RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Теоретическая и математическая физика // Архив

ТМФ, 2025, том 224, номер 1, страницы 118–128 (Mi tmf10880)

Нелинейность модульного типа в моделировании роста опухолевого сфероида

Н. Т. Левашоваa, Е. А. Генераловa, А. Э. Сидороваa, А. Н. Гольцовb

a Физический факультет, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия
b Институт искусственного интеллекта, МИРЭ — Российский технологический университет, Москва, Россия

Аннотация: Рассматривается пространственно-временна́я триггерная модель роста опухоли в зависимости от концентрации ионов водорода, кислорода и плотности опухолевых клеток на начальном этапе развития опухолевого сфероида. Для решения этой задачи используется система параболических уравнений с кусочно-линейной правой частью “модульного типа”. Численная реализация проведена в трехмерной области в форме куба с ребром $0.1$ мм на равномерной сетке с использованием метода прямых, схемы Розенброка, метода факторизации по пространственным координатам. Представленная модель достаточно хорошо описывает динамику изменения площади сфероида на начальном этапе развития опухолевого процесса в зависимости от времени. Отличительной особенностью модели является то, что она отражает как процесс разрастания опухоли во внешнюю среду, так и образование некротической зоны в центре опухоли. На базе представленной системы уравнений можно создать модель, учитывающую неоднородность среды и более сложные механизмы туморогенеза.

Ключевые слова: пролиферация, плотность опухолевых клеток, гипоксия, площадь сфероида, некротическое ядро, система параболических уравнений, модульная нелинейность, малый параметр.

PACS: 87.15.Aa

MSC: 37N25

Поступило в редакцию: 31.12.2024
После доработки: 03.02.2025

DOI: 10.4213/tmf10880



© МИАН, 2025