Fractional mathematical oncology: cancer-related dynamics under an interdisciplinary viewpoint (2023)
- Authors:
- Autor USP: VALENTIM JUNIOR, CARLOS ALBERTO - FZEA
- Unidade: FZEA
- Sigla do Departamento: ZEB
- DOI: 10.11606/T.74.2023.tde-07112023-093919
- Subjects: ONCOLOGIA; MODELOS MATEMÁTICOS; EQUAÇÕES DIFERENCIAIS; AUTÔMATOS CELULARES
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A Oncologia Matemática, um campo interdisciplinar que incorpora conceitos da biologia à ciência dos materiais, utiliza modelos matemáticos para obter uma compreensão abrangente de fenômenos relacionados ao câncer. O cálculo fracionário, um ramo da análise matemática, oferece ferramentas para descrever fenômenos complexos e permite que modelos forneçam melhores insights sobre características oncológicas. Esta tese examina e explora a Oncologia Matemática Fracionária, apresentando novos modelos e revisando os desenvolvimentos recentes. A tese demonstra as vantagens do uso de modelos fracionários na previsão do crescimento tumoral, especificamente em modelos populacionais baseados em EDOs (equações diferenciais ordinárias). Soluções analíticas para cinco desses modelos são derivadas e comparadas com dados clínicos existentes (ainda escassos), destacando seu desempenho superior e potencial para exploração adicional. Além disso, é proposto um modelo exponencial de múltiplos estágios com uma ordem fracionária variável para representar a evolução de um tumor. Os parâmetros do modelo são ajustados com base em perfis de ordem fracionária variável, e os resultados demonstram sua habilidade superior em ajustar dados clínicos de séries temporais, oferecendo novas perspectivas para a modelagem do crescimento tumoral. Ademais, o estudo introduz estratégias de simulação de autômatos celulares no contexto de modelos dinâmicos de crescimento tumoral. Esse modelo computacional baseado emagentes permite monitorar parâmetros individuais independentes que variam no tempo e no espaço. O modelo captura comportamentos de células individuais e de grupos de células, representando várias características complexas de tumores por meio de diferentes configurações de parâmetros. O modelo estocástico proposto de autômato celular simula de forma eficaz diferentes cenários de crescimento tumoral, servindo como uma ferramenta valiosa in silico para pesquisa em oncologia matemática, potencialmente facilitando melhorias no diagnóstico e opções de tratamento personalizadas. Ao integrar cálculo fracionário, modelos fenomenológicos e simulações de autômatos celulares, esta tese contribui para o avanço da oncologia matemática, explorando perspectivas promissoras para compreender a dinâmica do câncer, sugerindo pesquisas prospectivas e potencialmente auxiliando na tomada de decisão em áreas de interesse da oncologia clínica
- Imprenta:
- Publisher place: Pirassununga
- Date published: 2023
- Data da defesa: 25.05.2023
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
VALENTIM JUNIOR, Carlos Alberto. Fractional mathematical oncology: cancer-related dynamics under an interdisciplinary viewpoint. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-07112023-093919/. Acesso em: 07 maio 2026. -
APA
Valentim Junior, C. A. (2023). Fractional mathematical oncology: cancer-related dynamics under an interdisciplinary viewpoint (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Pirassununga. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-07112023-093919/ -
NLM
Valentim Junior CA. Fractional mathematical oncology: cancer-related dynamics under an interdisciplinary viewpoint [Internet]. 2023 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-07112023-093919/ -
Vancouver
Valentim Junior CA. Fractional mathematical oncology: cancer-related dynamics under an interdisciplinary viewpoint [Internet]. 2023 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-07112023-093919/ - On the stability of stationary solutions in diffusion models of oncological processes
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