Model for in vivo progression of tumors based on co-evolving cell population and vasculature

With countless biological details emerging from cancer experiments, there is a growing need for minimal mathematical models which simultaneously advance our understanding of single tumors and metastasis, provide patient-personalized predictions, whilst avoiding excessive hard-to-measure input parameters which complicate simulation, analysis and interpretation. Here we present a model built around a co-evolving resource network and cell population, yielding good agreement with primary tumors in a murine mammary cell line EMT6-HER2 model in BALB/c mice and with clinical metastasis data. Seeding data about the tumor and its vasculature from in vivo images, our model predicts corridors of future tumor growth behavior and intervention response. A scaling relation enables the estimation of a tumor's most likely evolution and pinpoints specific target sites to control growth. Our findings suggest that the clinically separate phenomena of individual tumor growth and metastasis can be viewed as mathematical copies of each other differentiated only by network structure

Reconstrução de modelos CAD 3D baseada em imagem fotográfica digital

Mestrado em Engenharia MecânicaO processo de reconstrução de modelos computacionais tridimensionais (CAD3D) constitui uma importante área de investigação com variadas aplicações que incluem a engenharia inversa, assim como outras tecnologias assistidas por computador tais como: a engenharia assistida por computador, o fabrico assistido por computador e a prototipagem rápida. Tradicionalmente, as abordagens de reconstrução de geometrias 3D de peças técnicas são baseadas em informação bidimensional (2D) relativa a duas ou três projecções ortogonais (imagens ortográficas 2D). Adicionalmente, estas abordagens revelam pouca eficiência e flexibilidade em relação à reconstrução geométrica 3D de geometrias complexas. Refira-se igualmente que grande parte dos objectos usados em engenharia apresenta em regra geometrias complexas. Finalmente, as abordagens tradicionais estão limitadas à existência de desenhos 2D, o que pode inviabilizar a sua utilização em certas aplicações, nomeadamente onde esta informação ortográfica não exista. Este projecto de investigação pretende apresentar soluções para os referidos problemas. Tal passará pelo desenvolvimento de novas técnicas de reconstrução geométrica 3D que utilizem três, duas, ou apenas uma imagem bidimensional. Estas imagens em perspectiva serão obtidas através de uma câmara fotográfica digital de baixo custo, e por conseguinte, todos os dados digitais 2D necessários ao processo de reconstrução de um modelo CAD 3D serão sempre facilmente obtidos. ABSTRACT: The process of reconstruction of three-dimensional computer models CAD3D, is an important area of research with various applications that include reverse engineering, and other computer-assisted technologies such as: a computerassisted engineering, manufacture and computer-assisted rapid prototyping . Traditionally, approaches the reconstruction of 3D geometry of parts technical information are based on two-dimensional (2D) for two or three orthogonal projections (2D orthographic images). Additionally, these approaches show little efficiency and flexibility on the geometric 3D reconstruction of complex geometries. In addition, many of the objects used in engineering presents a rule complex geometries. Finally, traditional approaches are limited to the existence of 2D drawings, which can prevent its use in certain applications, particularly where there is spelling this information. This research project aims to provide solutions to those problems. This will require the development of new techniques for reconstruction using 3D geometric three, two, or only a two-dimensional image. These images in perspective will be obtained through a digital camera at low cost, and therefore, all 2D digital data necessary for the reconstruction of a 3D CAD model will always be easily obtained