مدل اتوماتای سلولی ترکیبی چندمقیاسة رشد تومور بدون رگ: اثر مواد غذایی و اسیدیته بر رشد تومور
نویسندگان
1 استادیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
2 دانشجوی دکتری مهندسی برق، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
3 استادیار، مرکـز تحقیـقات سرطان، دانشگاه علوم پزشکی تهران، ایران
4 دانشیار، گروه رادیوتراپی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، ایران
doi
10.22041/ijbme.2017.43255.1128چکیده
سرطان پس از بیماریهای قلبی و تصادفات، سومین عامل اصلی مرگ در ایران است. مدلهای ریاضی و محاسباتی، کمک بزرگی به مطالعة پدیدههای مرتبط با رشد سرطان میکنند. این مدلها، حتی می توانند به بهبود درمانهای فعلی و معرفی روشهای درمانی جدید، منجر شوند. در این مقاله، با استفاده از مفهوم اتوماتای سلولی و با تکیه بر اثر ریزمحیط اطراف تومور، مدلی چندمقیاسه از رشد سرطان معرفی شد. دو شبکة مربعی مجزا، شامل شبکة متابولیک و شبکة سلولی، درنظرگرفته شد. شبکة سلولی دارای چهار حالت سلولی سرطانی تکثیرشونده، سرطانی غیرتکثیرشونده، نکروتیک و سلول سالم میباشد. تغییر حالت سلولها و رشد تومور، در این شبکه انجام میشود. تولید، مصرف و انتشار مواد غذایی، شامل اکسیژن، گلوکز و مواد زائد، شامل اسید لاکتیک، در شبکة متابولیک انجام میشود. در این تحقیق، قوانین تغییر حالات هر سلول با استفاده از مدلی تصادفی و برمبنای سطح غلظت مواد غذایی و زائد، تعیین شده است. در این مقاله، علاوهبر نمایش گرافیکی دوبعدی رشد تومور، پارامترهای کسر رشد و کسر نکروتیک، بهعنوان خروجیهای مدل، درنظرگرفته شدهاند. تغییرات سطح مواد غذایی و زائد در شبکة متابولیک و اثر اسیدیتة محیط بر رشد تومور، در این مقاله گزارش شده است. مدل پیشنهادی در این مقاله، با استفاده از دادههای تجربی in vivoاعتبارسنجی شده است. نتایج، حاکی از توانایی مدل برای شبیهسازی رشد تومور در شرایط خواستهشده میباشد.
