عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار دینامیکی تومور با استفاده از مدلهای ریاضی موجود و ارایه سناریوی ترکیبی بهینه جهت استفاده در سرطان
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - زیست پزشکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75404;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75404
- تاریخ دفاع
- ۳۰ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهسا قاسمی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- سرطان بیماری‌ای است که در نتیجه تکثیر و رشد غیر طبیعی بخشی از یک بافت بدن تا ایجاد یک توده یا تومور به وجود می‌آید. با توجه به شیوع روزافزون بیماری سرطان در دنیا و به خصوص در ایران،یافتن یک روش درمان قطعی و مناسب برای آن بسیار حائز اهمیت است. زیرا علت اصلی شکست در درمان سرطان، تجویز میزان نامناسب ورودی‌های هر یک از روش‌های درمان یا اعمال آنها در زمان نامناسب و یا انتخاب روش نادرست برای ترکیب دو یا چند روش درمان است. دستیابی به الگو‌های درمانی مناسب با روش‌های تجربی هزینه‌های جانی و مالی زیادی برای جامعه در پی دارد، لذا با مدلسازی دینامیک رشد تومور و نیز دینامیک عملکرد درمان‌های مختلف در بدن بیمار و شبیه‌سازی آن ها، پیشرفت چشمگیری در راستای یافتن سناریوی مناسب درمان تومور حاصل می‌گردد.در این پایان نامه، پس از مطالعه مراجع و بررسی مدلهای ارائه شده برای رشد و درمان تومورهای سرطانی، با در نظر داشتن معیار‌های صحت عملکرد، انعطاف پذیری مدل نسبت به ورودی‌های مختلف و برهم کنش دینامیک‌های رشد و درمان، مدلی مناسب انتخاب شده و مورد مطالعه و شبیه‌سازی قرار گرفته است. مدل در نظر گرفته شده دارای دو ورودی شیمی‌درمانی و ایمن درمانی و رفتار غیر خطی نسبت به آن هاست. در نتیجه از روش خطی‌سازی دقیق برای خطی‌سازی مدل استفاده شده است. پس از آن کنترل‌کننده خطی مناسب طراحی شده و سیستم کنترلی برای تعیین سناریوی درمان ارائه شده است.در گام بعد اهداف طرح برای درمان مناسب و محدودیت‌ها و قیدهای بیولوژیکی موجود در طول درمان تعریف شده و در تعیین سناریوی درمان مد نظر قرار داده شدند.اهداف این سیستم کنترلی، به صفر رساندن تعداد تومور در بدن بیمار و پایداری آن در این شرایط، کاهش زمان درمان، کاهش عوارض جانبی ایجاد شده در بیمار، کاهش هزینه‌های مربوط به درمان و حفظ سلامت ایمنی بیمار در حین درمان تعیین شده است. قیدهای بیولوژیکی سیستم نیز شامل حداقل و حداکثر میزان مجاز تزریق دارو یا سلول، فاصله مجاز بین تزریق هاست. برای رسیدن به اهداف مورد نظر، با استفاده از سیستم کنترلی طراحی شده، میزان دوز یا سلول تزریق شده در هر بار افزودن آنها، تعداد دفعات تزریق دارو یا سلول، زمان اعمال هر تزریق و فاصله زمانی بین دو تزریق با در نظر گرفتن قیدهای بیولوژیکی ارائه شده، مشخص شده‌اند.با توجه به نتایج، مشاهده شده است که برای
- Abstract
- Cancer is a disease that results in abnormal proliferation and growth of a body tissue to create a tumor arises. According to increasing spread of cancer in the world and especially in Iran, finding an appropriate treatment method is very important. Because the main reason of failure in cancer treatment is administration inappropriate amount of input of each therapy and at the wrong time or wrong combination of two or more therapies. Find an appropriate treatment using experimental models cause the costs to society, therefore modeling and simulation become an important tools for finding an appropriate scenario for treatment of tumor. In this thesis, after the study of literature and review models for tumor growth, appropriate model has been selected. The model has two inputs for chemotherapy and immunotherapy and nonlinear behavior towards them. Therefore for system linearization globally linearizing method was used and appropriate linear controller has been designed.In the next step the aims of system and biological constraints during treatment defined and were considered in determining the appropriate scenario for tumor treatment. The aim of the control system is to zero the number of tumors in the body and make stability in these conditions, reduce the time of treatment, reduce side effects in the patient, reducing the costs associated with treatment and maintaining patient immune safety during treatment. To achieve these objectives, the dose of the drug or amount of cell at each administration time, the number of injections or the total amount of doses or cells administered, the duration of each injection and the interval between injections based on biological constraints achieved by the control system. According to the results, it is observed that for the treatment of large tumors, combination of chemotherapy and immunotherapy is a good way to remove tumors in less time and with less side effects. Then appropriate interaction between these two methods is defin
