Monte Carlo modeling of multileaf collimators using the code Geant4
DOI:
https://doi.org/10.15392/bjrs.v3i1A.144Palavras-chave:
Radiotherapy, Monte Carlo Methods, Multileaf CollimatorResumo
Radiotherapy uses various techniques and equipment for local treatment of cancer. The equipment most often used in radiotherapy to the patient irradiation is linear accelerator (Linac). Among the many algorithms developed for evaluation of dose distributions in radiotherapy planning, the algorithms based on Monte Carlo (MC) methods have proven to be very promising in terms of accuracy by providing more realistic results. The MC simulations for applications in radiotherapy are divided into two parts. In the first, the simulation of the production of the radiation beam by the Linac is performed and then the phase-space is generated. In the second part the simulation of the transport of particles (sampled phase-space) in certain configurations of irradiation field is performed to assess the dose distribution. Accurate modeling of the Linac head is of particular interest in the calculation of dose distributions for intensity modulated radiation therapy (IMRT), where complex intensity distributions are delivered using a multileaf collimator (MLC). The objective of this work is to describe a methodology for modeling MC of MLCs using code Geant4. To exemplify this methodology, the Varian Millennium 120-leaf MLC was modeled. The dosimetric characteristics (i.e., penumbra, leakage, and tongue-and-groove effect) of this MLC were evaluated. The results agreed with data published in the literature concerning the same MLC.Downloads
Referências
CASTRO, A.; NGUYEN, B.; ALMEIDA, C. E. Determinação de parâmetros de Tongue and Groove de colimadores de multilâminas. Revista Brasileira de Física Médica, 6 (2), 2012.
HEATH, E.; SEUNTJENS, J. Development and validation of a BEAMnrc component module for accurate Monte Carlo modelling of the Varian dynamic Millennium multileaf collimator. Physics in Medicine and Biology, 48, 2003.
JANG, S. Y.; VASSILIEV, O. N.; LIU, H. H.; MOHAN, R. Development and commissioning of a multileaf collimator model in Monte Carlo dose calculations for intensity-modulated radiation therapy. Medical Physics, 33(3), 2006.
JERAJ, M.; ROBAR, V. Multileaf Collimator in Radiotherapy. Radiology and Oncology, 38(3), 2008.
LOVEROCK, L. Linear Accelerators. In: MAYLES, P.; NAHUM, A.; ROSENWALD, J.C. (Org.). Handbook of Radiotherapy Physics: Theory and Practice. Inglaterra: Taylor & Fran-cis, p.197-240, 2007.
OKAMOTO, H.; FUJITA, Y.; SAKAMA, K.; SAITOH, H.; KANAI, T.; ITAMI, J.; KOHNO, T. Commissioning of 6 MV medical linac for dynamic MLC-based IMRT on Monte Carlo code GEANT4. Radiol Phys Technol, 7, 2014.
OLIVEIRA, A. C. H. ; VIEIRA, J. W. ; SANTANA, M. G. ; LIMA, F. R. A. Monte Carlo Simulation of a Medical Linear Accelerator for Generation of Phase Spaces. In: International Nuclear Atlantic Conference - INAC, Recife. 2013 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2013, 2013.
ROGERS, D. W. O.; WALTERS, B.; KAWRAKOW, I. BEAMnrc Users Manual. Ottawa: National Research Council of Canada, 2011. Pag. 172-204.
TACKE, M. B.; SZYMANOWSKI, H.; OELFKE, U.; SCHULZE, C.; NUSS, S.; WEHRWEIN, E.; LEIDENBERGER, S. Assessment of a new multileaf collimator concept using GEANT4 Monte Carlo simulations. Medical Physics, 33 (4), 2006.
TYAGI, N.; MORAN, J. M.; LITZENBERG, D. W.; BIELAJEW, A. F.; FRAASS, B. A.; CHETTY, I. J. Experimental verification of a Monte Carlo-based MLC simulation model for IMRT dose calculation. Medical Physics, 34 (2), 2007.
VERHAEGEN, F.; SEUNTJENS, J. Monte Carlo modelling of External Radiotherapy Photon Beams. Physics in Medicine and Biology, 48, 2003.
VIEIRA, A. M. M. Dosimetria dos Sistemas de Radiocirurgia Estereotáxica com Aceleradores Lineares Equipados com Colimadores Micro Multi-lâminas. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo. São Paulo-SP, 2008.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Categorias
Licença
Direitos autorais (c) 2015 Brazilian Journal of Radiation Sciences
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
