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Los códigos de Monte Carlo –una técnica que se basa en procesos azarosos para resolver un problema- pueden ser muy útiles en las terapias con haces de iones para contrarrestar tumores cancerosos.

Así lo expresó Till Tobías Böhlen, investigador del Centro Europeo de Energía Nuclear (CERN) y del Instituto Karolinska de Suecia en su visita al IFUNAM para impartir el seminario Monte Carlo codes for treatment planning in ion beam therapy, el pasado 22 de marzo.

En las terapias de radiación de iones ocurren interacciones nucleares a partir de variables aleatorias que no pueden simularse con modelos determinísticos, es decir, con modelos matemáticos que tengan datos de entrada iguales a los datos de salida. Al no poder simularlos, los médicos tienen pocas posibilidades de predecir la efectividad de la terapia.

De acuerdo con Böhlen, los códigos de Monte Carlo funcionan para simular esos procesos físicos que no pueden ser simulados de forma determinística. Son, básicamente, algoritmos matemáticos a través de los cuales se define un dominio (o un conjunto de partida de una función) para representar, en este caso, el tumor que será sometido a radiación. Luego, se generan datos de entrada al azar sobre el dominio (simulando las partículas del haz), se hacen cálculos para determinar su posible distribución y totalizar todas las posibilidades.

De tal manera que con los códigos Monte Carlo se puede describir teóricamente el comportamiento de las partículas que se emiten en las terapias radiológicas, precisar el flujo adecuado del haz así como predecir cómo serán las interacciones entre el haz y el cuerpo del paciente.

Till Böhlen encabeza un equipo de investigación en el que utilizan las plataformas computacionales Fluka y GEANT4 para llevar los modelos con los códigos de Monte Carlo.

Según su sitio oficial de internet, FLUKA puede simular con gran precisión la interacción y propagación de sesenta tipos de partículas, entre ellas fotones y electrones de 1keV (kilo electron Voltios), neutrinos, muones de varias cantidades de energía, hadrones, así como de sus correspondientes antipartículas.

Por su parte, la plataforma GEANT4 hace un análisis de la distribución física del experimento para tener en cuenta cómo diversos factores podrían alterar la trayectoria de las partículas. Asimismo, simula el paso de la partícula a través de la materia, lo cual considera las posibles interacciones y los procesos de deterioro. Además graba la respuesta del detector cuando las partículas pasan sobre él .

Así, a partir de los códigos Monte Carlo, y mediante estas plataformas computacionales, el equipo de Böhlen ha podido precisar las dosis de radiación que deben aplicarse en un paciente con cáncer y ver los efectos de las terapias.

Los códigos de Monte Carlo reciben su nombre de la ciudad de Monte Carlo, Mónaco, lugar donde proviene el juego de azar de la ruleta, en el cual se suman números de forma aleatoria. El surgimiento oficial del método Monte Carlo ocurrió en 1944 y se empezó a utilizar en las investigaciones para desarrollar la bomba atómica.