Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala



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    (MCCALL  et  al., 
1979;  PATAU et al., 1978; MOHAN et al., 1985). Desde então, o desenvolvimento de 
novos  códigos  baseados  no  método  MC, concomitantemente ao  avanço  vertiginoso  da 
capacidade de cálculo dos computadores tornaram possíveis a elaboração de numerosos 
modelos  computacionais  cada  vez  mais  complexos  e  sofisticados  (VERHAEGEN  & 
SEUNTJENS,  2003b).  Tornou-se  evidente  que  a  modelagem  computacional  de  linacs 
                                                     
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  Fantoma:  representação  de  um  corpo  humano,  total  ou  em  parte,  utilizada  para  medições  (fantoma 
físico) ou simulações (fantoma computacional) 
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 Fotonêutron: nêutron gerado a partir de uma interação fotonuclear. 



 
passara  a  ser  uma  ferramenta  de  pesquisa  fundamental  e  extremamente  versátil,  sendo 
largamente  empregada  nas áreas  de  proteção  radiológica,  dosimetria interna e  externa, 
projeto  e  desenvolvimento  de  linacs  e  blindagem  contra  radiações,  dentre  outras 
inúmeras  possibilidades.  Nesse  contexto,  este  trabalho  apresenta  um  novo  modelo 
computacional  de  um  linac  Varian  e  demonstra  sua  utilidade  na  obtenção  de 
informações relevantes para o planejamento de seções de radioterapia, bem como para o 
projeto de proteção radiológica de um bunker. Este assunto será abordado a seguir. 
 
 
Figura 1.2 – Representação gráfica ilustrando a evolução na complexidade de modelos 
computacionais  de  aceleradores  lineares.  (a)  Modelo  de  fonte  pontual.  (b)  Modelo  de 
beam line (REYNOSO et al., 2016). (c) Modelo detalhado realista (este trabalho) 
 
1.1.4. Proteção radiológica em bunkers de radioterapia 
 
Todos os linacs necessariamente demandam uma estrutura física especialmente 
projetada  para  lhes  dar  o  adequado  suporte  estrutural  (os  equipamentos  pesam  várias 
toneladas)  e  garantir  a  segurança  dos  pacientes,  operadores  e  público  externo.  As 
radiações  produzidas  durante as  seções  de  tratamento  podem ter efeitos  extremamente 
prejudiciais a pessoas fora da sala de radioterapia se não for contida e, em razão disso, 
todo bunker necessita de um projeto especial de blindagem contra radiações, aprovado 
pelas  autoridades  reguladoras  e  fiscalizadoras  competentes  (no  Brasil,  a  CNEN)  antes 
mesmo  de  ser  construído.  No  Brasil  e  em  grande  parte  do  mundo,  a  metodologia  de 
cálculo  de  blindagem  radiológica  das  instalações  de  radioterapia  baseia-se 
principalmente no relatório 151 do NCRP  – National Council on Radiation Protection 
and  Measurements,  que  estabelece  que  o  propósito  da  blindagem  contra  radiações  é 
limitar a exposição à radiação dos indivíduos que se encontram em áreas próximas e/ou 
adjacentes  às  salas  de  radioterapia  a  um  nível  aceitável  (NCRP,  2005).  Assim,  os 
procedimentos  de  cálculo  do  projeto  de  proteção  radiológica  visam  essencialmente  a 
proteger  os  indivíduos  posicionados  externamente  à  sala  de  tratamento.  O  projeto  de 
blindagem da sala, portanto, não se preocupa com seus eventuais efeitos sobre paciente. 
a) 
b) 
c) 



 
Durante  uma  seção  de  tratamento,  os  tecidos  tumorais  e  sadios  do  paciente 
serão  expostos  a  radiações  primárias  e  secundárias  em  diferentes  níveis.  Por  radiação 
primária  entende-se  a  composta  pelo  feixe  útil  da  radiação  (feixe  principal  colimado), 
ou seja, a parcela oriunda da abertura do conjunto blindagem/colimadores,  direcionada 
para incidir na região do tumor a ser tratado. Por radiação secundária entende-se aquela 
oriunda  da  fuga  do  cabeçote  (parcela  não  blindada)  e  aquela  que  é  espalhada  nos 
objetos,  paredes,  piso  e  teto  da  sala,  ou  mesmo  no  próprio  paciente,  chegando  ao  seu 
destino  através  de  uma  sucessão  de  desvios  em  sua  trajetória,  podendo  alcançar 
virtualmente  qualquer  parte  de  seu  corpo.  Portanto,  a  dose  de  radiação  depositada  em 
um  órgão  qualquer  do  paciente  será  composta  por  parcelas  advindas  de  diferentes 
regiões,  podendo  ser  oriunda  da  radiação  direta  e/ou  espalhada.  Importa  ressaltar  que, 
na  região  que  se  pretende  tratar  (campo  colimado),  a  dose  total  recebida  por  um 
órgão/tecido  durante  uma  seção  de  radioterapia  inclui  tanto  a  radiação  primária  (feixe 
conformado  produzido  diretamente  pelo  conjunto  acelerador/colimadores)  quanto  a 
secundária  (radiação  espalhada  e/ou  produzida  pela  interação  da  radiação  com  os 
materiais  que  compõem  o  meio  atravessado)  na  direção  do  campo.  Fora  do  campo 
colimado, as doses nos órgãos/tecidos devem-se apenas à radiação espalhada.
 
A  figura  1.3  ilustra  esquematicamente as  contribuições  para  a  dose  absorvida 
fora  do  feixe  principal,  mas  raciocínio  análogo  pode  ser  estendido  às  doses  dentro  do 
feixe.  Evidentemente,  a  maior  parcela  das  doses  absorvidas  na  região  dentro  do  feixe 
corresponde  à  radiação  primária.  Fora  do  feixe  principal,  contudo,  a  contribuição  de 
cada  parcela  não  é  tão  óbvia  e  merece  exame  mais  acurado.  Assim,  este  trabalho 
também  se  propôs  a estudar  a contribuição  da  radiação  secundária  espalhada  pela  sala 
nas doses absorvidas em diversos tecidos e dose efetiva no paciente. As configurações 
da  sala,  métodos  e  materiais  selecionados  serão  abordados  em  maiores  detalhes  em 
seções posteriores. 
 
 
Figura  1.3  –  Parcelas  de  radiação  que  contribuem  para  a  dose  fora  do  feixe.                 
(1)  Espalhamento  no  paciente.  (2)  Espalhamento  no  colimador.  (3)  Fuga  do  cabeçote. 
(4) Espalhamento em objetos e/ou estruturas da sala. Fonte: (BEDNARZ, 2008)  
 

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