Applicazione del codice Montecarlo GEANT4 per
la dosimetria di trattamenti brachiterapici
Garelli S.1, Foppiano F.1, Agostinelli S.1,2, Scolaro T.3, Franzone P.3,
Tropeano M.4, Pia M.G.5, 6, Nieminen P.7
1
Fisica Medica 3 Oncologia Radioterapica
Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro di Genova
2
Istituto Nazionale di Fisica della Materia di Genova
4
Dipartimento di Fisica di Genova
5
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Genova
6
European Organization of Nuclear Research, Geneva
7
European Space Agency
1
Brachiterapia all’Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro di Genova
Microselectron High Dose Rate (HDR) afterloading system
192Ir
<E> = 356 keV
Geometria della sorgente
5.0 mm
0.6 mm
1.1 mm
3.5 mm
3 mm steel cable
Active Ir-192 Core
2
Il sistema di Treatment Planning PLATO per tener conto dell’autoassorbimento della sorgente e della presenza della capsula utilizza una serie
di fattori di anisotropia Fi() dove  rappresenta l’angolo longitudinale.
 angle
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
Value
0.768
0.788
0.821
0.858
0.892
0.921
0.944
0.961
0.973
0.981
0.987
0.991
0.994
0.997
0.998
1.000
1.000
1.000
 angle
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
Fi()
Value
0.998
0.996
0.992
0.988
0.982
0.976
0.968
0.961
0.950
0.940
0.927
0.912
0.894
0.872
0.844
0.810
0.770
0.730
90
120
150
180
60
30
0
3
• è un nuovo toolkit per la simulazione Monte Carlo delle interazioni
particelle-materia
• è basato sulla tecnologia Object Oriented ed è sviluppato nel
linguaggio C++
• trova applicazione negli esperimenti di fisica nucleare delle alte
energie, acceleratori di particelle, studi di fisica spaziale e di fisica
medica
Brachiterapia
• funzione di anisotropia in acqua
• deposizione di energia sull’asse trasverso in acqua
• distribuzione di dose in acqua
4
Funzione di anisotropia in acqua
dimensioni delle celle: 1 mm3
numero di fotoni generati: 10.000.000
durata della simulazione: 12 h su Intel Pentium 300 MHz
90
120
150
180
60
30
0
5
Deposizione di energia sull’asse trasverso in acqua
dimensioni delle celle: 1 mm3
numero di fotoni generati: 10.000.000
durata della simulazione: 12 h su Intel Pentium 300 MHz
1.2x10-4
E(MeV)/Fotoni
1.0x10-4
8.0x10-5
6.0x10-5
4.0x10-5
2.0x10-5
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
Distanza lungo l'asse trasverso (cm)
16
6
Distribuzione di dose in acqua
dimensioni delle celle: 1 mm3
numero di fotoni generati: 10.000.000
durata della simulazione: 12 h su Intel Pentium 300 MHz
7