Efecto de campos magnéticos intensos sobre la trayectoria de electrones propagándose en medios materiales de baja densidad de inter ́es para radioterapia MRI-LINAC

A. GAYOL; M. VALENTE

CORDOBA

Congreso; RAFA 2021 - 106 ava Reunión Anual Asociación Física argentina 2021; 2021

AFA

Los dispositivos de MRI-LINAC, que incorporan sistemas de im ́agenes por resonancia a aceleradores lin-eales de uso cl ́ınico, permiten guiar los procedimientos radioterapeuticos mediante im ́agenes in situ delpaciente, representando as ́ı un nuevo tipo de tecnolog ́ıa con grandes expectativas futuras para la radioter-apia de alta precisi ́on. Esta t ́ecnica est ́a basada en el uso de intensos campos magn ́eticos, por lo tantola fuerza de Lorentz altera las trayectorias de electrones secundarios, y de part ́ıculas cargadas en general,modificando el campo de radiaci ́on ionizante, y pudiendo causar en consecuencia variaciones locales enla dosis. La ecuaci ́on principal de Boltzmann puede ser reformulada en t ́erminos de integrales definidaspara aplicarse al modelado del transporte de radiaci ́on, incluyendo la presencia de campos magn ́eticos.Sin embargo, cuando el haz de part ́ıculas se propaga en un medio material, el car ́acter estoc ́astico de lasinteracciones de la radiaci ́on con el mismo, aumenta considerablemente la dificultad del c ́alculo anal ́ıticodel proceso de transporte de la radiaci ́on ionizante. En este contexto, el presente trabajo propone y de-scribe una metodolog ́ıa para caracterizar mediante t ́ecnicas num ́ericas, como la simulaci ́on Monte Carlo,el efecto de intensos campos magn ́eticos sobre la trayectoria de part ́ıculas cargadas, propag ́andose en unmedio material t ́ıpicamente presente en situaciones de radioterapia. A modo de ejemplo de aplicaci ́on,se aplica y se reporta resultados obtenidos para el aire como material representativo de baja densidadpresente en anatom ́ıa y entorno durante los tratamientos de radioterapia. Se desarrollaron subrutinasbasadas en el c ́odigo PENELOPE para modelar haces de electrones propag ́andose en aire con energ ́ıasde 0.5 MeV, 1 MeV y 6 MeV, inmerso en campos magn ́eticos constantes, de intensidades dentro delrango 0.25 T - 2 T, t ́ıpicamente utilizadas en la t ́ecnica de MRI-LINAC. Se desarroll ́o una metodolog ́ıapara evaluar de manera autom ́atica la variaci ́on de los radios de curvatura en la trayectoria de electronesdebido a las interacciones con el medio material de baja densidad. Los resultados obtenidos indicanque la trayectoria de los electrones aumenta su curvatura y disminuye el desplazamiento en la direcci ́onradial, a medida que la intensidad de campo aumenta