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Objetivos: Practicar los conceptos de calculo de dosis armando un simulador 2D de calculo de dosis con un modo pencil beam + una función simple de convolution.

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Presentación del tema: "Objetivos: Practicar los conceptos de calculo de dosis armando un simulador 2D de calculo de dosis con un modo pencil beam + una función simple de convolution."— Transcripción de la presentación:

1 Objetivos: Practicar los conceptos de calculo de dosis armando un simulador 2D de calculo de dosis con un modo pencil beam + una función simple de convolution. 1 Armar un Simulador 2D de calculo Dosis con Convolution – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile

2 El modelo 2D 2 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios La base del modelo son el perfil del haz y la matriz de densidad que representa un área de 20x20 cm 2 :

3 El perfil del haz 3 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios El haz tiene un perfil como lo indica la grafica, con una energía total distribuida en un rango de 10 cm:

4 Los parámetros físicos 4 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Si la energía es de 5000 W/m 2, tendremos por cm 2 un total de 0.5 W/cm W/cm 2

5 La matriz densidad 5 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios La matriz de densidad tiene un área que se inicia en las coordenadas (6,7) y se extiende por 8x9 cm: x y

6 Pencil Beam 2D 6 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios En el primer paso debemos realizar un Pencil Beam en 2D. Para ello se estructuran tres matrices: Fotones Fotones (PB) Rayleigh Compton & Fotoeléctrico

7 Pencil Beam 2D 7 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Para calcular la contribución a Rayleigh y Compton+Fotoelectrico debemos trabajar con la ley de absorción en donde es el coeficiente de absorción: Fotones (PB) Rayleigh Compton & Fotoeléctrico

8 Pencil Beam 2D 8 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Las distintas componentes se calculan de los coeficientes de las distintas interacciones: Fotones (PB) Rayleigh Compton & Fotoeléctrico

9 Pencil Beam 2D – primer calculo 9 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Introducimos el concepto de línea y columna en las matrices: Matriz Radiación remanente Matriz Fotones Rayleigh Matriz Electrones (Compton + Fotoeléctrico) Línea 0 Línea m Columna n Matriz perfil y densidad

10 Pencil Beam 2D – primer calculo 10 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios El se obtiene por columna del perfil: Radiación remanente Fotones Rayleigh Electrones (Compton + Fotoeléctrico)

11 Pencil Beam 2D – primer calculo 11 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios El se obtiene por columna del perfil: Radiación remanente Fotones Rayleigh Electrones (Compton + Fotoeléctrico) Radiación remanente

12 Pencil Beam 2D – resultado 12 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Las fracciones de energía de compton y fotoeléctrico divididas por la densidad dan una estimación de la dosis. El valor máximo es:

13 Pencil Beam 2D – resultado 13 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Las fracciones de energía de Compton y Fotoeléctrico divididas por la densidad dan una estimación de la dosis (normado a 100):

14 Convolution 2D – esquema 14 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios En el calcula anterior se supone que la energía es absorbida en el lugar de la interacción. En realidad ocurre una distribución con un cierto perfil:

15 Convolution 2D – resultado 15 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios En este caso se toma la matriz de Compton & Fotoeléctrico y se redistribuye la energía mediante la matriz de convolucion:

16 Convolution2D – resultado 16 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios La dosis en un punto se calcula sumando todas las contribuciones ponderando con la función de convolucion.:

17 Convolution 2D – resultado 17 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Las fracciones de energía de compton y fotoeléctrico divididas por la densidad dan una estimación de la dosis. El valor máximo es:

18 Convolution 2D – resultado 18 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Las fracciones de energía de Compton y Fotoeléctrico distribuida, divididas por la densidad dan una estimación de la dosis (normado a 100):

19 Calculo 2D – resultado 19 – UFRO-Master-Fisica-Medica-3-Ejercicios Una comparacion permite ver la diferencia entre ambas distribuciones. Pencil Beam Convolition.


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