PROPLAN - Sistema Computacional para o Planejamento da Protonterapia em Tumores Oculares

• Main Author: Marilia Tavares Christovao
• Other Authors: Tarcisio Passos Ribeiro de Campos
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2010
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/MBAM-8CUPA8

=== This thesis presents a set of computational modules to assist proton radiotherapy planning in malignant ocular diseases, called PROPLAN - Computer System Planning for Proton Therapy in Ocular Tumors, in order to optimize and support decision making between radiotherapeutic procedures or treatment plans, according open source software principles. The software PROPLAN is a tool for optimizing and customizing treatment plans applied to ocular proton therapy. PROPLAN provides a graphical interface designed from code Geant4 (Geometry and Tracking Toolkit), which parameters of the planning are configured, providing data from an actual experiment installation in operation, consisting of its main elements, which applies a proton beam to control eye diseases. PROPLAN was designed and implemented by integrated modules in which the G4SISCODES is a conversion module that performs conversions of the output files from Geant4 code to the Computer System for Dosimetry in Radiotherapy - SISCODES. The operation module integrates the Geant4 libraries, from the application "Hadrontherapy", to the SISCODES. The Geant4 output information were adapted to the eye voxel model provided generated by the SISCODES system. The dose spatial distribution was reproduced by isodose curves. In this computing environment, simulations were performed, resulting in deep dose profiles and the spatial distribution for ocular proton radiotherapy protocols. Other computer simulations are presented, applying physical processes and distinct accessories configurations, used in clinical applications, like as: absorbing material or range shifter, modulation system and beam collimator. The results are presented as graphs and dose spatial distribution, involving modulated Bragg peak and isodoses. The PROPLAN proved to be a useful tool in planning for ocular proton beam radiation therapy. Such investigations are motivated the introduction of this treatment technique in the country. === A presente tese aborda o desenvolvimento de um conjunto de módulos computacionais, intitulado PROPLAN Sistema Computacional para o Planejamento da Protonterapia em Tumores Oculares, seguindo princípios de software livre, com código aberto, para auxiliar o planejamento de protonterapia em enfermidades oculares malignas, a fim de otimizar e apoiar à tomada de decisão entre procedimentos radioterapêuticos. O software PROPLAN é uma ferramenta para otimização e customização de planos de tratamento aplicados a protonterapia ocular. O PROPLAN apresenta uma interface gráfica projetada a partir do código Geant4 (GEometry ANd Tracking Toolkit), onde são configurados os parâmetros do planejamento terapêutico, provido de dados de um experimento real de uma instalação em operação, constituída de seus principais elementos, que utiliza feixe de prótons para o controle de patologias oculares. O PROPLAN foi projetado e implementado por módulos integrados, sendo o G4SISCODES o Módulo de Conversão que converte arquivos de saída do código Geant4 para o formato do código do Sistema Computacional para Dosimetria em Radioterapia - SISCODES. O Módulo de Operação emprega as bibliotecas do Geant4, da aplicação Hadrontherapy que foram adaptadas para que as informações de saída do Geant4 fossem integradas a um modelo de olho discretizado em voxels gerado no sistema SISCODES, onde se reproduz a distribuição espacial da dose em curvas de isodose. Neste ambiente computacional, foram executadas simulações computacionais, que resultaram na avaliação dos perfis de dose em profundidade e nas distribuições espaciais de dose para protocolos de protonterapia ocular. Outras simulações computacionais são apresentadas, abordando a aplicação de diferentes processos físicos e de configurações nos acessórios utilizados em aplicações clínicas, como: o absorvedor (range shifter), o sistema de modulação do feixe e o colimador. Os resultados são apresentados na forma de gráficos e distribuições espaciais de dose, envolvendo pico de Bragg modulado e curvas de isodoses. O PROPLAN demonstrou ser uma ferramenta útil no planejamento da protonterapia ocular. Tais investigações são motivadoras para a introdução desta técnica terapêutica no país.