ufro 2008 master fisica medica 1 5 generacion de rayos gamma y colimadores

Generadores de Radiación Ionizante 1.5 Generación de Rayos Gamma y 

ColimadoresColimadoresDr. Willy H. GerberInstituto de FisicaInstituto de FisicaUniversidad Austral

Valdivia, Chile

Objetivos: Comprender como se desplazan cargas en nuestro cuerpo y como estas son empleados en la operación del cuerpo.

1www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Rayos X

Rayos X

Haz de electrones

Filamento

Blanco(ej. Tungsteno)

Filamentocátodo

Rotor

Estator

IF

Ánodo querota

FAC

V

IA

2www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Objetivo

Focalización del haz

3www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Objetivo

Arquitectura del objetivo

4www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Objetivo

5www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Arquitectura del objetivo

Filtro de salida

6www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Scattering

α

β

γ

n

7

n

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

e Scattering: Bremsstrahlung

Energía continuadesde 0 hasta toda la energía cinética

Espectro “blanco”

Iw = A i Z V2

I

8

E

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

e Scattering: Radiación característica

LαIk = B i (V ‐ Vk)1.5

Kα

Lα

Kβ

Ik  B i (V  Vk)

α

I

Núcleo

Orbital K

Orbital L

9

Orbital ME

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Espectro de Rayos X

I Iλ = hc

E

E λ

Emax λmin

λmin =hc

Emax

10www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Espectro de Rayos X – filtro de salida

1

ctor

0

Fac

11

Largo de Onda/Frecuencia/Energía

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Espectro de Rayos X

I Iλ = hc

E

E λ

Emax λmin

λmin =hc

Emax

12www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Espectro de Rayos X

λmin (Å)=12.39/Vo (kV)

Radiacióncaracterística

Radiación continua(Bremsstrahlung)

or re

lativo)

nsidad

 (valo

Inten

13Largo de onda (Å)

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Linac

Filamento

Haz de electrones ImánGuía de ondas

Guía de ondas Blanco (fierro)

ColimadorOscilación: 2.856 GHzVoltaje aplicado oscila

14Rayos γ

Voltaje aplicado oscila entre ‐150V y +180V

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Cabezal del Linac

Cabezal del Linac

ImanesObjetivo ImanesObjetivogenerador derayos Gamma

Haz de electrones

RayosGamma

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Gamma

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‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

paralelidad

Cabezal del Linac

Caso distintas velocidades (energías)

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐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‐2008‐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‐2008‐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

Objetivo

Electrones

Objetivo

Colimador primario

Perfil

Camara de iones

CarruselFiltro para aplanear

Colimador secundario

Rayos Gamma

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Paciente

Perfil del haz

Corrección de la forma del perfil del haz: modelo de la fuente puntual

RayosGamma Compensador

Colimador

sidad

Intens

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐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‐2008‐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‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Colimador

Mecanismo y acción del colimador

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Colimador

Mecanismo y acción del colimador

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐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‐2008‐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‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08

Perfile del haz

Visión completa

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐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‐2008‐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 inversaPlanificación directa Planificación inversa

www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐en‐Fisica‐Medica‐1‐5‐Generacion‐de‐Rayos‐Gamma‐y‐Colimadores‐07.08