Judul: Kinematics Simulation of Glioma Tumor Growth using the Four-Five Order Runge Kutta Method
Abstrak: Glioblastoma atau dikenal sebagai tumor glioma merupakan tumor otak primer dan paling ganas yang sering ditemukan pada orang dewasa. Faktor utama tumor glioma tumbuh dikarenakan seseorang memiliki kadar gula darah (glukosa) serum yang rendah. Saat ini cara penanggulangannya adalah dengan pembedahan, radioterapi dan kemoterapi, tetapi hanya dapat memperpanjang hidup sesorang dalam beberapa minggu. Tujuan penelitian ini adalah memodelkan perilaku tumor glioma dalam bentuk model matematika, kemudian melakukan simulasi kinematika pertumbuhan glioma berdasarkan nilai beberapa parameter kadar glukosa dengan penyelesaian numerik metode Runge Kutta orde empat-lima. Model ini akan menggambarkan bahwa ketika tumor glioma ada, kadar serum glukosa turun dibawah tingkat orang sehat. Perilaku ini akan menggambarkan bahwa ketergantungan yang erat antara pertumbuhan tumor dan kadar glukosa yang tersedia di dalam darah pasien serta respon sistem kekebalan tubuh pasien. Hasil penelitian ini memiliki tiga kondisi awal pasien dan empat variabel sebagai acuan untuk menganalisis perilaku tumor glioma. Adapun tiga kondisi yaitu pasien penderita glioma tahap awal, tahap lanjut, dan tanpa glioma. Empat variabel lainnya adalah T untuk menyatakan konsentrasi sel glioma, σbrain untuk menyatakan konsentrasi glukosa di otak, I untuk menyatakan konsentrasi sel sistem kekebalan tubuh dan σserum untuk menyatakan konsentrasi kadar serum glukosa. Dengan acuan waktu selama 9 tahun dapat melihat pertumbuhan sel glioma pada pasien sehingga hasil yang digunakan dapat digunakan untuk mencari biomarker darah sebagai deteksi dini tumor glioma., Glioblastoma, also known as glioma tumor, is the primary and most malignant brain tumor that is often found in adults. The main factor for growing glioma tumors is that a person has low serum blood sugar (glucose) levels. Currently the way to overcome it is by surgery, radiotherapy and chemotherapy, but it can only prolong a person's life by a few weeks. The aim of this research is to model the behavior of the glioma tumor in the form of a mathematical model, then to simulate the kinematics of glioma growth based on the values of several parameters of glucose levels with numerical solutions of the Runge Kutta method of the four-five order. This model would illustrate that when a glioma tumor is present, the serum glucose level falls below that of a healthy person. This behavior will illustrate the close dependence of tumor growth and the level of glucose available in the patient's blood and the patient's immune system response. The results of this study had three patient baseline conditions and four variables as a reference for analyzing glioma tumor behavior. The three conditions, namely patients with glioma at the early stage, advanced stage, and without glioma. The other four variables are T to represent the concentration of glioma cells, σbrain to express the concentration of glucose in the brain, I to express the concentration of immune system cells and σserum to express the concentration of serum glucose levels. With a reference time of 9 years can see the growth of glioma cells in patients so that the results used can be used to look for blood biomarkers as an early detection of glioma tumors.
Keyword: glioma, glucose, immune cell activity, mathematic model