ریاضی و پزشکی-درمان سرطان با ریاضیات-قسمت اول

درمان سرطان با ریاضی !

جمعی از دانشمندان آمریکایی مدلی رایانه ای را ارائه کرده اند که براساس آن با استفاده از الگوریتم های ریاضی می توان ترکیبی از موثرترین روش‌های درمانی در پزشکی مخصوصا درمان سرطان را ارائه کرد.

پروژه تحقیقاتی لیزه دو فلیس استاد ریاضی کالج هاروی ماد در کالیفرنیا با عنوان درمان سرطان با ریاضی معرفی شده است. این پروژه نشان می دهد که از ترکیب علم سرطان شناسی و ریاضی می توان بیشترین شانس را برای شناسایی و تشخیص درمان های موثر در مبازره با تومورها و درمان سرطانر بدست آورد.

درمان-سرطان-درمان-سرطان-با-ریاضی

دو فلیس توضیح می‌دهد: “ما یکسری از مدل های ریاضی خاص را توسعه داده ایم.به کمک آنها می توان دینامیک کاملتر واکنش‌های میان سلولهای نئوپلاستیکی، سیستم ایمنی و درمان های پزشکی سازگار را دریافت.  این راه درصد خطر سلامت بیمار را تا حدقابل ملاحظه ای کاهش می دهد. پس بسیار حائز اهمیت است”.

با کمک علم ریاضی در پزشکی اینگونه مدل ها با استفاده از شبیه سازی و تصویرسازی هندسی, ویژگی‌های متعدد بیماری به روش مجازی , درمان های موثر را ارائه می کند.در واقع با این روش، یک مدل ریاضی عرضه می شود. این مدل به اطلاعات متعدد افزایش سلولهای سرطانی و واکنش آنها با سیستم ایمنی ترجمه می شود. با استفاده از این روش پزشکان می توانند قبل از آغاز درمان سرطان با داروهای خطرناک شیمیایی که عوارض جانبی زیادی دارند، بهترین راه درمان را تشخیص دهند.

اساس ریاضی بازسازی تصویر در رادیولوژی (پزشکی)

در این مقاله اساس ریاضی روشهای تصویرسازی توضیح داده می‌شود. فرآیند بازسازی تصویرها توسط کامپیوتر پردازش می‌شود. این روشها بسیار شبیه به فرآیند سیگنال در مهندسی الکترونیک می‌باشد. در مهندسی الکترونیک ،سیگنالهای یک بعدی بیشتر مورد توجه‌اند. در صورتیکه در بازسازی نگاره از سیگنالهای دو بعدی استفاده می‌شود.

ارتباط علم ریاضیات با علوم زیستی

خانم «زیوا آگور» و همکارانش در مؤسسه ریاضیات زیستی پزشکی در مقاله ای ویژه, الگویی را ارائه می کنند که تلاش می کند چگونگی عمل رگزایی (angiogenesis) فرآیندی که غدد سرطانی به وسیله آن رگ های خونی خودشان را ایجاد می کنند را توصیف کند.

هنگامی که یک غده یا تومور در ابتدا از یک سلول که به علت جهش ژنتیکی دارای قابلیت تکثیر نامحدود شده است به وجود می آید.در شرایط معمول رشد آن در اندازه ای در حد یک میلی متر محدود می شود. این امر ناشی از آن است که معمولاً رگ های خونی اطراف به درون تومور نفوذ نمی کنند. بنابراین سلول های عمق تومور نمی توانند به مواد مغذی و اکسیژن دست یابند و می میرند.

تومورهایی در این اندازه ندرتاً باعث به خطر افتادن سلامتی انسان می شوند.در واقع بسیاری از تومورها در همین اندازه باقی می مانند. اما در برخی از تومورها جهش های ژنتیکی بیشتر امکان تولید شدن مواد شیمیایی به نام عوامل رشد (growth factors) را فراهم می کند. عوامل رشد، تشکیل عروق خونی درون غده را تحریک می کنند.

این فرآیند به این علت خطرناک است که امکان رشد تومور و بزرگتر شدن اندازه آن را فراهم می کند. از این لحاظ هم خطر آفرین است که اکنون سلول های سرطانی می توانند وارد جریان خون شوند. در بدن به گردش درآیند. در مکان دیگر مستقر شوند. درنهایت به رشد خود ادامه دهند.

این پراکنده شدن سلول های سرطانی که باعث تشکیل تومورهای ثانوی می شود «متاستاز» نامیده می شود. در بسیاری از موارد همین متاستازها هستند که مرگ بیمار را موجب می شوند. دکتر آگور به کمک تصویربرداری با تشدید مغناطیسی یا MRI تومورهایی را که در حال رگزایی بودند مورد بررسی قرار داد. سپس نظامی از معادلات دیفرانسیل را برای شبیه سازی آنچه که می دید ترتیب داد.

نتایج بررسی های دکتر آگور و درمان سرطان

پژوهشگران به شبیه سازی های عددی یا در موارد دیگر به توصیف تحلیلی شکل تقریبی راه حل تکیه می کنند. در معادله های دکترآگور متغیرها شامل تعداد سلول ها در تومور، غلظت عوامل رشد رگزایی درون آن و حجم عروقی خونی حمایت کننده از آن هستند. نتایج بررسی های این گروه پژوهشی آن بود که شرایطی وجود دارد که در آن اندازه یک تومور، به جای رشد مداوم، نوسان می کند. به عبارت دیگر رشد تومور مهار می شود.

اگر مشابه چنین وضعیتی را بتوان در شرایط واقعی به وجود آورد، شیوه نیرومندی برای کنترل کردن رشد تومور به دست می آید.جلوگیری کردن از رگزایی مانع انتشار تومور خواهد شد. اما اگر تومور در حدی پیشرفت کرده باشد که این کار ممکن نباشد روش های متفاوتی برای مقابله با آن به کار گرفته می شود. در گذشته تنها سه راه برای درمان سرطان موجود بود.

اولین راه درمان سرطان برداشتن سلول های سرطانی به وسیله جراحی بود. دومین راه درمان سرطان به وسیله مواد شیمیایی بود که رشد سلول های سرطانی را مهار می کردند یا آنها را می کشتند. سومین راه درمان سرطان متلاشی کردن این سلول ها به وسیله اشعه یونیزه کننده یا گرما بود. در چند سال گذشته روش چهارمی در درمان سرطان تکوین یافته است.

این راه جدید تحریک کردن دستگاه ایمنی بدن است. از آنجایی که سلول های سرطانی حاوی جهش های ژنتیکی هستند، پروتئین هایی تولید می کنند که برای دستگاه ایمنی بدن «بیگانه» محسوب می شوند. دستگاه ایمنی برای حمله به چنین سلول هایی طراحی شده است. در واقع اغلب خود به خود به آنها حمله می کند. اما گاهی برای به کار انداختن دستگاه ایمنی نیاز به یگ عامل کمکی به صورت یک تحریگ خارجی مثلاً یک دارو وجود دارد.

دانستنی هایی جالب درباره سرطان:https://www.beytoote.com/health/prevention/better3-know2-cancer.html