Generadores de Radiación Ionizante 1 Generadores de Radiación Ionizante 1.5 Generación de Rayos Gamma y Colimadores Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile Objetivos: Comprender como se desplazan cargas en nuestro cuerpo y como estas son empleados en la operación del cuerpo. www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Rayos X Rayos X Haz de electrones Blanco (ej. Tungsteno) Filamento cátodo Estator Rotor IF AC Ánodo que rota IA V www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Objetivo Focalización del haz www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Objetivo Arquitectura del objetivo www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Objetivo Arquitectura del objetivo www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Filtro de salida www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Scattering α β γ n www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

e Scattering: Bremsstrahlung Energía continua desde 0 hasta toda la energía cinética Espectro “blanco” Iw = A i Z V2 I E www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

e Scattering: Radiación característica Ik = B i (V - Vk)1.5 Lα Kβ Kα I Núcleo Orbital K Orbital L E Orbital M www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

hc λ = E hc λmin = Emax Espectro de Rayos X I I Emax λmin E λ www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Espectro de Rayos X – filtro de salida 1 Factor Largo de Onda/Frecuencia/Energía www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

hc λ = E hc λmin = Emax Espectro de Rayos X I I Emax λmin E λ www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Espectro de Rayos X λmin (Å)=12.39/Vo (kV) Radiación característica Radiación continua (Bremsstrahlung) Intensidad (valor relativo) Largo de onda (Å) www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Linac Filamento Haz de electrones Imán Guía de ondas Blanco (fierro) Oscilación: 2.856 GHz Voltaje aplicado oscila entre -150V y +180V Colimador Rayos γ www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Cabezal del Linac Cabezal del Linac Objetivo Imanes generador de rayos Gamma Imanes Haz de electrones Rayos Gamma www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Cabezal del Linac Calidad del imán del cabezal Variación de la energía Problema del ancho del haz Problema de la falta de paralelidad www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Cabezal del Linac Caso distintas velocidades (energías) www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Cabezal del Linac Caso haz mas ancho www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Cabezal del Linac Caso distintas ángulos de incidencia www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Estructura del preparador del haz Linac Uso de filtro para corregir perfil del haz Electrones Objetivo Colimador primario Perfil Filtro para aplanear Carrusel Camara de iones Colimador secundario Rayos Gamma Paciente www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Perfil del haz Corrección de la forma del perfil del haz: modelo de la fuente puntual Rayos Gamma Compensador Colimador Intensidad www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Perfil del haz Corrección de la forma del perfil del haz www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Perfil del haz Realidad mas complicada: colección de fuentes puntuales virtuales www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Colimador Mecanismo y acción del colimador www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Colimador Mecanismo y acción del colimador www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Colimador Objetivo de la forma del colimador www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Perfil del haz Forma y modulación de intensidad www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Perfile del haz Visión completa www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Colimador El colimador se puede ir variando dinámicamente Step & Shoot www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08

Numero de haces Uso de mas de un haz Planificación directa Planificación inversa www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08