Reconstrução de Espectros de Raios X de Aceleradores Lineares Clínicos usando o Método de Recozimento Simulado Generalizado

Abstract

A distribuição espectral de raios X de megavoltagem utilizados em departamentos de radioterapia é uma grandeza fundamental a partir da qual, em princípio, todas as informações requeridas relevantes para tratamentos de radioterapia podem ser determinadas. Para o calculo das doses administradas ao paciente que faz radioterapia se usam sistemas de planejamento de tratamento (TPS, do inglês Treatment Planning System), que fazem uso de algoritmos de convolução e superposição os quais requerem um conhecimento prévio do espectro de fluência de fótons para realizar o cálculo acurado das doses tridimensionais e assim assegurar uma melhor probabilidade de controle tumoral mantendo baixa a probabilidade de complicações do tecido normal. Neste trabalho foi obtido o espectro de fluência de fótons de raios X de um acelerador linear clínico SIEMENS ONCOR de 6 MV, usando um método de caráter inverso para a reconstrução dos espectros, a partir das curvas de transmissão de fótons medidas para diferentes espessuras de alumínio; o método usado para a reconstrução dos espectros é uma técnica estocástica conhecida como recozimento simulado generalizado (GSA, do inglês Generalized Simulated Annealing), baseado no trabalho da estatística de quase equilíbrio de Tsallis.  Para a validação dos espectros reconstruídos foram calculadas as curvas de porcentagem de dose em profundidade (PDD, do inglês Percentage Depth Dose) para a energia de 6 MV do acelerador, usando simulação Monte Carlo com o código PENELOPE, e a partir da PDD se fez o cálculo o índice de qualidade do feixe TPR_20/10.