В Новгородском университете разрабатывают систему прогнозирования распространения раковых клеток

В Новгородском университете идёт разработка системы, позволяющей моделировать рост раковых опухолей. Проект реализуется в рамках работы Научного центра мирового уровня «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение». О работе над системой рассказали на Днях науки и инноваций.

Создатели сервиса создают приложение для врачей.

— Сейчас у доктора нет аппарата, который позволит рассчитать — какую терапию применить, в каких дозах, — рассказывает доцент кафедры информационных технологий и систем Владимир Макаров. — Мы создадим математическую модель, которая сможет прогнозировать распространение раковых клеток в организме, и подобрать лечение для конкретного пациента.

Эта модель позволит описывать влияние различных видов терапии на развитие рака лёгкого.

— Ожидается, что к 2030 году около 13 миллионов людей на планете будут болеть раком, — говорит один из создателей системы, магистрант кафедры информатики и вычислительной техники Илья Ласков. — Приложение поможет предсказать развитие опухоли во времени.

Математическая модель сервиса будет учитывать параметры заболевания пациентов — начальное количество раковых клеток, максимальная пропускная способность организма, эффективность лечения. В результате врач увидит графики с прогнозом развития заболевания при разных сценариях — без медицинского вмешательства, при химиотерапии, иммунотерапии, а также при полном курсе лечения.

— На графиках мы можем увидеть, что с добавлением каждого вида лечения рак начинает расти медленнее, — подчёркивает один из авторов проекта, магистрант кафедры информатики и вычислительной техники Михаил Фухин,

Сервис будет опираться на уже существующие математические модели. Например, модель популяционной динамики позволит спрогнозировать диаметр опухоли, реакционно-диффузная — её пространственное распределение на органах. Логистическая модель покажет предельный уровень, который сможет выдержать организм при распространении раковых клеток.

Плотность образования можно определить по результатам томографии пациента.

Важный этап в создании проекта — валидация моделей. Её цель — доказать, что графики будут верно отображать динамику развития раковых клеток в организме.

— Формула, которая лежат в основе этой модели, учитывает 18 параметров, — говорит Владимир Макаров. — Мы демонстрировали её практикующим врачам. По их словам, какие-то параметры получить довольно просто. Но вот, к примеру, замерить скорость кровотока очень тяжело. Оценить поведение иммунных клеток проблемно — потому что их набор индивидуален у каждого человека.

К концу 2021 года авторы намерены представить первую версию приложения.

Научный центр мирового уровня «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» сформирован консорциумом вузов и научно-исследовательских институтов. Новгородский университет входит в его состав.

Служба новостей Новгородского университета

Фото: pixabay.com