Simulação de Monte Carlo de um acelerador linear clínico Varian Trilogy de 6 MV usando Geant4 para análise dosimétrica em campos pequenos

Autores

  • Andre Luiz de Carvalho Ribeiro Division of Medical Physics, Institute of Radiation Protection and Dosimetry , Instituto de Radioproteção e Dosimetria image/svg+xml
  • Alex Cristóvão Holanda de Oliveira Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste , Faculdades Nova Esperança image/svg+xml
  • Leonardo Peres da Silva Instituto Nacional de Cancer , Instituto Nacional do Câncer image/svg+xml
  • Eduardo De Paiva Divisão de Física Médica, Instituto de Radioproteção e Dosimetria - IRD/CNEN , Instituto de Radioproteção e Dosimetria image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2958

Palavras-chave:

simulação de Monte Carlo, Geant4, Varian Trilogy, dosimetria de campos pequenos, índice gama, radioterapia

Resumo

Nas últimas décadas a radioterapia se desenvolveu bastante em função do surgimento de aceleradores lineares clínicos avançados, permitindo tratamentos mais seguros e rápidos, com redução de efeitos colaterais. Neste estudo, apresentamos uma simulação de Monte Carlo de um acelerador linear clínico Varian Trilogy de 6 MV utilizando a ferramenta Geant4 para analisar parâmetros dosimétricos, com foco em campos pequenos de fótons. A simulação modela os arquivos de espaço de fase em estágios chaves de modificação do feixe. A validação foi realizada comparando curvas simuladas de dose em profundidade (PDD) e perfis de dose com medições experimentais para o feixe de fótons de 6 MV, empregando o índice gama (critérios de 3%/3 mm) para quantificar o grau de concordância nos PDD’s. Os resultados concordaram em até 2% de diferença, com mais de 95% dos pontos passando na análise gama para um campo de 10 x 10 cm2. A estrutura desenvolvida permite calcular fatores de correção para dosimetria de campos pequenos, abordando desafios como a perda de equilíbrio eletrônico lateral em feixes de alta energia de 6 MV e compará-los com os valores estabelecidos na literatura. Essas capacidades são particularmente importantes para medidas de campos pequenos utilizados em técnicas avançadas de radioterapia, incluindo Radiocirurgia (SRS) e Radioterapia Estereotáxica Corporal (SBRT), nas quais a alta precisão na deposição da dose é essencial. De modo geral, este trabalho estabelece uma plataforma robusta e flexível baseada no Geant4 para simulação de aceleradores lineares clínicos, contribuindo para o desenvolvimento de protocolos dosimétricos mais precisos na terapia com fótons de altas energias em campos pequenos. Observações preliminares sugerem discrepâncias notáveis no fator de saída em campos de fótons pequenos (<3x3cm2), indicando a potencial necessidade de fatores de correção específicos para cada detector. Análises em andamento visam confirmar essas tendências.

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Publicado

17-10-2025

Edição

Seção

Artigos