Determinação de Espectros de Energia de Elétrons Clínicos a partir de Curvas de Porcentagem de Dose em Profundidade (PDP) utilizando o Método de Recozimento Simulado Clássico

Abstract

ResumoAs curvas de porcentagem de dose em profundidade representam um conjunto importante de dados para feixes de elétrons pois descrevem claramente as propriedades dosimétricas destes. Usando uma teoria de transporte acurada ou o método Monte Carlo encontram-se diferenças obvias entre a PDP de feixes de elétrons monoenergéticos e a de feixes de elétrons clínicos à energia nominal do acelerador em um objeto simulador de água. Em radioterapia, o espectro de energia de elétrons deve ser considerado para aprimorar a acurácia do cálculo da dose toda vez que o feixe de elétrons que atinge a superfície do objeto simulador de água após atravessar às estruturas do acelerador e o ar, não é mais monoenergetico. Existem três abordagens principais para extrair o espectro de energia de elétrons desde curvas de PDP: Método Monte Carlo, Medição Direta e Reconstrução Inversa. Neste trabalho será apresentado o método de Recozimento Simulado Clássico como uma abordagem prática, consistente e simples de reconstrução inversa como sendo uma boa alternativa aos outros dois métodos. Palavras-chave: recozimento simulado; espectros de energia; elétrons; radioterapia; porcentagem de dose em profundidade; Matlab; otimização; PENELOPE. AbstractPercentage depth dose of electron beams represents an important item of data in radiation therapy treatment since it describes the dosimetric properties of these. Using an accurate transport theory, or the Monte Carlo method, has been shown obvious differences between the dose distribution of electron beams of a clinical accelerator in a water simulator object and the dose distribution of monoenergetic electrons of nominal energy of the clinical accelerator in water. In radiotherapy, the energy spectrum of electrons should be considered to improve the accuracy of dose calculation, because the electron beams that reach the surface traveling through internal structures of accelerator are not in fact monoenergetic. There are three principal approaches to obtain electron energy spectra from central PDP: Monte Carlo Method, Direct Measurement and Inverse Reconstruction. In this work, it will be presented the Simulated Annealing method as a practical, reliable and simple approach of inverse reconstruction as being an optimal alternative to other options.