Estimación de parámetros en el tratamiento del cáncer por quimioterapia por medio del algoritmo de levenbergmarquardt

Restrepo Diaz, Maria Paula; Paz Carmona, Juan David

Estimación de parámetros en el tratamiento del cáncer por quimioterapia por medio del algoritmo de levenbergmarquardt

dc.contributor.advisor	Bermeo, Leonardo Antonio (Director)
dc.contributor.author	Restrepo Diaz, Maria Paula
dc.contributor.author	Paz Carmona, Juan David
dc.creator.degree	Trabajo de grado para optar al titulo de Bioingeniero
dc.date.accessioned	2025-07-31T19:11:14Z
dc.date.available	2025-07-31T19:11:14Z
dc.date.issued	2021
dc.description	El cáncer es una enfermedad que en la mayoría de los casos ocasiona la muerte. Uno de los tratamientos más comúnmente prescritos al paciente es el de quimioterapia. El paciente al someterse a este tratamiento presenta una serie de efectos secundarios a lo largo del proceso, debido a que estos fármacos llegan al tumor en un porcentaje muy bajo, distribuyendo el porcentaje restante del fármaco en el organismo del paciente, afectando también células y tejidos sanos. Para mejorar el comportamiento de la quimioterapia en los pacientes con cáncer, es importante estudiar el tratamiento durante la administración del fármaco. La quimioterapia puede ser simulada por medio de modelos matemáticos que permiten el análisis de sistemas biológicos y así perfeccionar su comportamiento a partir de simulaciones computacionales. Sin embargo, existen diferentes modelos que describen la dinámica del tratamiento y no es una tarea fácil decidir qué modelo es el más adecuado con un tratamiento específico, que a su vez depende de parámetros los cuales no se tienen un conocimiento profundo de su comportamiento. De esta forma, en este trabajo se realiza la simulación de diferentes modelos matemáticos que permitan conocer el comportamiento de la quimioterapia, una vez realizada estas simulaciones se escoge el modelo que más se acerque a un proceso experimental de crecimiento de células DU-145 y se determina la tasa de decaimiento del fármaco Doxorubicina por medio del algoritmo de Levenberg-Marquardt entre el modelo de crecimiento de células tumorales y los datos experimentales. Los resultados indican que sólo es posible estimar un parámetro del sistema debido a la dependencia que existen entre ellos y a poca sensibilidad, así se realiza la estimación de la tasa de decaimiento del fármaco. Con los resultados aquí obtenidos se busca establecer protocolos de planeación de la quimioterapia con nuevos medicamentos y diferentes dosis en su aplicación y la contribución a una estandarización de este parámetro en procesos de aplicación de quimioterapia con Doxorubicina.
dc.description.abstract	Cancer is a disease that in most cases causes death. One of the most commonly prescribed treatments for cancer patient is chemotherapy. The patients undergoing this treatment have a number of side effects throughout the process because these drugs reach the tumor at a very low percentage dissipating dissipating the remaining percentage of the drug in the patient’s body, affecting also healthy cells and tissues. To improve the behavior of chemotherapy in cancer patients, it is important to study this treatment during the administration of the drug. Chemotherapy can be simulated by mathematical models that allow the analysis of biological systems, and thus improve their behavior from computational simulations. However, there are different models that describe the dynamics of treatment and it is not an easy task to decide which model is the most suitable for a specific treatment which in turn depends on parameters whose behavior is not well known. In this way, simulations for different mathematical models are carried out to know the behavior of chemotherapy, once these simulations are performed, the model that most closely approaches an experimental process of growth of DU-145 cells is chosen and the rate of decay of the drug Doxorubicin is chosen using the Levenberg-Marquardt algorithm between the tumor cell growth model and the experimental data. The results indicate that it is only possible to estimate one parameter of the system due to the dependence between them and low sensitivity, thus the estimation of the decay rate of the drug is performed. The results obtained here seek to establish protocols for the planning of chemotherapy with new drugs and different doses in their application and the contribution to a standardization of this parameter in processes of chemotherapy application with Doxorubicin.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	14 Páginas
dc.identifier.citation	Restrepo Diaz, M. P., & Paz Carmona, J. D. (2021). Estimación de parámetros para la quimioterapia en cáncer mediante el algoritmo de Levenberg-Marquardt. Universidad Santiago de Cali.
dc.identifier.uri	https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/7727
dc.language.iso	es
dc.publisher	Universidad Santiago de Cali
dc.publisher.faculty	Ingeniería
dc.publisher.program	Bioingeniería
dc.pubplace.city	Cali
dc.pubplace.state	Valle del cauca
dc.rights.cc	Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.source.institution	Universidad Santiago de Cali
dc.source.repository	Repositorio Institucional USC
dc.subject	Cáncer
dc.subject	Fármaco Citotóxico
dc.subject	Levenberg-Marquardt
dc.subject	Quimioterapia
dc.subject	Estimación de parámetros
dc.title	Estimación de parámetros en el tratamiento del cáncer por quimioterapia por medio del algoritmo de levenbergmarquardt
dc.type	Thesis