33、化疗治疗优化中的网络医疗系统探索

化疗治疗优化中的网络医疗系统探索

1 模拟肿瘤体积测量与噪声模型

在肿瘤治疗研究中，模拟肿瘤体积测量是重要的一环。通过创建噪声模型来模拟测量过程中的噪声，从而生成更接近真实情况的计算机模拟测量结果。这些模拟测量对于测试治疗方法和设计实验至关重要。

1.1 模拟肿瘤体积测量示例

图中蓝色曲线表示虚拟患者的模拟肿瘤体积，蓝色圆圈为给定的测量点，黑色圆圈及灰色区域表示测量点产生的噪声。噪声是根据创建的噪声模型生成的，由于只能测量肿瘤的宽度和长度，因此使用公式来估计肿瘤体积。而数学模型会生成体积值，所以用噪声模型来描述测量设置导致的偏差。

1.2 噪声模型的作用

噪声模型使得能够生成逼真的计算机模拟测量结果，为后续的治疗测试和实验设计提供了更可靠的数据基础。

2 基于药效学和药代动力学的治疗优化

药代动力学可用于寻找确保药物水平超过指定限度的最小注射剂量，这对于优化治疗方案具有重要意义。

2.1 优化问题的建立

目标是找到最小注射剂量，同时满足药物水平超过最小抑制浓度（MIC）的约束条件。优化问题的数学表述如下：

minimize
u
1^T u
subject to
Φu ≥ MIC · 1,
u ≥ 0

其中，$u = (u_0, u_1, \ldots, u_{K - 1})^T$ 是注射剂量向量，$1 = (1, 1, \ldo