Otimização de processos em radioterapia

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo determinar planos otimizados para o tratamento de câncer por radioterapia, os quais são de extrema importância para eficácia dos resultados do trata­ mento. Busca-se determinar uma distribuição de dose de radiação emitida por cada subfeixe, de forma que seja suficiente para a eliminação do tumor ao mesmo tempo em que minimiza os danos provocados aos tecidos saudáveis e críticos pela radiação ionizante. Neste con­ texto, são apresentadas técnicas matemáticas e computacionais para determinar a dosagem de radiação emitida por cada subfeixe no tratamento de radioterapia. Foi estudado um modelo de otimização proposto na literatura, que utiliza a programação linear para a determinação de dosagem de radiação. Além disso, nesse trabalho é proposto um novo modelo para o planeja­ mento ótimo de radioterapia, utilizando a técnica de Programação por Metas Minmax (Minmax goa/ programming) em sua formulação. Os modelos foram resolvidos utilizando o Método Sim­ plex e determinaram doses de radiação que respeitam os limitantes de dosagem prescritos, maximizando a radiação nos tecidos tumorais e minimizando os danos causados aos tecidos normais adjacentes, concluindo a importância de técnicas de otimização para o planejamento de radioterapia

The present work aims to determine optimized plans for the treatment of cancer by radiothe­ rapy, which are extremely important for the effectiveness of treatment results. The aim is to determine a radiation dose distribution emitted by each sub-beam so that it is sufficient for tu­ mor elimination while minimizing damage to healthy and criticai tissues by ionizing radiation. ln this context, mathematical and computational techniques to determine the radiation dosage emitted by each sub-beam in radiotherapy treatment are presented. An optimization model pro­ posed in the literature that uses linear programming for the determination of radiation dosage was studied. ln addition, a new model for optimal radiotherapy planning was proposed using the Minmax goal programming technique in its formulation. The models were solved using the Simplex Method and determined radiation doses that comply with the prescribed dosage limits, maximizing radiation in the tumor tissues and minimizing damage to adjacent normal tissues, concluding the importance of optimization techniques for radiotherapy planning