In this work we consider a simple mathematical model of radiochemotherapy which includes a term responsible for radiosensilisation. We focus on finding theoretically optimal controls which maximise tumour cure probability for a finite, fixed therapeutic horizon. We prove that the optimal controls for both therapies are of 0-bang type, a result which is not altered by inclusion of the radiosensilisation term. By means of numerical simulations we show that optimal control offers a moderate increase in survival time over a sequential treatment. We then revisit in more detail a question of measuring the synergy between the therapies by means of isobolograms, a common experimental technique for measuring additivity of two treatments.
PL
W tej pracy rozważamy prosty model radiochemioterapii, w którym uwzględniamy składnik odpowiedzialny za uwrażliwienie komórek na radioterapię indukowane przez podaną chemioterapię. Skupiamy się na znalezieniu teoretycznie optymalnych strategii leczenia, które maksymalizują prawdopodobieństwo wyleczenia guza (tumour cure probability) w zadanym, skończonym horyzoncie terapeutycznym. Dowodzimy, że optymalne sterowania są postaci 0-bang i składnik odpowiedzialny za uwrażliwienie nie ma wpływu na strukturę tych sterowań. Przeprowadzamy symulacje numeryczne by pokazać, że optymalne sterowanie oferuje nieznaczny wzrost przeżycia pacjentów w porównaniu do terapii sekwencyjnej. Następnie, by zmierzyć synergię pomiędzy chemio- i radioterapią, korzystamy z metody izobologramu, techniki stosowanej w eksperymentach do oceny addytywności tych terapii.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a novel approach to prediction of the combined therapy outcome for non-small lung cancer patients. A hybrid model is proposed, consisting of two parts. The first one is a mathematical model of tumor response to therapy, whose parameters are expressed as a linear functions of data from mass spectrometry of patient blood plasma samples. These linear functions constitute the second component of the hybrid model. A comparison of clinical and simulation-based survival curves is used to evaluate the quality of the model.
PL
W pracy przedstawiono oryginalne podejście do przewidywania łącznego wyniku terapii u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuc. Zaproponowano model hybrydowy, składający się z dwóch części. Pierwsza z nich to matematyczny model odpowiedzi guza na terapię, którego parametry wyrażone są jako liniowe funkcje wyników spektrometrii masowej osocza krwi pobranego od pacjentów. Równania te stanowią drugi składnik modelu hybrydowego. Do oceny jakości modelu zostało wykorzystane porównanie krzywych przeżycia wyznaczonych dla danych klinicznych i uzyskanych za pomocą symulacji modelu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.