Estudio analítico y por simulación Monte Carlo de la influencia de campos magnéticos intensos en la trayectoria de electrones con energías típicas de radioterapia MRI-Linac

Autores
Gayol, Amiel Rocío; Valente, Mauro Andrés
Año de publicación
2022
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
El transporte y colisión de radiación puede describirse tanto por métodos analíticos como numéricos. El formalismo estándar de Boltzmann derivado de la mecánica estadística requiere reformulaciones específicas para contemplar la interacción con campos electromagnéticos externos. La verificación de la correcta implementación del acoplamiento con campos electromagnéticos externos en códigos de simulación Monte Carlo es de particular relevancia para confirmarla viabilidad del uso de esta herramienta para describir aplicaciones complejas como radioterapia guiada por imágenes integrando escáner de resonancia magnética al campo radiante de radiación ionizante con los consecuentes efectos dosimétricos. El presente trabajo reporta sobre la factibilidad y fiabilidad de los códigos Monte Carlo FLUKA y PENELOPE para describir la trayectoria de electrones implementando el acoplamiento con campos magnéticos intensos. Los resultados obtenidos confirman la capacidad de FLUKA y PENELOPE para modelar las alteraciones en las trayectorias de electrones por efecto de campo magnético externo, demostrando además un excelente acuerdo entre ambos códigos y con el modelo teórico-analítico utilizado
Both analytical and numerical methods have proven to be suitable for describing radiation transport and interactions.The standard Boltzmann formalism derived from statistical mechanics requires to be specifically re-formulated to account for the interactions with external electromagnetic fields. Verifying the proper implementation of the external electromagnetic field coupling in Monte Carlo simulation codes is a key issue to confirm the feasibility of using such a tool to describe complex applications like image-guided radiotherapy based on integrating magnetic resonance scannerto the radiant field of ionizing radiation along with the subsequent dosimetric effects. The present work reports on the feasibility and reliability of the Monte Carlo FLUKA and PENELOPE main codes to assess electron trajectory in presence of strong magnetic fields. The obtained results confirm the ability of FLUKA and PENELOPE to model the alterations in the electron trajectories due to external magnetic field effects, also demonstrating an excellent agreement between both codes and with the theoretical-analytical model
Fil: Gayol, Amiel Rocío. Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG). Córdoba. Argentina
Fil: Valente, Mauro Andrés. Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG). Córdoba. Argentina
Fuente
An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2022;01(33):6-11
Materia
IGRT
CAMPOS MAGNETICOS
SIMULACIONES MONTE CARLO
IGRT
MAGNETIC FIELDS
MONTE CARLO SIMULATION
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identificador
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Acceder
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Both analytical and numerical methods have proven to be suitable for describing radiation transport and interactions.The standard Boltzmann formalism derived from statistical mechanics requires to be specifically re-formulated to account for the interactions with external electromagnetic fields. Verifying the proper implementation of the external electromagnetic field coupling in Monte Carlo simulation codes is a key issue to confirm the feasibility of using such a tool to describe complex applications like image-guided radiotherapy based on integrating magnetic resonance scannerto the radiant field of ionizing radiation along with the subsequent dosimetric effects. The present work reports on the feasibility and reliability of the Monte Carlo FLUKA and PENELOPE main codes to assess electron trajectory in presence of strong magnetic fields. The obtained results confirm the ability of FLUKA and PENELOPE to model the alterations in the electron trajectories due to external magnetic field effects, also demonstrating an excellent agreement between both codes and with the theoretical-analytical model
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