Caputo分別微分を用いた放射線療法癌治療の数学モデル化【JST・京大機械翻訳】

Farayola Musiliu Folarin; Shafie Sharidan; Siam Fuaada Mohd; Khan Ilyas

文献

J-GLOBAL ID：202002252980490171 整理番号：20A0881233

Caputo分別微分を用いた放射線療法癌治療の数学モデル化【JST・京大機械翻訳】

Mathematical modeling of radiotherapy cancer treatment using Caputo fractional derivative

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巻： 188 ページ： Null 発行年： 2020年
JST資料番号： D0213C ISSN： 0169-2607 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アイルランド (IRL) 言語：英語 (EN)

本論文は放射線療法癌治療過程をシミュレートする数学モデルを提示する。モデルは,細胞の修復と再集団である2つの重要な放射線生物学的因子を考慮した。モデルを用いて,6人の患者の分別治療過程をシミュレーションした。結果は,細胞の集団変化と正常および癌細胞の最終容積を与えた。モデルは,以前の癌治療モデルとCaputo分数導関数を統合することによって定式化した。その後,再母集団モデルによる線形二次をモデルに結合し,放射による細胞集団崩壊を説明した。次に,処理プロセスを,数値変数,数値パラメータ,および放射パラメータでシミュレートした。細胞の増殖係数,細胞の競合係数,および正常細胞の摂動定数を含む数値パラメータを,以前の文献から得た。放射線療法で治療した6人の患者の報告された臨床データから放射線と数値パラメータを得た。患者は,最初の2人の患者に対して2Gyの分割線量を有し,他の4人に対して1.8Gyで,腫瘍容積は,それぞれ,24.1cm~3,17.4cm~3,28.4cm~3,18.8cm~3,30.6cm~3および12.6cm~3であった。初期腫瘍容積を用いて,処理プロセスをMATLABでシミュレートした後,細胞の初期集団を得た。次に,臨床データを用いてモデルを確証するために,グローバル感度解析を行った。最後に,96の放射線プロトコルを生物学的に有効な線量式を用いてシミュレートした。これらのプロトコルを用いて,Caputo分数導関数の値を分割線量と結び付ける回帰式を得た。シミュレーションの結果から,最終腫瘍容積は3.58cm~3,8.61cm~3,5.68cm~3,4.36cm~3,5.75cm~3,6.12cm~3であったが,正常細胞のそれらは23.87cm~3,17.29cm~3,28.17cm~3,18.68cm~3,30.33cm~3,および12.55cm~3であった。感度分析により,最も敏感なモデル因子は,Caputo分数誘導体の値と癌細胞の増殖係数であることを示した。最後に,得られた回帰式は予測の99.14%を占めた。モデルは,癌治療過程をシミュレーションすることができて,他の放射線プロトコルの結果を予測することができた。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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医用画像処理 , 腫ようの薬物療法 , 腫ようの放射線療法

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