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. 1 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 AC Estator Rotor IF Ánodo que rota IA V 2 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Objetivo Focalización del haz 3 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Objetivo Arquitectura del objetivo 4 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Objetivo Arquitectura del objetivo 5 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Filtro de salida 6 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Scattering α β γ n 7 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” I w = A i Z V2 I E 8 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 9 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Espectro de Rayos X I I hc λ= E Emax λmin E λ λmin = hc Emax 10 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 Factor 1 0 Largo de Onda/Frecuencia/Energía 11 www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 Espectro de Rayos X I I hc λ= E Emax λmin E λ λmin = hc Emax 12 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) Intensidad (valor relativo) Radiación característica Radiación continua (Bremsstrahlung) Largo de onda (Å) 13 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 Guía de ondas Oscilación: 2.856 GHz Voltaje aplicado oscila entre -150V y +180V Blanco (fierro) Colimador Rayos γ www.gphysics.net – UFRO-Master-en-Fisica-Medica-1-5-Generacion-de-Rayos-Gamma-y-Colimadores-07.08 14 Cabezal del Linac Cabezal del Linac Objetivo 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 Intensidad Colimador 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