مدل‌سازی، بهینه‌سازی و کنترل سیستم‌های زیست‌پزشکی ۲۰۱۷
Modelling Optimization and Control of Biomedical Systems 2017

ارائه‌ی جدیدترین دستاوردها در حوزه‌ی کنترل پیش‌بین چندپارامتری مدل و بهینه‌سازی و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های دارورسانی

این کتاب بر اساس پروژه‌ی «مدل‌سازی، کنترل و بهینه‌سازی سیستم‌های زیست‌پزشکی» (MOBILE) تدوین شده است. هدف از این پروژه، استخراج سیستم‌های هوشمند مبتنی بر مدل‌های کامپیوتری برای بهینه‌سازی سیستم‌های دارورسانی زیست‌پزشکی در موارد دیابت، بیهوشی و سرطان خون بوده است. این سیستم‌ها می‌توانند محاسبه‌ی سریع و مطمئن دوز بهینه‌ی دارو را بدون نیاز به کامپیوتر آنلاین تضمین کنند. این در حالی است که ویژگی‌ها و محدودیت‌های مدل بیمار، انعطاف‌پذیری برای انطباق با ویژگی‌های متغیر بیمار و معیارهای عملکرد پزشک در نظر گرفته شده و ایمنی بیماران حفظ می‌شود.

کتاب مدل‌سازی، کنترل و بهینه‌سازی سیستم‌های زیست‌پزشکی به موضوعات زیر می‌پردازد: مدل‌سازی ریاضی سیستم‌های دارورسانی؛ تحلیل مدل، تخمین پارامتر و تقریب‌زنی؛ بهینه‌سازی و کنترل؛ تحلیل حساسیت و کاهش مدل؛ برنامه‌ریزی چندپارامتری و کنترل پیش‌بین مدل؛ تکنیک‌های تخمین؛ مدل بیمار مبتنی بر فیزیولوژی؛ طراحی کنترل برای بیهوشی استنشاقی؛ رویکرد مبتنی بر مدل چندپارامتری برای بیهوشی داخل وریدی؛ استراتژی‌های کنترل پیش‌بین مدل ترکیبی؛ دیابت ملیتوس نوع ۱؛ بلوک آزمایشگاهی و شبیه‌سازی شده‌ی پلتفرم یکپارچه برای مطالعه‌ی لوسمی؛ درمان شیمی‌درمانی به عنوان کاربردی از سیستم‌های فرآیندی و غیره.

• معرفی پروژه‌ی «مدل‌سازی، کنترل و بهینه‌سازی سیستم‌های زیست‌پزشکی» (MOBILE) به خوانندگان
• ارائه‌ی جزئیات پس‌زمینه‌ی نظری، ابزارهای محاسباتی و روش‌هایی که در تمامی سیستم‌های مختلف زیست‌پزشکی به کار می‌روند
• آموزش تئوری برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط چندپارامتری و کنترل بهینه‌ی صریح بیهوشی استنشاقی
• ارائه‌ی یک مرور کلی از چارچوب مدل‌سازی، بهینه‌سازی و کنترل سیستم‌های زیست‌پزشکی

این کتاب برای دانشجویان، محققان و دانشمندانی که در زمینه‌ی مدل‌سازی، کنترل و بهینه‌سازی سیستم‌های زیست‌پزشکی فعالیت می‌کنند و همچنین برای دست‌اندرکاران درمان سرطان، بیهوشی و سیستم‌های دارورسانی جذاب خواهد بود.

Shows the newest developments in the field of multi-parametric model predictive control and optimization and their application for drug delivery systems

This book is based on the Modelling, Control and Optimization of Biomedical Systems (MOBILE) project, which was created to derive intelligent computer model-based systems for optimization of biomedical drug delivery systems in the cases of diabetes, anaesthesia, and blood cancer. These systems can ensure reliable and fast calculation of the optimal drug dosage without the need for an online computer—while taking into account the specifics and constraints of the patient model, flexibility to adapt to changing patient characteristics and incorporation of the physician’s performance criteria, and maintaining the safety of the patients.

Modelling Optimization and Control of Biomedical Systems covers: mathematical modelling of drug delivery systems; model analysis, parameter estimation, and approximation; optimization and control; sensitivity analysis & model reduction; multi-parametric programming and model predictive control; estimation techniques; physiologically-based patient model; control design for volatile anaesthesia; multiparametric model based approach to intravenous anaesthesia; hybrid model predictive control strategies; Type I Diabetes Mellitus; in vitro and in silico block of the integrated platform for the study of leukaemia; chemotherapy treatment as a process systems application; and more.

• Introduces readers to the Modelling, Control and Optimization of Biomedical Systems (MOBILE) project
• Presents in detail the theoretical background, computational tools, and methods that are used in all the different biomedical systems
• Teaches the theory for multi-parametric mixed-integer programming and explicit optimal control of volatile anaesthesia
• Provides an overview of the framework for modelling, optimization, and control of biomedical systems

This book will appeal to students, researchers, and scientists working on the modelling, control, and optimization of biomedical systems and to those involved in cancer treatment, anaesthsia, and drug delivery systems.