Uma Abordagem da Otimização de um plano de tratamento por radiação com o auxíio de imagem

Abstract

Radiotherapy is an effective treatment against cancer. Mathematical studies in optimization field can be applied to radiotherapy, where the dose in the tumor have to be maximized and minimized in the health tissue around the tumor. In this paper, it is analyzed the efficiency of goal programming method in IMRT (Intensity Modulated Radiation Treatment) study, solved by ant colony method with interior point method. Based on this optimization model, and after a symposium in 2002, a research group developed a software called CERR (Computational Environment for Radiotherapy Research), which allows the tumor dose maximization, dose comparation between treatments, and that real tumoral cases are studied using computadorized tomography images. A real prostate case was provided by the software with 72 image slices. Computational results show the best distribution of the maximum and minimum dose in each tissue

A radioterapia é um tratamento eficaz no combate ao câncer. Estudos matemáticos em otimização podem ser aplicados á radioterapia, em que a dose no tumor deve ser maximizada e a dose nos tecidos saudáveis minimizadas. Neste trabalho, é analisado a eficiência do método de programação por metas para o estudo do IMRT('Intensity Modulated Radiation Treatment'), implementado pelo método de colonia de formigas em conjunto com o método de pontos interiores. Baseado nesse modelo de otimização, um grupo de pesquisadores desenvolveram um software chamado CERR ('Computational Environment for Radiotherapy Research') após um simpósio em 2002, este além de maximizar a dose no tumor, permite comparações de doses de tratamento e que casos tumorais reais sejam estudados através de imagens de tomografia computadorizada. Um caso de tumor de próostata foi analisado, em que um pacote de imagens com 72 cortes foi disponibilizado pelos criadores do software. Resultados computacionais indicam a melhor distribuição das doses máximas e míınimas de cada tecido