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2012 年度 実績報告書

局所・非局所生命現象を記述する偏微分方程式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22540208
研究機関藤田保健衛生大学

研究代表者

久保 明達  藤田保健衛生大学, 医療科学部, 教授 (60170023)

研究分担者 梅沢 栄三  藤田保健衛生大学, 医療科学部, 准教授 (50318359)
星野 弘喜  藤田保健衛生大学, 医療科学部, 准教授 (80238740)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード腫瘍侵潤現象 / 数理生物モデル / ロジスティック / 非局所腫瘍侵潤 / 進行波 / 反応拡散方程式 / 解の漸近挙動 / 評価式
研究概要

3年間の成果を総括する。腫瘍侵潤現象を、細胞内、細胞、組織の各レベルで考え、腫瘍細胞の増殖を記述する項(ロジスティック項)が、組織、非局所レベルにまで同様に現れるが、これまで一般的な評価式による数学的アプローチが知られていないため、まずこの項に関して我々の数学的扱いができるようにした。そのために,研究代表者らはロジスティック方程式とその解を用いて増殖項付き組織レベル腫瘍浸潤モデルの評価式を導き、モデルの解の存在、漸近挙動(ロジスティック方程式の解へ時間にそって収束)ことを証明した。
腫瘍侵潤に関する従来の局所モデルと非局所モデルの数学的関連性について、数学的構造の議論を行った。M.Chaplain達によれば非局所項は、本来の定義域と関数を適当な拡張を行うことで定義されるが、数学的または医学的必然性は特別見つけられない。ところがその後の彼らの研究に従うと、非局所モデルの主方程式を全空間で考えることで、局所・非局所項の関連性が特異積分作用素の議論上で説明されることから、まずはこれによる非局所項の特徴付けを行い、それに整合する様な有界領域から全領域への適切な拡張を見つけるのが有効であるという方向性が新たに得られた。
進行波解と実際の腫瘍の侵潤との関連性について、M.Badualらの複数の論文結果を検討し、臨床的に重要になる腫瘍到達範囲と進行波の到達域の関連性が、数学的には議論の余地があり、それについてWHOグレードIIのグライオ-マについて新たな知見を得た。
非局所腫瘍浸潤モデルの数値シミュレーションをテイラー展開を用いて行った。昨年9月に近藤滋氏を招きは数理生物モデルにおける反応拡散方程式について講演会を行い、平成25年2月に数理講演会を開催し、接触抑制モデル、最大値原理の有限要素近似、心肥大関連タンパク質、生物の侵入モデルなどについてのトピックスの講演がなされた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 拡散 MRI に対する灌流の影響についての再考2013

    • 著者名/発表者名
      梅沢栄三、岩井恵里香、田邉沙織
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: vol.33, No.1 ページ: 54-58

  • [雑誌論文] Nonlinear wave eqautions with strong dissipation arising in mathematical models2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kubo and H. Hoshino(A.Kubo)
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 8th Congress of the ISAAC

      巻: * ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear evolution eqautions associated with mathematical models2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kubo(A.Kubo)
    • 雑誌名

      Discrete and Continous Dynamical Systems

      巻: supplement ページ: 881-891

    • 査読あり
  • [学会発表] 増殖項を含むChaplain型モデルの解析について2013

    • 著者名/発表者名
      久保明達(久保明達)
    • 学会等名
      第20回応用解析研究会シンポジウム
    • 発表場所
      湯河原
    • 年月日
      20130304-20130306
  • [学会発表] Existence and non existence of solutions to initial boundary value problems for nonlinear evolution equations with strong dissipations2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kubo(A.Kubo)
    • 学会等名
      9th International Conference on AIMS
    • 発表場所
      Orland, Florida, USA
    • 年月日
      20120701-20120705
  • [学会発表] Mathematical analysis of tumour growth models2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kubo
    • 学会等名
      Mathways into Cancer
    • 発表場所
      Almagro, Spain
    • 年月日
      20120604-06
  • [学会発表] Perturbations of smooth traveling wave solutions to a mathematical model of malignant tumor invation

    • 著者名/発表者名
      星野弘喜(星野弘喜)
    • 学会等名
      Functional Analysis and Applications
    • 発表場所
      神戸
  • [学会発表] Non-Local Fields and Modified κ-Minkowski Spacetime

    • 著者名/発表者名
      豊田陽己、仲滋文、高梨宇宙、梅沢栄三(仲滋文)
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
  • [図書] 現象から微積分を学ぼう(第2刷)2013

    • 著者名/発表者名
      垣田高夫・久保明達・田沼一実(垣田高夫)
    • 総ページ数
      348
    • 出版者
      日本評論社

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公開日: 2014-07-24  

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