تنظیم بهینه کنترل کننده فازی با الگوریتم گرگ خاکستری برای سیستم های تحویل داروی حلقه بسته

حفظ غلظت دارو در محدوده درمانی ایمن و موثر، مستلزم بهره گیری از سیستم های کنترلی است که بتوانند با غیرخطی بودن و عدم قطعیت های مدل های فارماکوکینتیکی مقابله کنند. کنترل کننده های فازی به دلیل توانایی در مدیریت این عدم قطعیت ها گزینه ای مناسب برای سیستم های تحویل داروی حلقه بسته به شمار می روند، اما تنظیم دستی پارامترهای آن ها، از جمله توابع عضویت و ضرایب مقیاس، معمولا فرآیندی زمان بر و غیربهینه است. در این پژوهش، یک کنترل کننده فازی برای سیستم تحویل داروی حلقه بسته با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) بهینه سازی شده است. مدل سیستم بر پایه مدل فارماکوکینتیک تک مخزنی با حذف مرتبه اول توسعه یافته و به منظور ارزیابی عملکرد کنترل کننده، یک تابع هدف چندمعیاره شامل خطای رهگیری، درصد زمان حضور در محدوده درمانی (TIR)، میزان کل داروی مصرفی و اضافه جهش تعریف شده است. نتایج شبیه سازی در یک دوره ۲۴ ساعته نشان می دهد کنترل کننده فازی بهینه شده با GWO قادر است غلظت دارو را با دقت بیشتری در محدوده درمانی حفظ کرده و مقدار TIR را به ۷۹/۵۱ درصد برساند. همچنین، مقایسه عملکرد الگوریتم بهینه سازی نشان می دهد GWO با همگرایی سریع و دستیابی به تنظیمات مناسب برای پارامترهای کنترل کننده فازی، گزینه ای کارآمد برای این مسئله بهینه سازی محسوب می شود. یافته های این پژوهش بیانگر آن است که استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری می تواند دقت و کارایی کنترل کننده های فازی را در سامانه های هوشمند تحویل دارو بهبود بخشد.

کلیدواژه ها:

کنترل فازی ، الگوریتم گرگ خاکستری ، سیستم تحویل دارو ، بهینه سازی فراابتکاری ، تنظیم دوز دارو.