Uma abordagem multiobjetivo ao problema da intensidade de dose em planejamentos do tratamento de câncer por radioterapia

Abstract

Resumo: A técnica de radioterapia tem sido uma das principais alternativas para o tratamento de diversos tipos de câncer na atualidade. Com o desenvolvimento tecnológico, principalmente tratando-se da radioterapia conformacional 3D, diversos cenários antes contraindicados, hoje são aceitáveis e recomendados. Um tratamento considerado adequado é aquele que permite com que a dose prescrita pelo médico chegue ao tumor de maneira que afete o mínimo possível os tecidos nobres e saudáveis. Desta forma, na fase do planejamento da radioterapia, problemas de otimização multiobjetivo aparecem. Este trabalho apresenta um modelo de programação multiobjetivo para o problema da intensidade de dose, que foi resolvido por método exato por meio do software MATLAB R2009b, utilizando a metodologia da função ponderada. Duas situações foram desenvolvidas, uma figurativa com efeito de melhor compreensão da metodologia utilizada, e outra utilizando dados reais, contando com apoio do Hospital Erasto Gaertner, Curitiba-PR. As fronteiras de Pareto, mostraram a importância do especialista decisor, que deve escolher entre uma dose mais próxima da prescrita, mesmo prejudicando os tecidos nobres e saudáveis, ou então proteger ao máximo os tecidos nobres e saudáveis, relaxando a dose necessária para destruir o tumor. Além disso, para comparação, foram realizados testes considerando a heterogeneidade dos tecidos irradiados e sem considerá-los, mostrando que pode existir uma diferença grande entre a dose emitida dependendo do tipo de tecido da região atingida por radiação.U

Abstract: The technique of radiotherapy has been one of the main alternatives for the treatment of several types of cancer today. With technological development, especially in the case of 3D conformal radiotherapy, several scenarios before contraindicated, are now acceptable and recommended. A treatment is considered appropriate with one that allows the dose prescribed by the doctor reaches the tumor in a manner that a_ects the minimum as possible the _ne fabrics and healthy.In this way , during the planning of radiotherapy, multiobjective optimization problems appear. This paper presents a multiobjective programming model for the problem of dose intensity, which was solved by exact method using the software MATLAB R2009b, using the methodology of weighted function. Two situations have been developed, the _rst is a _gurative with the purpose of better understanding of the methodology used, and the other using real data, with support from Erastus Gaertner Hospital, Curitiba-PR. The Pareto, showed the importance of expert decision-maker who must choose a dose closer to the prescribed, even harming healthy tissue masses, or to protect the most noble and healthy tissues, relaxing the dose required to destroy the tumor . In addition, for comparison, tests were performed considering the heterogeneity of tissues irradiated and not consider them, showing that there may be a big di_erence between the emitted dose depending on the fabric of the region a_ected by radiation.