Model Predictive Control of Melanoma Treatment Enhanced by Particle Swarm Optimization

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 2

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_COAM-11-1_013

تاریخ نمایه سازی: 29 دی 1404

چکیده مقاله:

This study analyzes the growth dynamics of melanoma tumor cells and develops a model predictive controller (MPC) using four well-known optimizers to suppress tumor growth, proposing an MPC framework that integrates multiple metaheuristic algorithms for regulating tumor size. All modelling, control design, and simulations are performed in MATLAB, and results indicate that a PSO-based MPC offers satisfactory response and rapid convergence, achieving effective tracking and disturbance rejection. The study assumes precise drug dosing is feasible and demonstrates substantial tumor-size reduction through the integration of MPC with metaheuristic optimization. Simulation findings reveal that the PSO-based MPC achieves notable improvement in tumor reduction and overall control performance, outperforming other metaheuristic approaches, as evidenced by comparative error metrics: ITAE ≈ ۱.۹۳۷۷ × ۱۰^۳, IAE ≈ ۲۴۴.۴۵, MSE ≈ ۴.۶۸۶۳ × ۱۰^۳.

نویسندگان

Masrour Dowlatabadi

Department of electrical engineering‎, ‎Science and Research Branch‎, ‎Islamic Azad University‎, ‎Tehran‎, ‎Iran.

Maryam Nikbakht

Department of Mathematics‎, ‎Payame Noor University‎, ‎‎Iran‎.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Bachmann, F., Koch, G., Pfister, M., Szinnai, G., Schropp, J. ...
  • Bajzer, Z. Marušić, M., Vuk-Pavlović, S. (۱۹۹۶). “Conceptual frameworks for ...
  • Batmani, Y., Khaloozadeh, H. (۲۰۱۳). “Optimal drug regimens in cancer ...
  • Bernard, A., Kimko, H., Mital, D., Poggesi, I. (۲۰۱۲). “Mathematical ...
  • Camacho, E.F., Alba, C.B. (۲۰۱۳). “Model predictive control”, Springer Science ...
  • Chen, T., Kirkby, N.F., Jena, R. (۲۰۱۲). “Optimal dosing of ...
  • Chhetri, B., Bhagat, V.M., Vamsi, D.K., Ananth, V.S., Prakash, B., ...
  • Claret, L., et al. (۲۰۰۹). “Model-based prediction of phase III ...
  • Colton Connor, C., Quinton, L., Sweazy, A., McMasters, K., Hao, ...
  • Florian Jr, J.A., Eiseman, J.L., Parker, R.S. (۲۰۰۸). “Nonlinear model ...
  • Frances, N., Claret, L., Bruno, R., Iliadis, A. (۲۰۱۱). “Tumor ...
  • Hadjiandreou, M.M., Mitsis, G.D. (۲۰۱۴). “Mathematical modeling of tumor growth, ...
  • Hahnfeldt, P., Panigrahy, D., Folkman, J., Hlatky, L. (۱۹۹۹). “Tumor ...
  • Housman, G., Byler, Sh., Heerboth, S., Lapinska, K., Longacre, M., ...
  • Javadi, A., Keighobadi, F., Nekoukar, V., Ebrahimi, M. (۲۰۱۹). “Finite-set ...
  • Khaloozadeh, H., Yazdanbakhsh, P., Homaei-Shandiz, F. (۲۰۰۸). “The optimal dose ...
  • Kovács, L., Szeles, A., Sápi, J., A Drexler, D., Rudas, ...
  • Laird, A.K. (۱۹۶۴). “Dynamics of tumour growth”, British Journal of ...
  • Luos, W., Tan, X., Shen, J. (۲۰۲۳). “Optimal treatment strategy ...
  • McCulloch, A.D., Huber, G. (۲۰۰۲). “Integrative biological modelling in silico”, ...
  • Michor, F., Beal, K. (۲۰۱۵). “Improving cancer treatment via mathematical ...
  • Moradi, H., Sharifi, M., Vossoughi, G. (۲۰۱۵). “Adaptive robust control ...
  • Nazari Monfared, M., Ahmad Fakharian, A., Menhaj, M.B., Abbasi, R. ...
  • Pasqua, O.E.D. (۲۰۱۱). “PKPD and disease modeling: Concepts and applications ...
  • Ribba, B., et al. (۲۰۱۴). “A review of mixed effects ...
  • Richalet, J., Rault, A., Testud, J., Papon, J. (۱۹۷۸). “Model ...
  • Roky, A.H., Murshedul Islam, M., Fuad Ahasan, M., Saqline Mostaq, ...
  • Sbeity, H, Younes, R. (۲۰۱۵). “Review of optimization methods for ...
  • Scagliotti, A., Scagliotti, F., Deborah Locati, L., Sottotetti, F. (۲۰۲۵). ...
  • Takebe, N., Harris, P.J., Warren, R.Q., Ivy, S.P. (۲۰۱۱). “Targeting ...
  • Tan, K.C., Khor, E.F., Cai, J., Heng, C., Lee, T.H. ...
  • Unal, C., Salamci, M.U. (۲۰۱۷). “Drug administration in cancer treatment ...
  • Wang, Y., et al. (۲۰۰۹). “Elucidation of relationship between tumor ...
  • Waseh, S.B., Lee, J. (۲۰۲۳). “Advances in melanoma: Epidemiology, diagnosis, ...
  • Weidner, N. et al. (۱۹۹۲). “Tumor angiogenesis: A new significant ...
  • Weng, G., Bhalla, U.S., Iyengar, R. (۱۹۹۹). “Complexity in biological ...
  • Westman, J.J., Fabijonas, B.R., Kern, D.L., Hanson, F.B. (۲۰۰۲). “ ...
  • Xiao, Y.G., Wang, W., Gong, D., Mao, Z.F. (۲۰۱۸). “Effects ...
  • Yin, Q., Shi, X., Lan, S., Jin, H., Wu, D., ...
  • نمایش کامل مراجع