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En terapia hadrónica, la detección de partículas secundarias emitidas durante la irradiación puede ser utilizada para la verificación del tratamiento. En particular, la detección de prompt gamma -fotones de alta energía emitidos por los núcleos excitados por el haz- mediante cámaras Compton es una técnica con creciente interés. Con estos sistemas se pueden reconstruir imágenes de la distribución de prompt gammas emitidos, que guardan correlación con la dosis depositada en el paciente.
En una cámara Compton de dos planos, los eventos que constituyen la señal son aquellos en que el fotón incidente sufre una dispersión Compton en el primer plano seguido de una interacción del fotón dispersado en el segundo plano. Los eventos debidos a otro tipo de interacciones constituyen el fondo de la medida, es decir, no contienen información sobre la distribución de actividad de la fuente medida y su detección contribuye a la degradación de la imagen.
En este estudio se ha llevado a cabo, por medio de simulaciones Monte Carlo, una evaluación de los eventos de fondo en una cámara Compton de dos planos constituidos por cristales centelleadores de LaBr3 acoplados a fotomultiplicadores de silicio. Se han implementado dos tipos de simulaciones en GATE 8.2. En primer lugar, se ha simulado la distribución de prompt gamma que emite un fantoma de PMMA cuando es irradiado por un haz de protones de 150 MeV. En segundo lugar, se han simulado todas las interacciones producidas por el haz de protones en el fantoma de PMMA, por lo que la cámara Compton detecta otras partículas secundarias además de prompt gamma.
En cada tipo de simulación, se ha determinado la proporción de las diferentes clases de eventos de fondo y se han reconstruido imágenes incluyendo los distintos tipos por separado, con el fin de determinar la contribución de cada tipo a la degradación de las imágenes reconstruidas. La producción de pares y los eventos desencadenados por la detección de neutrones son los eventos que más repercuten en la calidad de imagen.
Finalmente, con el fin de reducir la proporción de eventos de fondo, se ha estudiado la incorporación de detectores de silicio para la identificación de eventos asociados a partículas cargadas. Los resultados preliminares en simulaciones muestran que rechazando este tipo de eventos se mejora la imagen reconstruida.
