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

dc.contributor.advisorGoldbarg, Elizabeth Ferreira Gouvea
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2888641121265608pt_BR
dc.contributor.authorMedeiros, Hudson Geovane de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6075528442511848pt_BR
dc.contributor.referees1Goldbarg, Marco César
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1371199678541174pt_BR
dc.contributor.referees2Rodrigues, Anna Giselle Câmara Dantas Ribeiro
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4440595486888973pt_BR
dc.contributor.referees3Menezes, Matheus da Silva
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7790866637385232pt_BR
dc.contributor.referees4Obal, Thalita Monteiro
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7574246674522809pt_BR
dc.date.accessioned2021-11-11T20:10:41Z
dc.date.available2021-11-11T20:10:41Z
dc.date.issued2021-08-10
dc.description.abstractAlgorithms are an essential part of the radiation therapy planning, and under a optimization point of view, can be divided in three subproblems. Defining the angles by which radiation will be shot and prescribe a fluence map for each angle are two of them. This work investigates the third problem, called realization problem. It consists on defining a sequence of configurations for a device (called multileaf collimator) which correctly delivers the prescribe doses to the patient. A common model for this problem is the decomposition of a matrix in a weighted sum of (0-1)-matrices, called segments, whose rows only have consecutive ones. Each segment represents a setup of the collimator. Other constraints can be also considered. The realization problem has three objectives. The first one is to minimize the sum of the weights associated to the segments. The second is to minimize the number of segments. The third minimizes the movement of the leaves. This work investigates and present algorithms for two variants of the problem: unconstrained and constrained. A new greedy and randomized algorithm – GRA – was developed firstly for the unconstrained variant and then extended for the constrained variant. Its results was compared to other algorithms from the literature, under mono and multiobjective points of view. On the unconstrained problem, experiments show that GRA outperforms the other algorithms by all measured indicators. On the constrained problem, GRA presented competitive results, specially on the second objective, in which it presented the best results.pt_BR
dc.description.resumoOs 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.pt_BR
dc.identifier.citationMEDEIROS, Hudson Geovane de. Uma abordagem multiobjetivo para o problema da realização da radioterapia de intensidade modulada. 2021. 94f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44892
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subjectRadioterapiapt_BR
dc.subjectColimador multilâminaspt_BR
dc.subjectProblema da realizaçãopt_BR
dc.titleUma abordagem multiobjetivo para o problema da realização da radioterapia de intensidade moduladapt_BR
dc.title.alternativeA multiobjective approach to the leaf sequencing problem on intensity modulated radiation therapypt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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