Статья имеет ранний доступ!
Гибридная нелинейная динамика многокомпонентной модели глиобластомы: анизотропная инвазия, фенотипическое переключение и фракционированное облучение
Цель. Исследовать пространственно-временные режимы многокомпонентной модели глиобластомы при фракционированном облучении. Для различения подавления, латентной стадии и повторного роста используются характеристики жизнеспособной массы, фенотипического состава и ширины анизотропного фронта.
Методы. Модель представляет собой гибридную систему из девяти параболических уравнений, обыкновенного дифференциального уравнения в каждой пространственной точке для некротической компоненты и эллиптической краевой задачи для кислорода. Для усечённой системы с ограниченными липшицевыми коэффициентами доказаны глобальное существование неотрицательного слабого решения, энергетическая оценка, слабая–сильная единственность и подпоследовательная сходимость при снятии дополнительной изотропной регуляризации. Пространственно однородная трёхкомпонентная редукция сохраняет схему переходов клеточного блока; кислородозависимые скорости и потери заменены эффективными коэффициентами, а пролиферативный источник присутствует только в первой клеточной компоненте.
Результаты. В базовом расчётном сценарии жизнеспособная масса возвращается к уровню перед началом курса примерно на 207,4-е сутки; интервал после последней фракции составляет примерно 151,8 сут. Коэффициент межфракционного изменения массы удовлетворяет Гk ∈ [1,008; 1,061], а коэффициент изменения за полный цикл — Пk ∈ [0,767; 0,852]. Параметрические карты разделяют ранний возврат, длительную латентную стадию и отсутствие возврата на горизонте 360 сут. При указанных диапазонах параметров анализ чувствительности при N = 1024 выделяет скорость пролиферации как основной фактор времени возврата, а подвижность миграционной компоненты — как основной фактор вытянутости фронта.
Заключение. Возврат жизнеспособной массы в редуцированной системе определяется межфракционным восстановлением и различиями в выживаемости клеточных состояний при облучении. Анизотропная подвижность определяет ширину и вытянутость остаточного фронта. Параметрические карты показывают области различных расчётных режимов в рассматриваемых диапазонах.
-
- 61 просмотр