Programação linear à criação de planejamentos otimizados em radioterapia

Abstract

Um planejamento para radioterapia é considerado ótimo quando todos os parâmetros envolvidos sejam eles físicos ou biológicos, foram investigados e adequados individualmente para cada paciente. Neste tipo de planejamento, a grande preocupação é com a irradiação do tumor com o mínimo dano possível aos tecidos saudáveis da região irradiada, principalmente aos órgãos de riscos. O planejamento ótimo para radioterapia pode ser auxiliado pela Programação Linear e existe uma ampla literatura abordando este assunto, mas, a maioria das formulações matemáticas publicadas não contemplam um cenário do ponto de vista de aplicações práticas, pois não incorporam determinados fatores que são de extrema importância para a construção de um planejamento real, como exemplos a atenuação do feixe de radiação e a beterogeneidade na composição dos tecidos irradiados. Assim, este trabalho apresenta uma metodologia para correção de heterogeneidade na composição dos diferentes tipos de tecidos irradiados baseado nas proporções entre seus diferentes coeficientes de atenuação linear. Esta metodologia tem como objetivo tornar as simulações de planejamentos otimizados mais próximos dos planejamentos reais e desta forma, possibilitar um estudo mais amplo e confiável, faznedo com que modelos de programação linear possam ser utilizados como ferramentas auxiliares na criação de planejamentos reais para radioterapia

Planning for radiotherapy is considered optimal when all the parameters involved, physical or biological, have been investigated and are appropriate for each patient. In this type of planning, the major concern is with the irradiation of the tumor with the minimum possible damage to healthly tissues of the irradiated region, especially the organs at risk. The optimal planning for radiation therapy can be aided by Linear Programming and there is a wide literature addressing this subject. However, most published mathematical formulations do not contemplate a scenario in terms of practical applications. They do not incorporate certain factors that are extremely important for building a real planning, as examples there are attenuation of the radiation beam and the heterogeneous composition of the irradiated tissue. This work presents a methodology for correction of heterogeneity in the composition of different types of tissuers irradiated based on the proportions among their different linear attenuation coefficient. This methodology aims to make the simulations of optimized planning closer to the real planning and thus enable a more comprehensive and reliable, allowing the use of linear programming models as aids in the creation of real planning for radiotherapy