ФРАКТАЛНИ МОДЕЛИ В БИОЛОГИЯТА

Автори

  • Stefani Nikolova
  • Penka V Georgieva

Ключови думи :

фрактал, фрактално моделиране, модел на бял дроб, 3D моделиране, бифуркационен дизайн

Абстракт

Заедно с напредъка в моделирането на биологически структури и симулацията на тяхното развитие се развива визуализацията на стимулационните резултати, което води до по-доброто разбиране на морфогенезата и поставя началото на нови процедурни техники за реалистичен синтез на изображението. Прилагането на фракталните закономерности е изключително полезно както при измерването на дименсионните свойства и пространствените параметри на неправилните биологични структури, така и за разбирането на структурната/морфологична организация на живите тъкани и органи.  

В тази статия е предложен фрактален модел на човешки бял дроб и е представен алгоритъм за алгоритъм за 3D визуализацията на този модел. 

Сваляния

Данните за свалянията все още не са налични.

Литература (библиография)

[1] Losa A., “Fractals and their contribution to biology and medicine,” Medicographia, 34
(3), 2012.
[2] Losa G., Т. Nonnenmacher, “Self-similarity and fractal irregularity in pathologic tissues,” Mod Pathol, vol. 9, pp. 174-182, 1996.
[3] Nonnenmacher T., G. Baumann, A. Barth, G. Losa, "Digital image analysis of selfsimilar cell profiles," Int J Biomed Comput., vol. 37, pp. 131-138, 1994.
[4] Mandelbrot B., “How long is the coast of Britain? Statistical self-similarity and fractional dimension,” Sience, vol. 155, pp. 636-640, 1967.
[5] Weibel E., "Design of Biological Organisms and Fractal Geometry," in Fractals in Biology and Medicine, vol. 1, Basel, Switzerland, Birkhäuser Press, 1994, pp. 68-85.
[6] When B., W. Jacob, Van de Wouwer, et al., “Fractal dimension, form and shape factors for the quantification of nuclear signature profiles” Fractals in Biology and Medicin., 3, pp. 47-54, 2002.
[7] Muniandy S., J. Stanlas, "Modelling of chromatin morphologies in breast cancer cells undergoing apoptosis using generalized Cauchy Field" Comput Med Imaging Graph, 32, pp. 631-637, 2008.
[8] Einstein A., H. Wu, M. Sanchez, “Fractal characterization of chromatin appearance for diagnosis in breast cytology,” J Pathol, no. 185, pp. 366-381, 1998.
[9] Nielsen B., F. Albregtsen, H. Danielsen, "Fractal signature vectors and lacunarity class distance matrices to extract new adaptive texture features from cell nuclei," Fractals in Biology and Medicine, vol. 3, pp. 55-65, 2002.
[10] Halvin S., S. Buldyrev, A. Goldberger, etc., "Fractals in Biology and Medicine," Chaos, Folutions & Fractals, vol. 6, pp. 171-201, 1995.
[11] West B., Fractal Physiology and Chaos in Medicine, Singapore: World Scientific, 1990.
[12] Turing A., "The chemical basis of morphogenesis," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 237, p. 37–72, 1952.
[13] d’Arcy T., On Growth and Form, Cambridge: University Press, 1952. [14] Meinhardt H., The Algorithmic Beauty of Sea Shells, Springer, 2009.
[15] Meinhardt H., M. Klinger, "A model for pattern formation on the shells of molluscs," Journal of Theoretical Biology, vol. 126, p. 63–89, 1987.
[16] Kaandorp J., Modeling growth forms of biological objects using fractals, University of Amsterdam, 1992.
[17] Toffoli T., N. Margolus, Cellular Automata Machines: A new environment for modeling, Cambridge: MIT Press, 1987.
[18] Young A., "A local activator-inhibitor model of vertebrate skin patterns," Math. Biosciences, vol. 72, pp. 51-58, 1984.
[19] Greene N., "Detailing tree skeletons with voxel automata," SIGGRAPH’91, 1991.
[20] Gottlieb Е., "The VT model: A deterministic model of angiogenesis," IEEE Transactions on Biomoedical Engineering, 1993.
[21] Lindenmayer А., "Mathematical models for cellular interaction in development," Journal of Theoretical Biology, vol. 18, p. 280–315, 1968.
[22] Rozenberg G., A. Lindenmayer, "Parallel generation of maps: Developmental systems for cell layers," Graph grammars and their application to computer science, Springer, 1979, p. 301–316.
[23] Fleischer K., A. Barr, "A simulation testbed for the study of multicellular development: Multiple mechanisms of morphogenesis," in Artificial Life III, Redwood City, AddisonWesley, 1993.
[24] Mandelbrot B., The Fractal Geometry of Nature, W. H. Freeman and Company, 1982.
[25] Rohler R., "Die Abbildungseigenschaften der Augenmedien," Vision Res., vol. 2, pp. 391429, 1962.
[26] Weerakkody Y., K. Greenway et al., "Hounsfield unit," Radiopedia, [Online]. Available:
https://radiopaedia.org/articles/hounsfield-unit.

Публикуван

2018-05-18

Брой

Раздел (Секция)

Компютърни науки и комуникации - рецензирани публикации. ISSN: 1314-7846

Как да цитирате

ФРАКТАЛНИ МОДЕЛИ В БИОЛОГИЯТА. (2018). КОМПЮТЪРНИ НАУКИ И КОМУНИКАЦИИ, 6(1), 56-68. https://csc.bfu.bg/index.php/CSC/article/view/39