Apadana موسسه آموزش عالی آپادانا Biannual Journal Novel Interdisciplinary Legal Research فصلنامه پیشرفت های مهندسی در حوزه پزشکی و مواد - 1 2 2025 11 03 Increasing the Efficacy of Treating Cancer Tumors in the Chemotherapy Process y using Mathematical model Optimization افزایش کارایی درمان تومورهای سرطانی در فرآیند شیمی درمانی با استفاده از بهینه‌سازی مدل ریاضی 76 85 FA Dr. Seyed Vahab Shojaedini Associate Professor, Department of Electrical and Computer Engineering, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST) دکتر سید وهاب شجاع الدینی دانشیار پژوهشکده ی مهندسی برق و کامپیوتر سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران Nafiseh Dokht Masoumi Master of Electronics Engineering and Medical Equipment Specialist at Kosar Hospital, Qazvin ,Iran نفیسه دخت معصومی کارشناس ارشد برق الکترونیک ، مهندس تجهیزات پزشکی بیمارستان کوثر قزوین ، قزوین ، ایران sareh jalali PhD student in Industrial Management, Islamic Azad University, Rasht, Iran ساره جلالی دانشجوی دکترای مدیریت صنعتی ، دانشگاه آزاد اسلامی ، رشت ، ایران 2025 08 31 In mathematical modeling of cancer growth with chemotherapy, the optimization problem is typically formulated to minimize the total amount of therapeutic drugs administered. This is due to the side effects of chemotherapy, including immune system suppression, which can increase the risk of infections and reduce the immune system's ability to combat cancer. In this study, a mathematical model of immune-tumor interactions with chemotherapy is presented, and strategies for treatment optimization are investigated. The dynamics of this model are analyzed, and optimal control strategies for drug therapy are described. Numerical results demonstrate that optimal control strategies, including quadratic control and linear control, can effectively reduce tumor burden and improve immune response. Additionally, the existence of optimal controls for both quadratic and linear cases is proven. در مدل‌سازی ریاضی رشد سرطان با شیمی درمانی، معمولاً مسئله بهینه‌سازی به گونه‌ای تنظیم می‌شود که میزان کل داروی درمانی به حداقل برسد. این امر به دلیل عوارض جانبی شیمی درمانی، از جمله تضعیف سیستم ایمنی بدن است که می‌تواند منجر به افزایش احتمال عفونت و کاهش توانایی سیستم ایمنی در مقابله با سرطان شود. در این پژوهش، یک مدل ریاضی از تعاملات ایمنی-تومور با شیمی درمانی ارائه شده و راهکارهایی برای بهینه‌سازی درمان بررسی شده است. دینامیک‌های این مدل تجزیه و تحلیل شده و کنترل‌های بهینه مربوط به دارودرمانی توصیف شده‌اند. نتایج عددی نشان می‌دهد که استراتژی‌های کنترل بهینه، از جمله کنترل درجه دوم و کنترل خطی، می‌توانند در کاهش بار تومور و بهبود پاسخ ایمنی مؤثر باشند. همچنین، وجود کنترل بهینه در هر دو حالت درجه دوم و خطی اثبات شده است. https://ram.apadana.ac.ir/downloadfilepdf/157230