Experimental verification of a methodology for Monte Carlo modeling of multileaf collimators using the code Geant4

Autores

  • Alex Cristóvão Holanda de Oliveira Universidade Federal de Pernambuco image/svg+xml
  • José Wilson Vieira Instituto Federal de Pernambuco
  • Miriam Zarza Moreno Universidade Nova de Lisboa image/svg+xml
  • Fernando Roberto Andrade Lima Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste

DOI:

https://doi.org/10.15392/bjrs.v6i2.324

Palavras-chave:

Radiotherapy, Multileaf Collimator, Monte Carlo

Resumo

Among the many algorithms developed for evaluation of dose distributions in radiotherapy, the Monte Carlo methods provide more realistic results. In intensity modulated radiation therapy, significant differences in dose distributions within the fields defined by the multileaf collimator (MLC) could have significant radiobiology effects. Thus, it is important to model thoroughly the MLC to allow more accurate radiotherapy delivery. The objective of this work is to describe and to validate a methodology for modeling of MLCs using code Geant4. The Varian Millennium 120-leaf MLC was modeled using this methodology and it was experimentally verified. The leaves of the MLC were built using three types of solid (G4Box, G4Tubs and G4ExtrudeSolid) and the Boolean operation of subtraction (G4SubtractionSolid). Based on this methodology, it is possible to simulate other Varian MLC models using Geant4 or other MC code.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Biografia do Autor

  • Alex Cristóvão Holanda de Oliveira, Universidade Federal de Pernambuco

    Departamento de Energia Nuclear

  • José Wilson Vieira, Instituto Federal de Pernambuco

    Laboratório de Dosimetria Numérica

  • Miriam Zarza Moreno, Universidade Nova de Lisboa

    Departamento de Física

Referências

CORTÉS-GIRALDO, M. A.; QUESADA, J. M.; GALLARDO, M. I.; CAPOTE, R. An implementation to read and write IAEA phase-space files in GEANT4-based simulations. International Journal of Radiation Biology, 88, 2012.

IAEA - INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Technical Reports Series No. 430: Commissioning and Quality Assurance of Computerized Planning Systems for Radiation Treatment of Cancer. Vienna: IAEA, 2004.

IAEA - INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Phase-Space Database for External Beam Radiotherapy. Vienna: IAEA, 2006.

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.

LOVEROCK, L. Linear Accelerators. In: MAYLES, P.; NAHUM, A.; ROSENWALD, J.C. (Org.). Handbook of Radiotherapy Physics: Theory and Practice. Inglaterra: Taylor & Francis, 2007.

MA, C.-M.; LI, J. S.; JIANG, S. B.; PAWLICKI, T.; XIONG, W.; QIN, L. H.; YANG, J. Effect of statistical uncertainties on Monte Carlo treatment planning. Physics in Medicine and Biology, 50, 2005.

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. Radiological Physics and Technology, 7, 2, 2014.

ROGERS, D. W. O.; WALTERS, B.; KAWRAKOW, I. BEAMnrc Users Manual. Ottawa: National Research Council of Canada, 2011.

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.

VERHAEGEN, F.; SEUNTJENS, J. Monte Carlo modelling of external radiotherapy photon beams. Physics in Medicine and Biology, 48, 2003.

VERHAEGEN, F. Monte Carlo Modeling of External Photon Beams in Radiotherapy. In: SECO, J.; VERHAEGEN, F. (Eds). Monte Carlo Techniques in Radiation Therapy. USA: CRC Press, 2013.

Downloads

Publicado

06-05-2018

Edição

v. 6 n. 2 (2018)

Seção

Artigos

Licença

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/

Como Citar

Experimental verification of a methodology for Monte Carlo modeling of multileaf collimators using the code Geant4. Brazilian Journal of Radiation Sciences, Rio de Janeiro, Brazil, v. 6, n. 2, 2018. DOI: 10.15392/bjrs.v6i2.324. Disponível em: https://bjrs.org.br/revista/index.php/REVISTA/article/view/324. Acesso em: 16 jul. 2025.