Obtención del espectro de energía de un haz de electrones a partir del método de mínimos cuadrados

• Wilches Visbal, Jorge Homero ^[1] ; Apaza Veliz, Danny Giancarlo
  1. [1] Universidad del Magdalena

     Universidad del Magdalena

     Colombia

     
• Localización: Revista Ingenierías USBMed, ISSN-e 2027-5846, Vol. 13, Nº. 1, 2022, págs. 40-45
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Obtaining of energy spectrum of an electron beam from the least-square method
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• Resumen
  • español

      Los haces de electrones en radioterapia engloban electrones primarios, secundarios y fotones de frenado. El espectro de energía de electrones es relevante para el cálculo preciso de la dosis. Los tres métodos más utilizados para encontrar el espectro de energía de los electrones son: i) simulación de la fuente; ii) medición directa y iii) reconstrucción inversa. La reconstrucción inversa se considera un método sencillo, fiable y rápido que consiste en extraer el espectro de energía de las curvas de dosis profundas mediante un modelo matemático adecuado. En este artículo, se propone utilizar el método de mínimos cuadrados no lineales, embebido en la función “lsqnonlin” de MATLAB, para determinar el espectro de energía de un haz de electrones y la dosis de los fotones que lo acompaña. Los resultados muestran una concordancia entre la PDP reconstruido (simulada en Monte Carlo mediante el espectro obtenido) y la PDP simulado (la extraída del sistema de planificación de tratamiento) superior al 95% con una precisión de 2% / 2 mm. Finalmente, se puede concluir que la función “lsqnonlin” es capaz de reconstruir el espectro de energía de un haz de electrones de manera eficaz y rápida.

     

  • English

    In radiation therapy, electron beams are made up of primary,secondary, and stopping photons. The electron energy spectrum is rele-vant for the precise calculation of the dose. The three most used methodsto find the energy spectrum of electrons are: i) source simulation; ii) directmeasurement and iii) reverse reconstruction. Inverse reconstruction isconsidered a simple, reliable, and fast method that consists of extractingthe energy spectrum from deep dose curves using a suitable mathematicalmodel. In this article, it is proposed to use the nonlinear least squaresmethod, based on the MATLAB “lsqnonlin” function, to determinethe energy spectrum of the electron beam. Results show a concordancebetween the reconstructed PDP (simulated in Monte Carlo from thespectrum) and the simulated PDP (extracted from Treatment PlanningSystem) greater than 95% with a precision of 2% / 2 mm. Finally, itcan be concluded that the “lsqnonlin” function is able to reconstruct theenergy spectrum of an electron beam efficiently and quickly.