is capable of administering electron beams with different energies, among which the cases of 6 MeV and 12 MeV are studied in this project. In the project, different geometries are analysed for the lead shielding to be placed around the applicator, so that the one that achieves greater protection of the skin in these treatments is finally selected. All the proposed cases are simulated using the MCNP6 (Monte Carlo N-Particle) code, obtaining data related to the absorbed dose and creep, which serve as the basis for the selection of the ring. In addition, it is verified that adding this protection does not alter the dispersed component of the beam, studying with the simulation that the spectrum of the beam is not modified, as well as the dose distribution.