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Proceedings del 7 Congreso Latinoamericano de Física Médica - Métodos de convolución superposición en gpu para el cálculo de dosis en radioterapia externa
Congreso
Fecha:
2016Editorial y Lugar de Edición:
Asociación Latinoamericana de Física MédicaResumen *
El continuo desarrollo de nuevas herramientas de cálculo para su posterior implementación en la práctica clínica ha logrado que las incertezas en las distribuciones de dosis se reduzcan a niveles aceptables. Los algoritmos del tipo convolución/superposición de kernel puntual son, actualmente, los métodos de cálculo que presentan la mayor exactitud para los tiempos necesarios dentro de la práctica asistencial y son los mayoritariamente presentes en planificadores comerciales. En el presente trabajo se desarrolló un software que permite calcular la distribución de dosis depositada sobre un volumen de irradiación, dada la fluencia energética generada por el acelerador lineal Varian Clinac iX 6MV. La fluencia energética se modeló implementando modelos basados en fuentes virtuales que parametrizan los diversos componentes estructurales presentes en el cabezal y ajustan espacios de fase obtenidos con Monte Carlo. A su vez, utilizando el camino radiológico, se desarrolló un algoritmo que modela la atenuación de la fluencia energética a medida que penetra sobre un medio heterogéneo. Para realizar el cálculo de dosis se implementó un método basado en convolución/superposición con la aproximación de cono colapsado, reduciendo la complejidad numérica y permitiendo una alta resolución de puntos de cálculo. Los algoritmos fueron desarrollados en CUDA, una arquitectura de cómputo paralelo e interfaz de programación sobre C/C++, desarrollada por la empresa NVIDIA. Se calcularon perfiles de dosis y porcentajes de dosis en profundidad para un fantoma homogéneo y se validaron los resultados con datos experimentales. Las discrepancias en los perfiles de dosis a diferentes profundidades, calculadas con el criterio gamma index (con tolerancias de 2% y 2 mm) fueron menores a uno, aceptando la totalidad de los resultados numéricos. A su vez, se realizaron comparaciones con curvas de dosis porcentual en profundidad, calculadas con Monte Carlo en medios heterogéneos, representando diversas estructuras presentes en una tomografía. La comparación con Monte Carlo generó una aceptación total de los resultados numéricos con tolerancias más estrictas (1% y 1 mm). El constante avance tecnológico dedicado a la producción de tarjetas gráficas más rápidas implica que este software puede realizar el cálculo de dosis en volúmenes tomográficos de mayor resolución y aumentar su eficiencia acorde con la tecnología. El software desarrollado sienta las bases para el desarrollo de un sistema de cálculo de alto desempeño, una fidelidad equivalente a la de un planificador comercial y con tiempos de cálculo de unos pocos segundos. Información suministrada por el agente en SIGEVAPalabras Clave
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