Cálculo da dose de radiação através de convoluções em meios heterogêneos para aplicações em radioterapia

Orientador: Carola Dobrigkeit ChinellatoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin"Resumo: Nesta dissertação de mestrado apresentamos o estudo sobre uma técnica de convolução para o cálculo da distribuição da dose de radiação usada em teleterapia. Este método decompõe em três parcelas a distribuição da energia absorvida pelo meio: uma devida à dose do espalhamento primário, uma devida à dose do espalhamento secundário e uma terceira, devida aos espalhamentos de ordens superiores. Mostramos todo o desenvolvimento teórico do método de cálculo da dose de radiação por convoluções para meios homogêneos e heterogêneos, onde os tecidos moles são tratados todos como tendo a mesma seção de choque que a água. As heterogeneidades são tratadas como de densidades diferentes da água, porém com a mesma seção de choque da água. As funções de transporte de elétrons e fótons foram simuladas no EGS4. Fizemos os cálculos para a energia do 60Co e os resultados apresentaram uma boa concordância quando comparados a resultados experimentais e simulados para campos de até 10 x 10 cm2 a uma profundidade de 26 cm. Com o aumento das dimensões do campo, a profundidade em que há confiabilidade reduz-se. Este fato se deve ao espaço limitado em que o programa EGS4 realiza as simulações dos transportes de fótons de altas ordens de espalhamento. O programa desenvolvido para o cálculo da distribuição de dose de radiação nesta tese tem por objetivo servir de base para outros estudos e pesquisas relativas à aplicação deste método e também poderá ser usado no dia-a-dia da radioterapia após os devidos testes de confiabilidadeAbstract: In this thesis we have applied the convolution techniques to calculate the three dimensional (3D) dose distribution to be used in teletherapy. The convolution method spans the total dose in three parts: one due to the energy released by charged particles produced at the first collisions, one due to the energy released by the first scattered photons, and the last one due to photons of higher order scattering. We have shown up the theoretical development for homogeneous and inhomogeneous media. Cross sections of tissues have been approximated to water like. Heterogeneities are supposed to have the same cross sections as water and their densities have been treated as weight for the dose computations. Electron and photon functions were simulated in a previous step using EGS4. We have done the calculations for 60Co energy and the results have shown good agreement with experimental data sets for .elds less than 10 x 10 cm2 at 26 cm depth. For larger fields the depth of agreement was reduced. We have associated this fact to the limitation of simulation steps, during transport of photons of higher order scattering. The aim of the software developed to calculate the radiation dose distribution in this thesis is to be the basis for other studies and researches related. The appliance in radiotherapy routine will be evaluated after confiability testsMestradoFísicaMestre em Físic