بهینه‌سازی چندهدفه درمان سرطان با استفاده از الگوریتم‌ nswoa

مدل سازی ریاضی سیستم های بیولوژیکی یکی از مطلوب ترین روش ها برای مطالعه این پدیده های زیستی می باشد. توسعه ی مدل های ریاضی برای شبیه سازی، کنترل و پیش بینی پدیده ها همواره اهمیت داشته است. از جمله مزایای استفاده از مدل های ریاضی، کاربرد آن ها در بهینه سازی می باشد. مساله درمان سرطان به عنوان یک مساله کنترل بهینه با هدف کاهش غلظت سلول های سرطانی در بازه زمانی درمان می باشد. در حل این مساله موضوع مهمی که در مطالعات قبلی در نظر گرفته نمی شد، غلظت داروی مصرفی بود، که به طور قابل توجهی بر سلامت بالینی بیماران تاثیر می گذاشت. با توجه به این موضوع، مطالعه حاضر با هدف به دست آوردن یک پروتکل بهینه تجویز دارو با حداقل رساندن غلظت سلول های سرطانی و حداقل رساندن غلظت دارو انجام گرفت. حل این مساله چندهدفه برای اولین بار با الگوریتم بهینه سازیnswoa  انجام شده و نتایج با الگوریتم nsga-ii مقایسه شدند. منحنی جبهه پارتو به دست آمده از هر دو الگوریتم، مجموعه ای از بهینه ترین راه حل ها را ارائه می دهد که با توجه به معیارهای انتخابی درمان، یکی از این نقاط به عنوان پروتکل تجویز دارو انتخاب می شود. مقایسه ی نتایج نشان می دهد الگوریتم nswoa توانمندی بسیار خوبی در حل این مساله بهینه سازی دارد.

multi-objective optimization of cancer treatment using nswoa algorithm

mathematical modeling of biological systems is one of the most desirable methods for studying the behavior of these biological phenomena. the development of mathematical models has always been important for simulating, controlling, and predicting phenomena. one of the advantages of mathematical models is their application in optimization. solving cancer therapy as an optimal control problem aims to reduce the concentration of cancer cells in the treatment period. in this solution, an important aspect that was not considered in previous studies was the optimum drug concentration that significantly affected patients' clinical health. due to this, the present study was carried out to obtain an optimal drug-prescribing protocol to minimize the concentration of cancer cells and the drug concentration. this multi-objective problem has been solved, for the first time, using the nswoa algorithm, and the results were compared with the nsga-ii algorithm. pareto front curve obtained from both algorithms offers a set of the most optimal solutions. according to the criteria of treatment choice, one of these points is chosen as the drug administration protocol.