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Utilização de modelagem matemática para diferenciação do crescimento ou redução de tumores

Resumo do projeto

Testar modelos matemáticos para prever o crescimento de tumores tem sido de muito interesse na pesquisa sobre câncer. Um modelo preciso de crescimento do tumor é necessário para avaliar as estratégias de rastreamento e otimizar as decisões sobre o tratamento de cada paciente [2] . O objetivo principal deste trabalho da comparação entre os dois modelos matemáticos aplicados a crescimento tumoral descritos neste trabalho será o de indicar aquele que tiver uma melhor aproximação de crescimento de volume tumoral real, para posteriormente ser utilizado como mais uma ferramenta para auxiliar médicos a decidirem o melhor tratamento entre quimioterapia, imunoterapia ou tratamento medicamentoso, visando a real diminuição do crescimento e/ou volume do tumor em avaliação.Serão usadas medidas de tumores em centímetros, obtidos de imagens tomográficas de pacientes anônimos para comparação de tamanho de crescimento utilizando os modelos matemáticos Lei de crescimento exponencial ( [1], [4]) e Equação diferencial da lei de potência ([3]) .Após a obtenção das medidas lineares em cada uma das 3 dimensões, será calculado o volume do tumor, que servirá de base para aplicação dos métodos citados. A Tabela 1 apresenta os resultados obtidos após aplicação do modelo de Equação de crescimento exponencial e variações de valores do parâmetro r , com previsão de 12 meses no parâmetro tempo de crescimento/descrescimento do tumor e a Tabela 2 apresenta os resultados obtidos após aplicação do modelo de Equação diferencial da lei de potência e variações de valores do parâmetro r , com previsão de 12 meses no parâmetro tempo de crescimento/descrescimento do tumor. A Figura 1 apresenta a imagem tomográfica de um tumor em estágio inicial, datada de 12/08/2019 com dimensões de 2,5cmx2,0cmx1,8cm. A Figura 2 apresenta imagem tomográfica do tumor aproximadamente 12 meses, datada de 15/04/2020, após feita a tomografia da Figura 1 com dimensões de 3,8cmx4,4cmx3,2cm. Comparando os resultados obtidos nas Tabelas 1 e 2, percebe-se que o Modelo de Lei de crescimento exponencial apresenta volumes finais de tumores mais significativos, o que indica que o comportamento do tumor pode, na pior das hipóteses, ser bastante agressivo, se levarmos em consideração o curto espaço de tempo de 12 meses. Ao levarmos em consideração os resultados obtidos pela aplicação do Modelo de Lei de crescimento exponencial e a imagem tomográfica do tumor obtida após 12 meses, percebemos que este modelo é o que mais se aproxima da real condição de crescimento de volume tumoral: pelos resultados obtidos na Tabela 1, com o parâmetro de variação de taxa de crescimento r = 0,15, chega-se a uma estimativa de volume tumoral, após 12 meses, de 54,446 cm3 e comparando-se este resultado ao volume obtido pelo tumor apresentado na imagem tomográfica na Figura 2, que é de 53 cm3, podemos concluir que o Modelo de Lei de crescimento exponencial pode ser utilizado como mais uma ferramenta para auxiliar médicos a decidirem pelo melhor tratamento entre quimioterapia, imunoterapia ou tratamento medicamentoso, visando a diminuição do crescimento e/ou volume do tumor em avaliação.

Alunos

Sofia Ratchitzki Teixeira

Orientadores

Cristiane Maria Alves Pissarra Fernandes

Instituição

Escola Internacional Unisociesc (EIU) – Florianópolis
Florianópolis /
  Florianópolis –  
  SC –
  Brasil

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