Introduktion Eksempel: kemoterapi Det praktiske. Modellering og Programmering Vedrana Andersen, DTU Compute DTU Introdag 2015

Transkript

1 Modellering og Programmering Vedrana Andersen, DTU Compute DTU Introdag 2015

2 Modellering og programmering Hvem? Vedrana Andersen Dahl, underviser Sofie Rahbek, hjælpelærer Sophie Nielsen, hjælpelærer Hvad? (top 2 læringsmål) At beskrive problemstillinger inden for naturvidenskab ved hjælp af matematik. (Matematisk modellering) At anvende computere til at løse og visualisere matematiske problemer indenfor naturvidenskaben. (Programmering i Matlab) Hvorfor? Matematik biologi, medicin, sundhed... Programmering simulering, databehandling, it-systemer...

3 Introduktion Hvordan? Eksempel: kemoterapi Det praktiske

4 Kemoterapi, problem Kemoterapi: Lægemidler som bremser udvikling af kræftcellerne, men påvirker også kroppens normale celler. Optimal administration? Matematisk model: administration af lægemidler, farmakokinetik (absorption, distribution, metabolisme og elimination) af lægemidler, farmakodynamik (lægemidlers virkemåde, hvordan den påvirker kraftcellerne og normale celler).

5 Kemoterapi, matematisk model u(t) administration af lægemidler c(t) plasma koncentration af lægemidler n(t) antallet af tumorceller w(t) antallet af hvide blodlegemer dc dt dn dt dw dt = k ac + u V, c(0) = 0 = λn k[c C MIN ]n, n(0) = n 0 = r c vw µwc, w(0) = w 0 Kilde: Optimizing Drug Regiments in Cancer Chemotherapy by an Efficacy Toxicity Mathematical Model. Athanassios Iliadis and Dominique Barbolosi, Computers and Biomedical Research 33, (2000)

6 Kemoterapi, program function [dc,dn,dw] = chemotherapy_model(c,n,w,u) % pharmacokinetics: V = 25; % liters, volume ka = 1.6; % day^ 1, elimination constant % pharmacodynamic efficacy: lambda = ^ 3; % day^ 1, growth parameter Cmin = 0.1; % mg liter^ 1, active drug concentration k = 30 10^ 3; % mg^ 1 liter day^ 1, rate of cell killing % pharmacodynamic toxicity: mu = 80 10^ 3; % mg^ 1 liter day^ 1 v = 0.15; % day^ 1 rc = ^9; % liter^ 1 day % model: dc = ka c + u/v; dn = lambda n k (c Cmin) n; dw = rc v w mu w c;

7 Kemoterapi, administrationsprotokoller mg over 1 dag 2. 2 timers 100 mg for 5 dage 3. 1 timers 150 mg på dage 1, 3, mg hver dag for 3 dage

8 Kemoterapi, simulering

9 Det praktiske Kursusbeskrivelse: Tirsdag (10-17), fredag (10-15) Forelæsninger, gruppearbejde, øvelser, selvstudie 15 ECTS (24 timer/uge) Informationer og kontakt: Kursusbasen, CampusNet, Første forelæsning: Tirsdag, d , kl. 10:15 Uni-parken lokale ( A) Medbring: lærebøg, computer + Matlab Læs: A1 - A3 (mere info på CampusNet)

10 Matlab og R R Frit tilgængelig og kan hentes fra Hent en precompiled distribution for enten Windows, Mac eller Linux. Matlab Ikke frit tilgængelig, men både KU og DTU studerende har adgang via enten KU softwarebiblioteket eller DTU software downloads. På DTU software downloads kan i finde: activation key R2015a_TAH_Student_Act_key.txt vejledning Student_EndUsers_Guide.pdf, i korte træk, på engelsk: Create a MathWorks account registered to student.dtu.dk address. Choose Academinc use NOT Student use. Manage Licenses. Add TAH student license to your account. Use activation key for the newest release from DTU software downloads. Download Products. Download the release (4GB) and install using the Internet. Activate. Hjælp: matlab@cc.dtu.dk

11 Tak for nu Spørgsmål?