Kompartmentový model dynamiky onkologických onemocnění

Mgr. Eva Jarošová

Bachelor's thesis

Compartmental Model of Cancer Dynamics

Anotácia:

Kompartmentové modely znázorňují chování systému. Jednotlivé kompartmenty jsou bloky, jež obsahují určité množství pacientů s jednotnou charakteristikou v každém z nich. Pro úspěšné modelování dynamiky onkologických onemocnění nás zajímal časový posun pacientů mezi kompartmenty. K výpočtu rychlostních konstant těchto přechodů byla použita data z Národního onkologického registru, s jejichž charakterem jsme se v počátcích práce seznámili. Rychlostní konstanty byly odhadnuty třemi způsoby - parametricky pomocí exponenciálního a Weibullova rozdělení a neparametricky metodou Kaplana-Meiera, a poté jsme je využili v popisu navrženého modelu pomocí diferenciálních rovnic. Model jsme vykreslili v prostředí Matlab-Simulink a provedli simulační experimenty, jejichž výsledky jsme vyhodnotili. Celou metodu jsme aplikovali na tři vybrané diagnózy onkologických onemocnění, a to na zhoubný novotvar tlustého střeva, průdušky a plíce, a prsu.

Abstract:

Compartmental models represent behaviour of a system. Each compartment is a block which contains certain amount of patients. All of these patients have the same health status. We were interested in timing of patients dynamics between each of two compartments. That is why we had to learn about characteristics of a data set provided by the National Cancer Registry. We used this data set to work out rate parameters of patients dynamics. We estimated the rate parameters in three ways – parametric (using exponential and Weibull distribution), and nonparametric Kaplan-Meier method. Then we applied them into differential equations while describing the model. The model was drawn in the Matlab-Simulink and the same software was used for experimental simulations. Then the obtained results were analyzed. We applied this process to three chosen diagnoses of cancer – malignant neoplasm of colon, bronchus and lung, and breast.

Kľúčové slová

kompartmentový model, onkologická onemocnění, zhoubný novotvar, Kaplanova-Meireova metoda compartmental model, oncological diseases, malignant neoplasm, Kaplan-Meier method

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 8. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 13. 9. 2010
• Vedúci: prof. Ing. Jiří Holčík, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biology / Mathematical Biology