Otimização do planeamento inverso de tratamentos em radioterapia

Abstract

O número de casos de cancro continua a crescer à escala planetária. Existem vários tipos de tratamento usados habitualmente, dependendo do tipo e fase do cancro, incluindo cirurgia, radioterapia, quimioterapia, imunoterapia, etc. Neste trabalho, vamos focar a otimização do planeamento de tratamentos em radioterapia, em particular de tratamentos em radioterapia com intensidade modulada (IMRT), onde a otimização tem um papel importante na melhoria da qualidade dos tratamentos. O contínuo desenvolvimento de novas máquinas de tratamento contribui para a melhoria da precisão e maior controlo da irradiação dos pacientes. A investigação operacional tem acompanhado a evolução destas máquinas e tecnologias, e tem feito contribuições significativas na melhoria do planeamento dos tratamentos em radioterapia, sendo os tratamentos em IMRT um bom exemplo disso. Devido à complexidade dos problemas de otimização do planeamento de tratamentos em IMRT, estes são usualmente divididos em três sub-problemas de menor dimensão que podem ser resolvidos sequencialmente: problema de otimização angular, problema de otimização das intensidades e problema de sequenciação das folhas. O primeiro destes sub-problemas consiste na escolha das melhores direções de incidência da radiação, encontrando-se ainda por resolver de forma satisfatória. Na prática clínica, a maior parte das vezes, as direções de incidência da radiação continuam a ser escolhidas manualmente, com base essencialmente na experiência do físico-médico, sem garantia da obtenção dos planos de tratamento de melhor qualidade. A abordagem que usamos considera os problemas de otimização angular e otimização das intensidades de forma integrada. Vamos demostrar que a investigação operacional tem um papel importante na obtenção de melhores planos de tratamento, focando-nos principalmente na aproximação por nós sugerida para o problema de otimização angular.