مدل‌سازی بافت اپیتلیوم مری بر مبنای شبکه‌ای از نگاشت‌های کوپله با رویکرد تشخیص ضایعات پیش‌سرطانی

Abstract

سرطان مری هشتمین سرطان شایع و ششمین سرطان منجر به مرگ در جهان می‌باشد. 80% از سرطان‌های مری در سلول‌های سنگ‌فرشی رخ می‌دهند. در ایران، این نوع سرطان در استان گلستان شیوع بیش‌تری دارد. پیش از بروز این سرطان، ضایعاتی در بافت ا‌پیتلیوم مری به وجود می‌آید که پیش‌رفت و نفوذ این ضایعات به لایه‌های زیرین، منجر به بروز سرطان می‌شود. این بیماری در اکثر بیماران از یک مرحله‌ی پیش‌بالینیِ قابل تشخیص شروع می‌شود. این بیماری در صورت عدم مداخله‌ی درمانی مناسب، در اکثر موارد به سمت یک مرحله‌ی بالینی پیش‌رفت می‌کند. در مطالعات انجام شده پیرامون این نوع سرطان، مدلی برای پیش‌رفت این ضایعات (دیسپلازی) در سطح مزوسکوپیک ارائه نشده است. در این مقاله، مدلی بر پایه‌ی شبکه‌ای از نگاشت‌های لاجستیک کوپل شده برای مدل‌سازی عمل‌کرد بافت اپیتلیوم ارائه شده است. از تصاویر میکروسکوپیک مربوط به نمونه‌های بیوپسی بافت سالم و بافت با دیسپلازی خفیف، به عنوان دادگان این مطالعه استفاده شده است. طراحی ساختار و تنظیم پارامترهای این مدل بر مبنای فرضیاتی از ساختار و عمل‌کرد بافت اپیتلیوم، با وارد نمودن اطلاعاتی از هندسه‌ی فرکتالی این بافت انجام شده است. عمل‌کرد مدل، بر مبنای تغییرات نمای لیاپانوف در راستای ضخامت اپیتلیوم مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مدل، الگوی کاهشی این شاخص برای بافت سالم، از صحت و حساسیت مناسبی در تشخیص بافت سالم از بافت با دیسپلازی خفیف برخوردار است. نتایج این مدل‌سازی نشان می‌دهد که بین پیچیدگی ساختاری این سیستم زیستی و عدم قطعیت رفتار زمانی آن، می‌تواند ارتباط مستقیمی وجود داشته باشد.