Monitorización acústica con cerámicas piezoeléctricas en aplicaciones médicas con haces de protones

Resumen

En este artículo se presenta la monitorización acústica del uso de partículas pesadas en tratamientos oncológicos con haces de protones a partir del estudio de la señal de presión generada por el efecto termoacústico debido a la incidencia de un haz de protones con una energía de 100 MeV para un caso específico de ependioma. El perfil espacial de la deposición de energía ha sido simulado empleando el método Monte Carlo en la herramienta de cálculo Geant4 junto con las librerías disponibles para incluir la interacción de las partículas con el tejido cerebral y la estructura ósea del cráneo. La señal termoacústica resultante es obtenida discretizando una solución particular de la ecuación de ondas termoacústica. Con esto, la fase de propagación y transmisión se ha simulado empleando el método de elementos finitos (FEM). Finalmente, se ha reconstruido la posición de la fuente de energía depositada evaluando el tiempo de llegada (TOA) a un conjunto de puntos sobre la superficie del cráneo.