Estudio Monte Carlo de la dosimetría del Gamma Knife®

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la dosimetría del Leksell Gamma Knife®, una unidad de radiación utilizada para la realización de intervenciones intracraneales de radiocirugía. Este instrumento se basa en la utilización de 201 fuentes de 60Co dispuestas de forma tal que es posible impatir una dosis de radiación elevada a la zona de tratamiento, reduciendo considerablemente la irradiación de las zonas adyacentes. En este trabajo hemos hecho uso del código de simulación Monte Carlo PENELOPE (versión 2001). La geometría real se ha simplificado a fin de poder generarla mediante el paquete geométrico del propio código. En primer lugar hemos analizado el comportamiento de una fuente individual, estudiando el ángulo efectivo de emisión, variable crucial a la hora de la realización de las simulaciones. Hemos determinado que este ángulo resulta ser mucho menor que el considerado anteriormente por otros autores. En particular, un valor máximo de unos 3º es suficiente para describier correctamente la dosimetría en el maniquí que simula al paciente. Las correlaciones de las distintas variables de interés resultan ser de gran importancia. Cabe destacar las fuertes correlaciones existentes, por un lado, entre la distancia al eje del haz y el ángulo 0 de salida en las distintas etapas de colimación y, por otro, entre la posición (x,y) en dichas etapas y el ángulo acimutal a la salida de las mismas. En base a los resultados obtenidos para la fuente individual, hemos simplificado la geometría de ésta y hemos comprobado la fiabilidad de dicha simplificación. Cabe resaltar que el resultado del complejo sistema de colimación de las fuentes del Gamma Knife® puede describirse en términos de una fuente puntual , situada en el centro del núcleo activo de la fuente real , que emite fotones isótropamente, en un cono de apertura igual a la de los colimadores finales de los cascos de tratamiento. Esta geometría simplificada produce las mismas dosis transversales en el foco y perfiles en profundidad que la geometría completa, para los cuatro cascos. La geometría simplificada produce perfiles de dosis y factores de salida similares a los obtenidos por otros autores cuando se consideran distintas configuraciones de las 201 fuentes disponibles en el Gamma Knife®. Esta simplificación permite aproximarse a la posibilidad de realizar planificaciones de tratamientos reales directametne mediante simulación Monte Carlo