Algoritmo transgenético para os problemas da geometria e da intensidade em IMRT

• Autor(a) principal: Cunha Neto, Luís Tertulino da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32619
• topic: Radioterapia; IMRT; Problema da Geometria; Problema da intensidade; Algoritmo transgenético; Épsilon-restrito; Funções de dose-volume

Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT) é uma forma de tratamento de doenças cancerígenas em que o paciente é irradiado com feixes de radiação, com o objetivo de eliminar as células tumorais ao mesmo tempo em que órgãos e tecidos sadios são preservados o máximo possível. Cada feixe é dividido em sub-feixes, que podem emitir diferentes doses de radiação. Um plano de tratamento é composto de: (a) um conjunto de direções feixes (ângulos); (b) quantidade de radiação emitida pelos sub-feixes de cada feixe; e (c), uma sequência de entrega da radiação. A elaboração de um plano pode ser modelada por problemas de otimização, em geral NP-difíceis, onde as etapas (a), (b) e (c) são denominadas de problemas da Geometria, Intensidade (ou Mapa de Fluências) e Realização, respectivamente. Este trabalho aborda as duas primeiras num cenário multiobjetivo. É proposto um algoritmo evolucionário para a solução conjunta desses dois problemas; a saber: Algoritmo Transgenético híbrido. Este usa uma adaptação do método -restrito para calcular o mapa de fluências de um conjunto de feixes. São propostas funções aproximadoras lineares e quadráticas para um tipo particular de função (não-convexa) presente na otimização em radioterapia: a função de dose-volume. São realizados dois grupos de experimentos, utilizando casos reais de câncer de fígado, para averiguar a eficácia do algoritmo: um com a dose no tumor como restrição, e outro com ela como função objetivo. Os resultados das funções objetivo mostram que a segunda técnica é mais apropriada para alcançar melhores doses no tumor. Outros resultados referentes à eficácia das funções de aproximação e dos componentes do Algoritmo Transgenético também são discutidos.