Estudio de los requerimientos de blindaje para aceleradores lineales con haces sin filtro aplanador en modalidad IMRT

Abstract

En este trabajo se estudiaron los parámetros usados para el cálculo de blindajes en acelera­dores lineales (linac) de electrones modernos que pueden operar con o sin filtro aplanador en el haz (haces FF y FFF), en modalidad de radioterapia por intensidad modulada (IMRT). En particular, se analizaron los espesores decirreductores (TVL), la carga de trabajo (W) y los factores de uso (U) de haz primario, con el objetivo de determinar las diferencias tanto en requerimiento de espacio como de costos para un búnker. Se estudiaron las propieda­des espectrales de haces FF y FFF de 6 MV, a partir de espectros publicados, y su efecto en parámetros como la energía media del haz y los TVL. Se encontró que la energía media en haces FF puede ser 1,15 veces superior a la de haces FFF, mientras que los TVL para haces FFF pueden ser inferiores en un 16 % a los de haces FF, resultados consistentes con datos publicados. Se hizo un estudio de carga de trabajo y de factores de uso de haz primario para dos aceleradores de última generación operados en un centro de alta carga de trabajo en tra­tamientos con IMRT y arcoterapia de modulación volumétrica (VMAT), con el objetivo de realizar cálculos de blindaje representativos para un centro moderno de radioterapia. Con un ejemplo de búnker, se halló que el espesor de las barreras primarias para un linac operado con haces FFF puede ser inferior hasta en un 19 % al requerido para haces FF; también, se reduce el espesor de las barreras secundarias necesarias, lo cual se explica en parte con la disminución de la carga de trabajo de radiación de fuga, WL, en haces FFF de un 54 %, como consecuencia de la disminución del número de unidades de monitor (UM) requerido para un tratamiento con haces FFF, en comparación con haces FF. Cuando se utilizan haces com­binados, las ventajas de blindaje se ven reducidas dependiendo de la combinación utilizada; por ejemplo, se estableció que al aumentar el modo de operación de un linac de un 20 % a un 40 % con haz FFF, la ventaja en reducción de blindaje puede llegar hasta 9 % para barreras primarias y secundarias. Mediante factores de uso de haz primario, correspondiente a los modos de operación de un linac moderno, como los estudiados, y en combinación con haces únicos FFF, el espesor de las barreras primarias y secundarias se puede reducir hasta en un 30 %, optimizando así costos y espacios, sin sacrificar la protección del público y trabajado­res. Por último, como consecuencias prácticas de la reducción de espesores de blindaje, es posible reducir entre 13 % y 17 % la cantidad de concreto ordinario para la construcción de un búnker como el del ejemplo analizado, y se puede llegar a un ahorro específico en espacio entre 6 m2 a 11,8 m2.