Aperfeiçoamento do modelo de Bragg para terapia de prótons: Aplicação em tecidos humanos via simulação de Monte Carlo

Abstract

Conforme novos conhecimentos e avanços científicos são obtidos é natural desenvolver aplicações ainda mais em áreas como a saúde. Com essa ideia em mente surgiu a radioterapia, que é o principal método contemporâneo para tratar tumores. Porem a maior falha da radioterapia é a utilização de Raios-X que interagem pouco com a matéria e acabam irradiando uma boa fração de tecido saudável além do tumor. Para obter métodos mais eficientes é possível de se olhar para outros tipos de terapias, em que nesse estágio o escolhido foi o próton. As seções de choque de uma radiação definem sua interação com a matéria e o próton interage muito mais com a matéria pelo fato de ter carga e massa. Com essas características ele deposita mais dose em um local específico chamado de Pico de Bragg, poupando muito tecido saudável e sendo um tratamento muito mais efetivo. Ao utilizar as equações que Bragg desenvolveu no estudo de prótons em água foi desenvolvido um modelo preditivo aperfeiçoado por meio da combinação do modelo original junto às simulações estatísticas.

As new knowledge and scientific advances are obtained, it is natural to develop even more applications in areas such as health. With this idea in mind, radiotherapy emerged as the main contemporary method for treating tumors. However, radiotherapy's biggest flaw is the use of X-rays, which interact little with matter and end up irradiating a good fraction of healthy tissue in addition to the tumor. In order to obtain more efficient methods, it is possible to look at other types of therapy, and at this stage the proton was chosen. The shock sections of radiation define its interaction with matter and the proton interacts much more with matter because it has charge and mass. With these characteristics it deposits more dose in a specific place called the Bragg Peak, sparing a lot of healthy tissue and being a much more effective treatment. Using the equations that Bragg developed in the study of protons in water, an improved predictive model was developed by combining the original model with statistical simulations.