Pemodelan dan simulasi pengaruh radioterapi pada volume tumor nasofaring dengan metode Runge-Kutta Orde 4

INDONESIA:

Kanker menjadi salah satu penyakit yang menyebabkan kematian di dunia. Berdasarkan data sementara diagnosis kanker tahun 2008-2014 dari rumah sakit dr. Sardjito kanker nasofaring menempati urutan ke empat dengan kasus sebanyak 745 dan menjadi diagnosis 10 besar. Kerumitan proses metabolisme sel tumor hingga saat ini belum mampu mengungkapkan mekanisme perubahannya secara rinci. Untuk optimisasi pengobatan kanker dengan radioterapi, maka diperlukan penelitian dengan pemodelan matematika. Pada penelitian menggunakan pemodelan pertumbuhan tumor Gompertz dan model radioterapi Linier Quadratic (LQ). Pemodelan menggunakan metode Rungge-Kutta Orde 4 sebagai metode yang digunakan untuk penyelesaian persamaan diferensial. Model diaplikasikan pada 17 data klinis pasien kanker nasofaring dengan variasi dosis 1,6 Gy, 1,8 Gy, 2 Gy, 2,12 Gy dan 2,2 Gy selama 6 minggu. Hasil penelitian menunjukkan validasi dengan tingkat ketelitian tinggi menggunakan analisis Root Mean Square Error (RMSE) dan Mean Absolute Percentage Error (MAPE). RMSE dan MAPE yang terbaik pada pasien 17 dengan nilai RMSE sebesar 0,0348 dan MAPE 0,129%. Hasil R2 menunjukkan seluruh pasien mendekati 1. Akurasi seluruh pasien menempati kriteria yang cukup. Dosis yang terbaik dari seluruh pasien adalah 2 Gy dan 2,2 Gy. Sesuai dengan hasil variasi dosis, penurunan tercepat terjadi pada pasien 3 dengan volume awal 20,341 cm3. Durasi yang dibutuhkan pasien 3 untuk mencapai volume mendekati 0,9 cm3 adalah 48 hari. Model dari penelitian ini dapat digunakan untuk referensi klinis dalam perencanaan pengobatan radioterapi tumor nasofaring.

ENGLISH:

Cancer is a disease that causes death in the world. Based on temporary data on cancer diagnosis for 2008-2014 based on dr. Sardjito with the top 10 diagnoses of nasopharyngeal cancer ranks fourth with 745 cases. The complexity of the metabolic process of tumor cells has not yet been able to reveal the mechanism of change in detail. To optimize cancer treatment with radiotherapy, research with mathematical modeling is needed. In this study, the modeling used was Gompertz tumor growth and Linear Quadratic (LQ) radiotherapy model. Modeling using the Rungge-Kutta Order 4 method as a method used for solving differential equations. The model was applied to 17 clinical data of nasopharyngeal cancer patients with dosage variations of 1.6 Gy, 1.8 Gy, 2 Gy, 2.12 Gy and 2.2 Gy for 6 weeks. The results showed the validation with a high level of accuracy using the analysis of Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE). RMSE and MAPE were the best in patient 17 with an RMSE value of 0.0348 and a MAPE of 0.129%. The R2 results showed that all patients were close to 1. Accuracy of all patients was a sufficient criterion. The best doses of all patients were 2 Gy and 2.2 Gy. In accordance with the results of the dose variation, the fastest reduction occurred in patient 3 with an initial volume of 20.341 cm3. The duration it took patient 3 to reach a volume approaching 0.9 cm3 was 48 days. The model from this study can be used as clinical reference in planning radiotherapy treatment of nasopharyngeal tumors.

ARABIC:

الأورام الخبيثة (الخبيثة) سرطانية. السرطان مرض يسبب الموت في العالم. في عام 2018 ، كان هناك 18.1 مليون حالة سرطان جديدة وتوفي 9.6 مليون منهم بسبب السرطان على مستوى العالم. بناءً على البيانات المؤقتة حول تشخيص السرطان للفترة 2008-2014 بناءً على د. يحتل ساردجيتو أعلى 10 تشخيصات لسرطان البلعوم الأنفي المرتبة الرابعة بـ 745 حالة.إحدى طرق العلاج التي يمكن استخدامها لعلاج السرطان هي العلاج الإشعاعي. ما يقرب من 50٪ مطلوب للعلاج الإشعاعي سنويًا من.9 10 مليون شخص حول العالم. كانت جرعة التجزئة المستخدمة في العلاج الإشعاعي البلعومي Gy 1.6 -2.2 Gy. تعقيد عملية التمثيل الغذائي للخلايا السرطانية لم يتمكن من الكشف عن آلية التغيير بالتفصيل. دفع هذا الباحثين إلى استخدام النمذجة الرياضية للطب السريري بما في ذلك علاج السرطان. في هذه الدراسة ، كانت النمذجة المستخدمة هي نمو ورم Gompertz ونموذج العلاج الإشعاعي التربيعي الخطي (LQ). النمذجة باستخدام طريقة Rungge-Kutta Order 4 كطريقة مستخدمة لحل المعادلات التفاضلية. تم تطبيق النموذج على 17 من البيانات السريرية لمرضى سرطان البلعوم الأنفي. تشير نتائج هذه الدراسة إلى التحقق من الصحة بدرجة عالية من الدقة باستخدام تحليل الخطأ التربيعي لمتوسط الجذر (RMSE) ومتوسط النسبة المئوية للخطأ المطلق (MAPE). كان RMSE و MAPE الأفضل في المريض 17 بقيمة RMSE قدرها 0.0348 و MAPE بنسبة 0.129 ٪. دقة جميع المرضى تحتل معايير كافية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاختلافات في الجرعات من 1.6 Gy و 1.8 Gy و 2 Gy و 2.12 Gy و .22 Gy تؤثر بشكل كبير على انكماش حجم الورم أفضل جرعات لجميع المرضى كانت 2 جراي و 2.2 جراي. وفقًا لنتائج اختلاف الجرعة ، حدث أسرع انخفاض في المريض 3 بحجم أولي قدره 20.341 سم 3. كانت المدة التي استغرقها المريض 3 للوصول إلى حجم يقترب من 0.9 cm3 هي 48 يومًا. يمكن استخدام النموذج من هذه الدراسة كمرجع سريري في تخطيط العلاج الإشعاعي لأورام البلعوم الأنفي.