Programação Linear Aplicada ao Planejamento de Braquiterapia de Alta Taxa de Dose

Vol 53, 2021 - 139625
Pôster
Favorite this paper
How to cite this paper?
Abstract

Segundo o Instituto Nacional de Câncer (INCA), o Brasil registrou na população masculina no ano de 2020 uma taxa de 29,2% de casos de câncer de próstata e dentre os tratamentos mais utilizados para este tumor estão: cirurgia, radioterapia, criocirurgia e quimioterapia. Com a intenção de diminuir o dano nos tecidos saudáveis próximos ao tumor a braquiterapia é uma opção, contudo devido à grande dificuldade de planejamento e produção das fontes radioativas ainda não é uma terapia popular principalmente no cenário clínico brasileiro. A braquiterapia é um tratamento oncológico que consiste na deposição de sementes, cápsulas confeccionadas com titânio e um fio de isótopo radioativo que são guiadas através de agulhas inseridas no paciente, o decaimento radioativo realiza o tratamento do câncer através de efeitos biológicos. Essa terapia pode ser apresentada de duas maneiras, a braquiterapia de baixa taxa de dose (BBTD), atualmente mais utilizada, onde a fonte radioativa permanece no tecido, com baixa atividade e a braquiterapia de alta taxa de dose (BATD) onde a fonte é deixada no local durante um tempo determinado. A BATD foi introduzida no contexto clínico brasileiro em 1991, muitas discussões surgiram sobre a viabilidade e segurança do tratamento uma vez que a dose distribuída pela BATD ultrapassa 12 Gy/h e a BBTD mantêm uma média de 0,4 a 2 Gy/h. Para que o tratamento seja realizado é necessário planejar o posicionamento das sementes e também o tempo de permanência no tecido, nos quais são planejados, na maioria das vezes, por simulações. No entanto, o tempo de permanência não é simples de ser determinado e é parte essencial do processo, uma vez que a longa exposição a isótopos radioativos causa efeitos biológicos em excesso, danificando tecidos saudáveis e comprometendo o tratamento e a recuperação do paciente. Diversos modelos matemáticos foram propostos na literatura utilizando simulações, modelos de programação linear (PL) e não linear (PNL) para resolver este problema. Neste trabalho foi investigado um modelo de PL proposto para solucionar o problema de distribuição de dose a partir de posições de sementes previamente planejadas com o objetivo de minimizar os tempos de permanência das sementes. O modelo foi implementado em Python com CPLEX Optimization Studio, utilizando o método simplex para sua resolução. A base de dados utilizada foi The Radiotherapy Optimisation Test Set (TROTS) com 25 pacientes considerando de 55 a 120 sementes. Resultados computacionais indicam que o tempo ótimo obtido de permanência das sementes no paciente está de acordo com os resultados da literatura, sendo uma possibilidade de ferramenta para auxiliar e agilizar o planejamento de tratamentos, uma vez que obtém-se um planejamento com a solução ótima em segundos, característica muito importante na prática clínica.

Share your ideas or questions with the authors!

Did you know that the greatest stimulus in scientific and cultural development is curiosity? Leave your questions or suggestions to the author!

Sign in to interact

Have a question or suggestion? Share your feedback with the authors!

Institutions
  • 1 Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Track
  • 17 - SA - PO in the Health Area
Keywords
Matemática aplicada à física
Programação Linear
câncer de próstata