Fotoluminiscencia en el volumen activo de un dosímetro por fibra óptica para radioterapia basado en YVO4:Eu3+ producida por la señal espuria de la fibra

Y. FERNANDEZ; N MARTINEZ; P MOLINA; M SANTIAGO; F ORTEGA

Cordoba

Congreso; 105° Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación de Física Argentina

El avance tecnológico en los equipos modernos de radioterapia permite el empleo de técnicas como la radioterapia de intensidad modulada, la radiocirugía estereostática y los tratamientos volumétricos de arco, en donde se deposita una dosis alta en corto tiempo en volúmenes blanco pequeños. Este tipo de técnicas demandan una alta precisión en la entrega de la dosis durante el tratamiento, y es por eso que requieren de dosímetros en tiempo real con alta resolución espacial. Los sistemas de detección más difundidos para realizar dosimetría en tiempo real poseen limitaciones para ser utilizados en dosimetría in vivo, tales como baja resolución espacial, existencia de cables que intereren con el haz primario y anisotropía en su respuesta. La dosimetría por fibra óptica ha demostrado cumplir satisfactoriamente con los requisitos necesarios para hacer dosimetría en este tipo de tratamientos. Esta técnica se basa en el empleo de un pequeño centellador adherido en el extremo de una fibra óptica. La radioluminiscencia emitida por el centellador durante su irradiación es transportada por lafibra óptica hasta alcanzar un fotodetector ubicado en su otro extremo. Cuando la luz emitida por el detector es proporcional a la energía depositada en el medio, es posible evaluar la dosis in vivo y en tiempo real con alta resolución espacial debido al pequeño tamaño del detector. El principal obstáculo para el uso de esta técnica es la existencia de una señal espuria, denominada efecto stem, que viaja por la fibra junto a la señal RL del centellador, compuesta principalmente por luz proveniente del efecto Cherenkov que producen los electrones superlumínicos que ingresan a la fibra. Se ha informado que es posible remover la señal del efecto stem que alcanza el fotodetectorempleando un método de filtrado temporal cuando se utiliza YVO4:Eu3+ como material centellador. Sin embargo, cuando la luz producida en la fibra alcanza el volumen activo del detector, se produce fotoluminiscencia en el YVO4:Eu3+ que no es posible remover utilizando este método de filtrado temporal. Para eliminar este sesgo producido por la señal espuria se propone la utilización de un filtro óptico ubicado entre el volumen activo y la fibra óptica. En este trabajo se comprueba la eficacia de esta estrategia para disminuir la contribución de la fotoluminiscencia y se postula un modelo para explicar la fotoluminiscencia observada, analizando mediciones de dependencia angular del detector.