تعیین دوز بهینه دارو برای کنترل جعیت سلول های سرطانی با لحاظ اثرات زیان بار دارو در بیمار مبتلا به ملانوما با استفاده از روش مسیرهای شایستگی

هدف اصلی در این مقاله، تعیین میزان بهینه دوز دارو برای کاهش جمعیت سلول های سرطانی در بیماران مبتلا به سرطان ملانوما می باشد. برای این کار از روش مسیرهای شایستگی که یکی از روش های حل مسئله یادگیری تقویتی می باشد، استفاده شده است. این روش مزایای دو روش مرسوم یادگیری تقویتی شامل یادگیری تفاوت گذرا و مونت کارلو را دارا می باشد. از دیگر مزایای این روش می توان به بی نیاز بودن آن به مدل ریاضی اشاره کرد ولی چون امکان پیاده سازی بر روی سیستم واقعی امکان پذیر نبوده است، برای بررسی عملکرد کنترلر پیشنهادی از مدل ریاضی غیرخطی تاخیردار جهت شبیه سازی رفتار محیط استفاده گردیده است. با توجه به بررسی هایی که تاکنون انجام شده است،لازم به ذکر می باشد که بر روی این مدل ریاضی هیچ نوع روش کنترلی پیاده سازی نشده است و این اولین باری می باشد که کنترل جمعیت سلول های سرطانی برای این مدل انجام گرفته است. در کنترل بهینه دوز دارو، میزان دارو می بایست به گونه ای باشد تا از اثرات زیان بار دارو بر روی سلول های سالم تا حد امکان جلوگیری شود. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی، مشاهده می شود که روش انتخابی توانسته است با تزریق زیر بهینه میزان دوز دارو، جمعیت سلول های سرطانی را کنترل کرده، کاهش داده و به صفر برساند که این امر، در کنار افزایش سلول های ایمنی بدن رخ داده است. در انتها برای نشان دادن مزیت روش انتخابی در افزایش سرعت برای کاهش سلول های سرطانی، این روش با روش الگوریتم یادگیری Q که یکی دیگر از روش های حل مسئله یادگیری تقویتی می باشد و روش کنترل بهینه مقایسه شده است. با اعمال عیب به سنسور سیستم نیز، عملکرد کنترلر پیشنهادی برای کاهش سلول های سرطانی در حضور عیب مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی یکی از مزایای روش یادگیری تقویتی که تطبیق پذیری آن با محیط می باشد، با لحاظ عدم قطعیت در پارامترهای سیستم و شرایط اولیه، کنترل جمعیت سلول های سرطانی در پنج بیمار مبتلا به سرطان ملانوما انجام شده است. همچنین سرعت همگرایی هر دو روش مسیرهای شایستگی و الگوریتم یادگیری Q در کاهش سلول های سرطانی به ازای نرخ های آموزش مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

اثرات زیان بار دارو ، الگوریتم یادگیری Q ، کنترل جمعیت سلول های سرطانی ، ملانوما ، یادگیری تقویتی ، مسیرهای شایستگی ، کنترل بهینه