胃癌数学模型的建立及其应用研究

The incidence and mortality of gastric cancer are ranked firstly in China, which is harmful to people's health and life seriously. Mathematical model is the simulation by using formula, charts or program. Mathematical model is established to solve the practical problems of medical science, which has become one of the hot fields in life science research. So far, the mathematical theory and analysis model of gastric cancer has not been reported..In this project, we analysis and screen out the sensitive and critical parameters from gastric cancer data by combining researchers of mathematical modeling and biomedicine.Then, we constract the gastric cancer database by using a variety of univariate and multivariate statistical methods, the parameter selective quantization, weighted and standardization construction. After converse the multiple gastric cancer database standardly, we constract the gastric cancer model which affected by many factors including the data fitting, regression analysis, trend prediction, neural network, grey prediction method, nonlinear, et al.Finally, we establish an approximate realistic mathematical model of gastric cancer through random biomedical experiment, verified and revised gradually various parameters and variables. The model can replace a part of traditional laboratory and clinical research, makes us elucidate the prediction mechanism, diagnosis and treatment of gastric cancer clearly, even adopt the more scientific and effective treatments.

我国胃癌患者的发生率和死亡率均高居首位，严重危害人民群众生命健康。数学模型是使用公式、图表或程序对研究对象的模拟，建立数学模型来解决医学实际问题，正逐渐成为生命科学研究的热点领域之一。至今，胃癌的数学理论和分析模型尚未见报道。.本课题拟联合数学建模和生物医学研究人员，使用计算机对胃癌的海量研究数据进行可信度分析，筛选出敏感和关键参数。采用各种单因素和多因素统计方法，对参数选择性量化、加权和标准化，构建胃癌数据库。对多个胃癌数据库标准化转换后，采取数据拟合、回归分析、趋势预测、神经网络、灰色预测等方法，建立一个非线性的、受多因素影响的胃癌数学模型。通过随机性生物医学实验，逐步验证并修订各种参数和变量，最终建立一个近似逼真的胃癌数学模型。该模型可以替代一部分传统的实验室及临床研究，使我们更清晰地阐明胃癌发生机制，预测胃癌诊断和治疗方向，采取更加科学有效的综合治疗。

癌症一般是指恶性肿瘤。根据WHO统计，全球每年因为癌症患者死亡的人数约为600万，因此，对癌细胞的生长过程进行研究将对临床医学的发展会起推动作用。而研究人员将肿瘤细胞的生长方式分为三类：膨胀性生长；外生性生长和浸润性生长。浸润性生长是大多数恶性肿瘤的生长方式，本课题针对恶性肿瘤的生长状况，结合肿瘤的生长规律，对肿瘤细胞的数目和肿瘤细胞的体积分别进行研究，考虑影响肿瘤生长速度的因素，对不同的影响因素进行分析。通过查找分析肿瘤细胞的生长现象，发现恶性肿瘤生长具有以下规律：.(1)在肿瘤生长初期，每经过一定时间，肿瘤细胞数目就增加一倍；.(2)当肿瘤细胞达到一定数量时才会被诊断出来，假设此时肿瘤细胞数量为；.(3)在肿瘤生长后期，由于肿瘤细胞生长所需的营养物质供应不足，导致肿瘤生长速度逐渐减慢并最终停止，肿瘤细胞的数目逐渐趋向某个稳定值。. 因此我们计算的数学模型从肿瘤细胞的数量，还是从肿瘤细胞的体积增长特点，考虑影响肿瘤生长速度的因素，从数学角度进行分析，得到肿瘤模型的解与实际相符合。此模型可以预测肿瘤的生长状况，对临床医学的发展起了推动作用。