Título


Reducing the number of segments in unidirectional segmentations of fluence matrices for multileaf collimators in IMRT.

Director


Juan Manuel Artacho

Descripción


La Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT) es una técnica de radioterapia externa para el tratamiento del cáncer, que permite obtener tratamientos más eficaces que la radioterapia convencional (3DCRT) mediante el empleo de haces de radiación no uniformes, facilitando así la concentración de la dosis de radiación en el tumor, y limitando la radiación que reciben los tejidos sanos adyacentes.

Esta técnica emplea múltiples haces de radiación que se sitúan en diferentes posiciones del espacio. Para conseguir obtener una determinada distribución de dosis sobre el paciente, tal que permita eliminar el tumor, es preciso plantear y resolver un complejo problema de optimización con el que determinar las aportaciones de cada uno de los haces.

Una vez obtenida las aportaciones de los diferentes haces de radiación, representadas mediante mapas de intensidad (o matrices de fluencia). La administración del tratamiento sobre el paciente exige dar forma físicamente a cada haz, utilizando las mencionadas matrices, para conseguir direccionar la radiación hacia regiones específicas del paciente. Para ello, es preciso diseñar estrategias y algoritmos que permitan la descomposición eficiente de las aportaciones de cada haz de radiación en un conjunto de aperturas a través de las cuales pase la radiación.

Habitualmente, para administrar la radiación se utiliza la técnica estática (step-and-shoot), ya que presenta ciertas ventajas como son: la precisión en el suministro de la dosis, la facilidad para verificar el tratamiento y la posibilidad de implementarla en distintos tipos de colimadores multilaminas MLC. Como contrapartida, dependiendo del tipo de cáncer, el número de segmentos o aperturas resultantes de la descomposición en la modalidad estática puede llegar a ser muy elevado, por lo que resulta de especial interés, el estudio de métodos que permitan reducir el número de aperturas obtenidas con una descomposición inteligente de las matrices de fluencia.

Además, la idea es considerar descomposiciones MLC unidireccionales, donde las aperturas obtenidas sean tales que las láminas siempre se muevan en el mismo sentido, lo que permitirá reducir el tiempo de trayecto entre aperturas consecutivas y con ello el tiempo de administración de los tratamientos.

El objetivo central de este proyecto fin de master es el desarrollo de un nuevo algoritmo que permita administrar la dosis de forma más eficiente, utilizando para ello descomposiciones unidireccionales de las matrices de fluencia, con el objetivo final de reducir los tiempos de administración de los tratamientos, para aumentar tanto el confort del paciente como el número de pacientes tratados, y mejorar la calidad de los mismos, ya que cuanto mayor es el número de segmentos más errores se producen.


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