Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala



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Capítulo 1 
-
 
INTRODUÇÃO 
 
Esta  tese  apresenta  o  desenvolvimento  e  validação  de  um  novo  modelo 
computacional  detalhado  de  um acelerador  linear  de  uso médico  (linac)  Varian. Neste 
trabalho buscou-se utilizar um código
1
 baseado no método de Monte Carlo para criação 
de um modelo computacional capaz de simular a operação do acelerador. A  validação 
do feixe útil de fótons foi feita comparando-se os resultados calculados de percentuais 
de  dose
2
  em  profundidade  (PDD)  e  perfis  laterais  com  os  dados  oficiais  do  fabricante 
(chamados  de  “Golden  Data”).  Também  foram  elaborados  modelos  computacionais 
realísticos  de  uma  sala  (bunker)  de  radioterapia  e  do  colimador  multifolhas  Varian 
HD120™  MLC.  Um  modelo  computacional  masculino
3
  discretizado  em  pequenos 
elementos  volumétricos  (chamados  de  voxels)  foi  adaptado  e  reunido  aos  demais 
modelos  computacionais  previamente  criados  a  fim  de  compor  um  modelo  único  que 
permitisse simular completamente um protocolo de radioterapia de feixe externo. 
Após a validação dos resultados dos feixes de fótons gerados no equipamento 
virtual, utilizou-se o modelo completo para simulação de um protocolo de radioterapia 
3D conformacional para câncer de próstata. Por fim, a mesma modelagem foi utilizada 
para investigação do efeito,  sobre a dose efetiva
4
 recebida pelo paciente, da instalação 
de uma blindagem adicional (de aço ou chumbo) no cinturão primário do bunker. Aço e 
chumbo foram escolhidos por serem, depois do concreto, os materiais mais comumente 
empregados na blindagem contra fótons. Essa questão é relevante considerando que os 
cálculos  do  projeto  de  blindagem  de  uma  sala  de  radioterapia  são  feitos  visando  à 
proteção  do  público  externo  e  não  à  proteção  do  paciente,  mas  os  efeitos  da  radiação 
produzida  e  espalhada  no  interior  da  sala  sobre  o  paciente  não  são  computados  no 
sistema de planejamento do tratamento com o acelerador. Tais efeitos são influenciados 
pelos materiais que compõem a blindagem e devem ser minimizados. 
Neste  capítulo  são  apresentados  diversos  conceitos  relacionados  a  este 
trabalho. Na seção 1.1 é feita uma breve ambientação a respeito do uso terapêutico da 
radiação  ionizante  e  da  necessidade  de  se  investigar  com  exatidão  as  doses  recebidas 
pelo paciente. Nas seções 1.2 e 1.3 são apresentados os problemas a serem tratados e os 
objetivos e importância da pesquisa. Por fim, a última seção descreve a organização da 
tese. 
 
 
                                                     
1
 Código: programa computacional, software 
2
  Dose:  genericamente  expressa  a  energia  depositada  por  unidade  de  massa  de  um  dado  material.  A 
definição formal será apresentada em seções subsequentes 
3
 Fantoma REX, apresentado em detalhes na seção 2.7 
4
 Dose efetiva: definição formal na seção 2.6.3 

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