Knowledge-based planning para automação de planejamentos de radioterapia hipofracionada de próstata

Abstract

Radioterapia envolve o uso de radiação ionizante para tratamento de tumores. Uma etapa importante, prévia à entrega de dose de radiação, é o planejamento do tratamento, o qual varia em complexidade conforme a técnica utilizada e a região a ser irradiada. Uma abordagem que tem se consolidado na radioterapia de próstata em regime hipofracionado é a utilização de arcos volumétricos modulados, pois possibilita alta conformidade da dose de prescrição nos volumes alvos e um tempo de tratamento encurtado, quando comparado com outras técnicas que utilizam modulação do feixe. No entanto, a etapa de planejamento, em geral, é a que mais demanda tempo de profissionais não médicos e a sua qualidade depende da habilidade do planejador, de modo que pode haver variação da qualidade do tratamento entregue em função do grau de experiência do planejador. Neste trabalho criou-se uma aplicação acoplada ao sistema de planejamento que, tendo-se um conjunto de imagens de tomografia computadorizada com os contornos dos volumes alvos e os volumes de órgãos sadios, automatiza a etapa de planejamento de próstata com o uso de aprendizado de máquina. Baseados em Knowledge-Based Planning, os algoritmos, quando aplicados ao histogramas de dose-volume dos casos utilizados para treinamento, predizeram novos histogramas com correlação de Pearson de 0.999, tendo-se as áreas dos histogramas como parâmetro. O aplicativo foi testado em 10 novos casos e comparado com o planejamento de 4 físicos especialistas, sendo que em 9 dos 10 casos apresentou qualidade semelhante aos planejamentos dos especialistas e atingiu os objetivos definidos. Assim, este aplicativo torna o fluxo de um Departamento de Radioterapia mais eficiente, o que aumenta a capacidade de planejamento sem a necessidade de novos investimentos; e, ao padronizar e automatizar esta etapa, auxilia na manutenção de um padrão institucional de planejamentos.