Uma abordagem multiobjetivo para o problema da realização da radioterapia de intensidade modulada

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Medeiros, Hudson Geovane de
• Orientador(a): Goldbarg, Elizabeth Ferreira Gouvea
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Computação; Radioterapia; Colimador multilâminas; Problema da realização
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44892

Os algoritmos são parte essencial no planejamento da radioterapia, que, sob o ponto de vista da otimização, pode ser dividido em três sub-problemas. A definição dos ângulos de disparo e o mapa de dosagem para cada ângulo são dois deles. Este trabalho estuda o terceiro problema, que é chamado de problema da realização. Ele consiste em definir uma sequência de configurações para um dispositivo (chamado colimador multilâminas) que corretamente entregará a radiação ao paciente. Um modelo comum para este problema é a decomposição de uma matriz em uma soma ponderada de (0-1)-matrizes, chamadas segmentos, em que cada linha pode apenas ter 1s consecutivos. Cada segmento corresponde a uma configuração do colimador. Outras restrições aos segmentos podem ser também consideradas. O problema abordado neste trabalho possui três objetivos. O primeiro é minimizar a soma de coeficientes associados aos segmentos. O segundo minimiza a quantidade de segmentos. O terceiro minimiza o deslocamento das lâminas. Este trabalho investiga e apresenta algoritmos para duas variantes do problema: irrestrita e restrita por colisão de lâminas. Um novo algoritmo guloso e aleatório – GRA – foi desenvolvido inicialmente para a versão irrestrita e então estendido para a versão restrita. Seus resultados foram comparados a outros algoritmos propostos na literatura, sob os pontos de vista mono e multiobjetivo. No problema irrestrito, os experimentos demonstram que o GRA possui desempenho superior aos demais algoritmos em todos os indicadores analisados. No caso restrito, o GRA apresentou resultados competitivos, sobretudo no segundo objetivo, em que teve o melhor desempenho.