سیستم های کامپیوتری در بیولوژی و پزشکی کنترل قدرتمند و سازگار شیمی درمانی سرطان با وجود ابهامات پارامتری: مقایسه میان سه فرضیه

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

سیستم های کامپیوتری در بیولوژی و پزشکی کنترل قدرتمند و سازگار شیمی درمانی سرطان با وجود ابهامات پارامتری: مقایسه میان سه فرضیه

عنوان لاتین

Adaptive robust control of cancer chemotherapy in the presence of parametric uncertainties: A comparison between three hypotheses

در این مقاله، یک استراتژی کنترل سازگار قدرتمندی در رابطه با دستکاری مصرف دارو و به دنبال آن میزان حجم تومور در روند شیمی درمانی سرطان توسعه می یابد. سه مدل غیرخطی ریاضیاتی کشندگی سلول شامل فرضیه ی کشندگی لگاریتمی، فرضیه ی نورتن- سیمون و فرضیه ی maxE بوده که با وجود ابهاماتی در نظر گرفته می شوند. قاعده ی پایداری لیاپونو برای بررسی میزان کلی پایداری و ایجاد همگرایی در روند پاسخ مورد استفاده قرار می گیرد. برای اولین بار، عملکرد فرایند مبهم و نامشخص مورد بررسی قرار گرفته و با سه مدل غیرخطی موجود مقایسه می گردد. علاوه براین، تأثیرات مربوط به دوره ی درمان، اهمیت اولیه ی حجم تومور (ظرفیت حمل) و میزان ابهام موجود در رفتار دینامیکی سیستم، مورد مطالعه قرار می گیرد. در قالب یک ارزیابی جامع، نتایج ارائه گردیده و با سه مدل مربوط به کشتن سلول مقایسه می گردد. براساس نتایج حاصل، در رابطه با محدوده ی گسترده ای ابهامات موجود در مدل، کنترل کننده ی سازگار، عملکرد قدرتمند آن را تضمین می کند. با این حال، در رابطه با یک دوره ی درمان مشخص، همزمان با افزایش میزان ابهامات و شکیات، تغییرات بیشتری در مصرف دارو مورد نیاز می باشد.علاوه براین، در مورد هر دو مدل اسمی و نامشخص، همزمان با افزایش دوره ی درمان، مصرف داروی کمتری مورد نیاز می باشد.

In this paper, an adaptive robust control strategy is developed for the manipulation of drug usage and consequently the tumor volume in cancer chemotherapy. Three nonlinear mathematical cell-kill models including log-kill hypothesis, Norton–Simon hypothesis and hypothesis are considered in the presence of uncertainties. The Lyapunov stability theorem is used to investigate the global stability and tracking convergence of the process response. For the first time, performance of the uncertain process is investigated and compared for three nonlinear models. In addition, the effects of treatment period, initial value of tumor volume (carrying capacity) and the uncertainty amount on dynamic system behaviour are studied. Through a comprehensive evaluation, results are presented and compared for three cell-kill models. According to the results, for a wide range of model uncertainties, the adaptive controller guarantees the robust performance. However, for a given treatment period, more variation in drug usage is required as the amount of model uncertainty increases. Moreover, for both the nominal and uncertain models, less drug usage is required as the treatment period increases.