Geometrías antropomórficas en Geant4

Abstract

En este trabajo se implementa una aplicación en Geant4 que permite la realización de simulaciones Monte Carlo aplicadas a la protonterapia utilizando geometrías antropomórficas. Entre los resultados de las simulaciones realizadas están la obtención de distribuciones de dosis de radiación, espectros de producción de neutrones secundarios y la estimación de dosis equivalente a feto en un tratamiento de protonterapia de un tumor cerebral de la madre. También forma parte de este trabajo la implementación de la geometría en Geant4 de los modelos de mujer en embarazo, en donde se utiliza los diseños existentes reportados por J. Chen. Adicionalmente se modifica la geometría de algunos órganos de los modelos incluidos en Geant4, como cabeza, estómago, hígado y riñones. En general los resultados de las simulaciones realizadas están de acuerdo con los datos reportados por otros autores. Se observa algunas diferencias no sustanciales en la estimación de dosis a feto, en donde se encuentra valores mayores a los obtenidos con otra simulación Monte Carlo pero menores a los de un reporte experimental.

Abstract: In this work an application is implemented in the Geant4 software that allows the realization of Monte Carlo simulations applied to the proton therapy using anthropomorphic geometries. Some results of the simulations carried out are the obtaining of radiation dose distributions, spectra of secondary neutron production and the estimation of dose equivalent to fetus in a treatment of a brain tumor of the mother. Part of this work is also the implementation of the geometry in Geant4 of the models of women in pregnancy, where the existing designs reported by J. Chen are used. Additionally, the geometry of some organs of the models included in Geant4 are modified, such as head, stomach, liver and kidneys. In general, the results of the simulations performed are in agreement with the data reported by other authors. There are some non-substantial differences are observed in the estimation of doses to the fetus, where values greather than obtained with another Monte Carlo simulation are obtained, but this lower than of an experimental report.