Modelling and analysis of cancer dynamics

Abstract

В работе предложена математическая модель, рассматривающая процесс распространения опухоли по пораженному органу как интерференционную конкуренцию нормальных и злокачественных клеток за функциональное пространство и учитывающая процесс прорастания опухоли новыми капиллярами, который рассматривается как возникновение нового источника питания, доступного только для злокачественных клеток. Кроме того приводится упрощенная модель, имитирующая способность злокачественных новообразований к образованию новых очагов, которая может быть изменена с учетом свойств исследуемого заболевания. Также предложены два варианта введения лечения в модель. Упомянутые модели реализованы с помощью MATLAB SimBiology. Проведено сравнение результатов имитационного моделирования со статистическими данными. Также в работе дано краткое описание основных функций и объектов MATLAB SimBiology для практического применения в учебном процессе.

The paper proposes a mathematical model that considers the process of tumor spread over the affected organ as an interference competition between normal and malignant cells for functional space and takes into account the process of tumor germination with new capillaries, which is considered as the emergence of a new source of nutrition available only for malignant cells. In addition, a simplified model is presented that simulates the ability of malignant neoplasms to form new lesions, which can be modified taking into account the properties of the disease under study. Two options for introducing treatment into the model are also proposed. The mentioned models are implemented using MATLAB SimBiology. The results of simulation modeling are compared with statistical data. The paper also provides a brief description of the main functions and objects of MATLAB SimBiology for practical use in the educational process.