Otimização nas escolhas de feixes e pesos no planejamento de radioterapia

• Processo: 21/14373-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Produção - Pesquisa Operacional
• Pesquisador responsável: Daniela Renata Cantane
• Beneficiário: Guilherme Corrêa Teixeira
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
• Assunto(s): Radioterapia Otimização não linear Programação não linear inteira mista
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Matemática Aplicada à Física Médica | Métodos exatos | Métodos Heurísticos | Otimização Não-linear | Otimização linear, não-linear, inteira-mista

Resumo

A incidência de câncer teve um aumento de aproximadamente 30% na última década, e a estimativa é que esse número tenha um acréscimo considerável nos próximos anos. Por consequência, evidencia-se o desafio para otimização de recursos no tratamento. Entre os possíveis tratamentos para a doença está a radioterapia, na qual modelos de otimização estão sendo cada vez mais utilizados para a realização do planejamento do tratamento por radiação, considerando o cálculo de dose nos tecidos, os feixes a serem utilizados, entre outros. Nesse contexto, o objetivo deste projeto consiste na investigação de um modelo de programação por metas aplicado aos problemas de escolhas de feixes e pesos e na determinação da intensidade de dose no planejamento do tratamento de câncer por radiação. A escolha do conjunto de feixes utilizado na radioterapia é uma etapa importante para que haja uma homogeneidade da intensidade de dose absorvida pelo paciente. Além disso, pesos associados a esses feixes podem ser estabelecidos para uma melhor distribuição de dose no paciente. Nesse cenário, as metas são a maximização da dose no tecido tumoral e minimização da dose nos tecidos adjacentes e, principalmente, em órgãos de risco, prevenindo-os de complicações futuras. Técnicas de otimização serão desenvolvidas para resolução deste problema de programação não linear inteiro misto, que é complexo e de grande porte. Casos reais de pacientes com câncer serão utilizados para análise do modelo e sua viabilidade na prática. Portanto, pretende-se desenvolver uma ferramenta que auxilie médicos e físicos médicos na tomada de decisão para elaboração um planejamento eficiente e eficaz, visando eliminar o volume tumoral e, ao mesmo tempo, prevenir tecidos adjacentes de intercorrências futuras, visto que na rotina clínica o planejamento é, em sua maioria, realizado por simulações e baseado em casos precedentes.(AU)