کنترل فازی برای تزریق دارو در شیمی‌درمانی تومورهای سرطانی

روش های مختلفی برای کنترل تزریق داروی شیمی درمانی برای درمان تومورهای سرطانی مورد مطالعه قرار گرفته اند. هدف اصلی از کنترل ،کم کردن سریع سلول های سرطانی و در عین حال رساندن کمترین آسیب به بافت های سالم بدن است. همچنین در انتهای درمان، میزان غلظت داروهای باقیمانده در بدن بیمار تا حد امکان باید کم باشد. الگوریتم های کنترلی مختلفی بر مدل های دینامیک با درجات متنوع اعمال شده اند. در این مقاله یک مدل دینامیک به روز سرطان با پنج معادله دیفرانسیل با درنظرگرفتن سلول های سالم، دیواره رگ، سلول های سرطانی و میزان دو داروی شیمی درمانی و آنتی آنژیوژنیک باقیمانده در بدن به عنوان متغیرهای فضای حالت و نرخ تزریق دو دارو به عنوان سیگنال کنترلی در نظر گرفته شده است. بعد از بررسی مدل ریاضی سیستم، کنترل این بیماری به وسیله کنترلر فازی با تعریف قوانین به همراه فازی ساز و فازی زدا، یکی از سیگنال های کنترلی (نرخ داروی شیمی درمانی) کنترل شده است. بدین صورت که میزان تراکم سلول های سالم و سرطانی به عنوان ورودی کنترلر فازی و نرخ تزریق داروی شیمی درمانی، خروجی آن است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که در روزهای آخر درمان، سلول های سرطانی روندی نزولی دارد و سلول های سالم و دیواره رگ نیز به مقدار حالت بدون بیماری میل می کنند. جواب های حاصل از کنترلر فازی با حالت بدون کنترلر و همچنین با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است. نتایج مشخص می کند که سیستم محدوده های مجاز را رعایت کرده که بیانگر معتبربودن جواب حاصل از کنترلر فازی است.

Fuzzy Control for Drug Delivery in Cancerous Tumors Chemotherapy

Different strategies are studied to control chemotherapy delivery in cancerous tumors. The main aim of control is to reduce cancer cells immediately and, at the same time, it is the least harm to the healthy tissue of the body. Besides, at the end of treatment, the amount of drug remaining in the patient's body should be as low as possible. Various control algorithms are applied dynamic models with different orders. In this paper, a model for cancer with five ordinary differential equations by considering normal, endothelial and cancer cells, and the amount of two chemotherapy drugs and antiangiogenic residues in the body as state space variables and the rate of injection of as a control After discussing the mathematical model of the system, the system is controlled by defining the rules along with and by one of the control signals (rate of chemotherapy drug). This means that the rate of normal and cancerous counts as the input of the fuzzy controller and the amount of chemotherapy drug signal is the output. The simulation results show that in the last days of treatment, cancer cells have a downward trend, and normal and endothelial cells also tend to the healthy state. The solutions of the fuzzy controller are compared with the uncontrolled mode as well as the available experimental data. The results indicate that the system has met the permissible limits, which indicates the validity of the answer from the fuzzy controller.