Multi-programación de medicamentos para quimioterapia utilizando un controlador de modelo interno de orden fraccional
Autores: Pachauri, Nikhil; Suresh, Velamuri; Kantipudi, MVV Prasad; Alkanhel, Reem; Abdallah, Hanaa A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Multi-programación de medicamentos para quimioterapia utilizando un controlador de modelo interno de orden fraccional
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Quimioterapia
Células cancerosas
Quimioterapia multi-fármaco
Concentraciones de fármacos
Control IMC-FOPI
Sitio tumoral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
La quimioterapia es un método de tratamiento del cáncer ampliamente utilizado a nivel mundial. Sin embargo, las células cancerosas pueden desarrollar resistencia hacia la quimioterapia basada en un solo medicamento si se administra durante períodos prolongados, lo que resulta en el fracaso del tratamiento en muchos casos. Para abordar este problema, los oncólogos han avanzado hacia el uso de quimioterapia multi-droga (MDC). Este método considera diferentes concentraciones de medicamentos para el tratamiento del cáncer, pero elegir concentraciones incorrectas puede afectar adversamente el cuerpo del paciente. Por lo tanto, es crucial reconocer el equilibrio entre las concentraciones de medicamentos y sus efectos adversos. Para abordar este problema, se propone un programación de múltiples drogas de bucle cerrado basada en Control Proporcional Integral de Modelo Interno de Orden Fraccional (IMC-FOPI). El esquema propuesto combina los beneficios de PI fraccional y controladores de modelo interno. Además, los parámetros de IMC-FOPI se ajustan de manera óptima utilizando una optimización de Moth-flame basada en caminata aleatoria. El rendimiento del controlador propuesto se compara con los controladores PI y de Dos grados de libertad PI (2PI) para el control de concentración de drogas en el sitio del tumor. Los resultados revelan que el esquema de control propuesto mejora el tiempo de establecimiento en un 43% y 21% para , 54% y 48% para , y 48% y 40% para , respectivamente, en comparación con PI y 2PI. Por lo tanto, se puede concluir que el esquema de control propuesto es más eficiente en la programación de múltiples drogas que los controladores convencionales.
Descripción
La quimioterapia es un método de tratamiento del cáncer ampliamente utilizado a nivel mundial. Sin embargo, las células cancerosas pueden desarrollar resistencia hacia la quimioterapia basada en un solo medicamento si se administra durante períodos prolongados, lo que resulta en el fracaso del tratamiento en muchos casos. Para abordar este problema, los oncólogos han avanzado hacia el uso de quimioterapia multi-droga (MDC). Este método considera diferentes concentraciones de medicamentos para el tratamiento del cáncer, pero elegir concentraciones incorrectas puede afectar adversamente el cuerpo del paciente. Por lo tanto, es crucial reconocer el equilibrio entre las concentraciones de medicamentos y sus efectos adversos. Para abordar este problema, se propone un programación de múltiples drogas de bucle cerrado basada en Control Proporcional Integral de Modelo Interno de Orden Fraccional (IMC-FOPI). El esquema propuesto combina los beneficios de PI fraccional y controladores de modelo interno. Además, los parámetros de IMC-FOPI se ajustan de manera óptima utilizando una optimización de Moth-flame basada en caminata aleatoria. El rendimiento del controlador propuesto se compara con los controladores PI y de Dos grados de libertad PI (2PI) para el control de concentración de drogas en el sitio del tumor. Los resultados revelan que el esquema de control propuesto mejora el tiempo de establecimiento en un 43% y 21% para , 54% y 48% para , y 48% y 40% para , respectivamente, en comparación con PI y 2PI. Por lo tanto, se puede concluir que el esquema de control propuesto es más eficiente en la programación de múltiples drogas que los controladores convencionales.