Anti-kanser ilaç salınım sisteminin modellenmesi ve kontrolü

Kemoterapi kanser hastalığının tedavisinde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Kemoterapi tedavisinde kanser hastasını olumsuz etkilemeyecek şekilde optimal ilaç dozunun belirlenmesi oldukça önemlidir. Gelişen teknoloji, anti-kanser ilaç salınım sistemleri için geliştirilen modelleme ve kontrol çalışmalarının artmasına olanak sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında kanser hastaları için önemli bir yan etki sayılabilecek kümülatif ilaç toksisitesini de dikkate alan yaygın bir hasta modeli kullanılmıştır. Bu hasta modeli kullanılarak optimal kemoterapi ilaç salınımını gerçekleştirmek amacıyla farklı kontrol yöntemlerinden ve metasezgisel optimizasyon algoritmalarından faydalanılmıştır. İlk olarak literatürde yaygın bir yere sahip kesirli dereceli oransal-integral-türevsel (FOPID) kontrolör ile ilaç salınım sistemi kontrol edilmiştir. FOPID kontrolöre ait parametreler yapay sinekkuşu algoritması (AHA), gri kurt optimizasyon algoritması (GWO), parçacık sürü optimizasyonu (PSO), salp sürü algoritması (SSA), balina optimizasyon algoritması (WOA) olmak üzere beş farklı algoritma ile optimize edilmiştir. Tedavi süreci sonunda elde edilen performans indeksi değerleri ve nihai kanser hücresi sayıları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında optimizasyon süreci için yeni bir uygunluk fonksiyonu üretilmiş ve yine FOPID kontrollü sisteme uygulanmıştır. Nihai kanser hücresi sayıları ve performans indeksi değerleri karşılaştırıldığında, FOPID kontrolörün çok amaçlı optimizasyonuyla elde edilen sonuçların daha da iyileştiği görülmektedir. Çalışmanın son kısmında ise anti-kanser ilaç salınım sisteminin optimal kontrolü için yeni bir kontrolör önerilmiştir. Bulanık mantık kontrolör (FLC) ve kesirli dereceli oransal-türevsel (FOPD) kontrolörün birleştirilmesiyle hibrit Bulanık P+Dµ kontrolörü tasarlanmış ve PSO algoritması ile kontrolöre ait tüm parametreler optimize edilmiştir. Tedavi süreci sonunda elde edilen performans indeksi değeri ve nihai kanser hücresi sayısı önerilen kontrolörün başarısını ortaya koymaktadır. Önerilen kontrolör için tedavi planının ve hasta-içi parametrelerin değiştirilmesini içeren gürbüzlük testleri de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular bilgisayar destekli bir anti-kanser ilaç salınım sisteminin ortaya koyulabilmesi açısından umut vericidir.