Dissertação
{en_GB=FLASH optimization for multi-beam proton therapy: a change in the treatment plan paradigm} {} EVALUATED
{pt=A radioterapia caracteriza-se pela procura do equilíbrio entre a maximização do controlo do tumor e a minimização da toxicidade induzida pela radiação. A radioterapia FLASH tem mostrado resultados promissores na redução das lesões dos tecidos saudáveis, para o mesmo nível de toxicidade tumoral. Este trabalho visa o desenvolvimento de uma estratégia para planeamento de radioterapia FLASH, considerando múltiplos feixes de protões. Para tal, são considerados feixes FLASH e feixes com taxas de dose convencionais de forma a garantir uma cobertura ótima do alvo. Diferentes ferramentas e métodos para incorporar a taxa de dose no planeamento do tratamento foram desenvolvidos. Em particular, foram estudadas técnicas em que a dose e a taxa de dose são sequencial ou simultaneamente otimizadas. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram o potencial do método desenvolvido em acomodar múltiplos feixes FLASH numa irradiação homogénea do tumor, evitando a criação de cenários de sobredosagem. Para um plano que considera um feixe FLASH e três feixes convencionais sequencialmente otimizados, foi alcançado um índice de homogeneidade de 0,14 e um D2% equivalente a 109,5% da dose total prescrita. Quando os planos foram implementados considerando uma otimização simultânea, os problemas de pré-condicionamento impactaram a solução encontrada pelo optimizador. Para planos que utilizam dois feixes FLASH e um feixe convencional, considerando esta estratégia, foram obtidos índices de homogeneidade de 0,73 e 0,90. Contudo, os testes realizados com este optimizador indicam o seu potencial, motivando futuras investigações., en=Radiotherapy is a balancing act between maximizing tumor control and minimizing radiation-induced toxicity. FLASH radiotherapy has shown promising results in reducing the healthy tissue damage for the same level of tumor toxicity. This work aims at the development of a treatment plan strategy for FLASH radiotherapy, considering multiple proton beams. In order to allow that, we must combine FLASH and conventional beams to achieve optimal coverage of the target. Different tools and methods of incorporating dose rate into treatment planning were explored. Particularly, both sequential and simultaneous dose and dose rate optimization techniques were studied, and specific treatment plans were implemented. Results showed the potential of the developed method in accommodating multiple FLASH beams in homogeneous target irradiation, while preventing the creation of overdosing scenarios. For a treatment plan considering one FLASH and three conventional beams whose dose and dose rate were sequentially optimized, a homogeneity index of 0.14 and a D2% equivalent to 109.5% of the total prescribed dose were achieved. For the simultaneous optimization treatment plans, preconditioning problems impacted the solution found by the optimizer, and homogeneity indexes of 0.73 and 0.90 were computed for plans considering two FLASH and one conventional beams. Nevertheless, the different tests performed with this optimization strategy illustrate its potential and motivate further research.}
novembro 26, 2021, 10:0
Orientação
