کنترل بهینه داروهای شیمی درمانی توسط منطق فازی و الگوریتم بهینه سازی ژنتیک

سرطان به عنوان یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در دنیا تحت تاثیر عوامل مختلف زیستی، ایمنی، شناختی، ژنتیکی و محیطی ایجاد شده و با علائم و شکایت های جسمی متعدد همراه است. رشد لجام گسیخته سلول های سرطانی در محل اولیه با مکانیسم تخریب، تهاجم و اشغال فضای موجود سبب بروز علائم شده و می تواند با پیشرفت از طریق خون و دستگاه لنفاوی نیز باعث درگیری سایر ارکان ها و بروز علائم خاص شود. این بیماری به طور عمده از طریق دو عامل مرتبط با شیوه زندگی از طریق استنشاق، خوردن و اشامیدن ترکیبات سرطان زا و عوامل محیطی در اصر تماس و مواجهه در محل کار و محیط اطراف ایجاد می شود. شیوه زندگی و عادات فردی مانند استعمال دخانیات، در معرض نور خورشید قرار گرفتن به مدت طولانی، تغذیه نامناسب و عدم تحرک تاثیرات بیشتری نسبت به عوامل ژنتیکی و ارثی در ایجاد سرطان دارند. یکی از راه های درمانی پر کاربرد سرطان استفاده از سیستم دارو درمانی، تحت عنوان شیمی درمانی می باشد. مسئله زمانبندی و تزریق دوز داروی شیمیاییی به بدن بیمار به نحوی که بتواند بیش ترین سلول های سرطانی را از بین برده و کمترین آسیب به سلول های سالم برساند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین در این مقاله یک برنامه و مدل کنترلی با استفاده از منطق فازی و الگوریتم بهینه سازی ژنتیک برای شیمی درمانی بیماران سرطانی طراحی گردیده که بتواند تحت شرایط مختلف بیمار، عملکرد مناسب و قابل قبولی داشته باشد. ابتدا مدل رشد تومور سرطانی همراه با میزان سمیت توسط معادلات ریاضی شبیه سازی شده و سپس به دلیل غیرخطی بودن، یک مدل فازی طراحی شده و کنترل کننده فازی به صورت خودکار زمانبندی و دوز داروی شیمی درمانی را کنترل می نماید. در ادامه پارامترهای منطق فازی توسط الگوریتم بهینه سازی ژنتیک بهینه یابی شده تا بتواند دوز دارویی و برنامه زمانبندی تزریق داروی شیمی درمانی را به نحوی تنظیم نماید که علاوه بر از بین رفتن بیش ترین تعداد سلول های سرطانی کمترین اثرگذاری میزان سمیت و خطرات دارو بر سلول های سالم را داشته باشد.

Keywords:

زمانبندی دوز دارو , شیمی درمانی , سرطان , منطق فازی , الگوریتم ژنتیک