×

一类血吸虫病模型的状态和参数估计。 (英语) Zbl 1425.92175号

摘要:我们开发了一个通用框架来估计一类描述血吸虫病进化的模型中受感染蜗牛的比例和蜗牛-人类传播参数。为此,我们同时考虑经典麦克唐纳模型的同质版本捕获的血吸虫病动态,以及可测量的输出:每个宿主的女性血吸虫数量。提出的方法包括设计一个辅助动力系统,称为观察者,其解以指数形式收敛于捕获血吸虫病模型的系统的解。此外,我们得出了蜗牛-人类传播率的估计值,这是血吸虫病动力学中一个未知但关键的参数。这些估计是控制血吸虫病的两个战略的核心,即使用杀螺剂和大规模药物管理。为了在更大范围内进一步研究控制策略,我们考虑了一个由任意数量的人类群体或斑块和任意数量的淡水资源、蜗牛自然栖息地组成的异质模型。如果每个斑块或群体中感染者的蠕虫负担数据可用,我们提供了一种估计每个蜗牛自然栖息地中感染蜗牛比例的方法,从而提供了一张地图,说明在哪里实施控制策略以减轻或消除血吸虫病。

MSC公司:

92天30分 流行病学
92D25型 人口动态(一般)
93个B05 可控性
93个B07 可观察性
93C40型 自适应控制/观测系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 哈尔

参考文献:

[1] 阿卜杜勒赫迪,A。;Boutat,D。;斯比塔,L。;Tami,R.,估计传染病传播的扩展观察员,2014年欧洲控制会议(ECC),1843-1848(2014)
[2] 阿卜杜勒赫迪,A。;Boutat,D。;斯比塔,L。;塔米,R。;Liu,D.Y.,一类非线性分段系统的观测器设计。应用于带有治疗的流行病模型,数学。生物科学。,271, 128-135 (2016) ·Zbl 1364.92035号
[3] Alvarez-Ramirez,J。;梅拉兹,M。;Velasco-Hernandez,J.X.,《HIV化疗的反馈控制》,《国际分会杂志》。《混沌》,102207-2219(2000)·Zbl 0956.92021号
[4] 安德森,R.M。;May,R.M.,《人类蠕虫感染:数学模型、种群动力学和控制》,高级寄生虫。,24, 1-101 (1985)
[5] 安德森,R.M。;May,R.M.,《人类传染病》。《动力学与控制》(1991),牛津科学出版社
[6] Antsaklis,P.J.(Antsaklis,P.J.)。;Michel,A.N.,《州反馈和州观察家》,351-410(2007),Birkhä用户波士顿:Birkhá用户波士顿,马萨诸塞州波士顿
[7] Aronna,医学硕士。;Bliman,P.A.,向量传播疾病的不确定时变SIR-SI模型的区间观测器,Proc。欧洲控制会议(2018)
[8] Barbour,A.,《血吸虫病传播建模:导论》,Am.J.Trop。医学Hyg。,55, 135-143 (1996)
[9] Barbour,A.D.,麦克唐纳模型和血吸虫的传播。R.Soc.Trop公司。医学Hyg。,72, 6-15 (1978)
[10] Basáñez,M.G。;麦卡锡,J.S。;法语,医学博士。;Yang,G.J。;沃克,M。;甘比尔,M。;Prichard,R.K。;Churcher,T.S.,《人类蠕虫病研究议程:控制和消除模型》,《公共科学图书馆·被忽视的特罗普》。数字化信息系统。,548年1月6日(2012年)
[11] con,G.B.,非线性观测器和应用。论文基于2007年9月在法国格勒诺布尔第28届格勒诺布国际控制暑期学校的演讲,控制和信息科学363讲稿(2007),施普林格:柏林施普林格·Zbl 1118.93003号
[12] 贝桑松,G。;张,Q。;Hammouri,H.,非线性系统中基于高增益观测器的状态和参数估计,NOLCOS 2004(2004)
[13] Bethony,J。;威廉姆斯,J.T。;克鲁斯,H。;布兰格罗,J。;Alves-Fraga,L。;巴克·G。;Michalek,A。;威廉斯·布兰格罗,S。;罗德,P.T。;Corréa-Oliveira,R。;Gazzinelli,A.,巴西农村地区曼氏血吸虫感染的暴露。ii:家庭风险因素,Trop。《国际医疗卫生》,第6期,第136-145页(2001年)
[14] Bichara,D.,《现代经济学:稳定性,参数的观察与估计》(2013),洛林大学博士论文
[15] Bichara,D。;Cozic,北卡罗来纳州。;Iggidr,A.,关于恶性疟原虫疟疾患者隔离感染红细胞的评估,Math。Biosci公司。工程,11,741-759(2014)·Zbl 1307.93181号
[16] 布利曼,P.A。;Barros,B.D.,《季节性不确定的SIR流行病模型的区间观测器》,《正系统》,Lect第471卷。票据控制信息科学。,31-39(2017),《施普林格:施普林格商会》
[17] 布利曼,P.A。;埃菲莫夫·D。;Ushirobira,R.,sir流行病模型的一类非线性自适应观测器,Proc。欧洲控制会议(2018)
[18] 疾病控制和预防中心、被忽视的热带疾病、疾病控制和防治中心(2017年)。https://www.cdc.gov/globalhealth/ntd/fastfacts.html; 疾病控制和预防中心,被忽视的热带疾病,疾病控制和预防中心(2017)。https://www.cdc.gov/globalhealth/ntd/fastfacts.html
[19] 科利·D·。;Secor,W.,《人类血吸虫病免疫学》,寄生虫免疫学。,36, 347-357 (2014)
[20] Coppel,W.A.,《微分方程的稳定性和渐近行为》(1965),D.C.Heath and Co.:D.C.Heast and Co.Boston,Mass·Zbl 0154.09301号
[21] Darouach,M。;Zasadzinski,M。;Xu,S.J.,未知输入线性系统的全阶观测器,IEEE Trans。自动。控制,39,606-609(1994)·Zbl 0813.93015号
[22] 德格,K。;埃菲莫夫·D。;Iggidr,A.,疟疾患者隔离感染红细胞的间隔估计,2016年欧洲控制会议,ECC 2016,1141-1145(2017)
[23] 迪亚比,M。;Iggidr,A。;Sy,M.,血吸虫病模型的观察者设计,数学。生物科学。,269, 17-29 (2015) ·Zbl 1351.92048号
[24] Z.Feng。;艾伯特,A。;F.A.米尔纳。;Minchella,D.,控制血吸虫传播动力学的参数估计,应用。数学。莱特。,17, 1105-1112 (2004) ·兹比尔1063.92028
[25] Gauthier,J.P。;哈穆里,H。;Othman,S.,生物反应器非线性系统应用的简单观测器,IEEE Trans。自动。控制,37875-880(1992)·Zbl 0775.93020号
[26] 格雷,D.J。;McManus,D.P。;李毅。;威廉姆斯,G.M。;Bergquist,R。;Ross,A.G.,《血吸虫病消除》(Gray,D.J.;McManus,D.P.;Li,Y.;Williams,G.M.;Bergquist,R.;Ross,A.G.,“过去的教训引导未来”(2010))
[27] A.吉罗。;Iggidr,A。;Ngom,D。;Touré,H.,《关于某些渔业系统的种群估计》,鱼类生物出版社。鱼。,19, 313-327 (2009)
[28] 赫希,M。;Smith,H.L.,微分方程手册2(2005),Elsevier·Zbl 1071.35002号
[29] Hirsch,M.W.,竞争或合作微分方程组。i: 极限集,SIAM J.数学。分析。,13, 167-179 (1982) ·Zbl 0494.34017号
[30] 侯,M。;Muller,P.,未知输入线性系统观测器的设计,IEEE Trans。自动。控制,37871-875(1992)·Zbl 0775.93021号
[31] 侯,M。;Muller,P.,《干扰解耦观测器设计:统一观点》,IEEE Trans。自动。控制,39,1338-1341(1994)·Zbl 0812.93017号
[32] Iggidr,A.,《生命支持系统百科全书》(Encyclopedia of life support systems)(Filar,J.A.,《数学模型》(Mathematical Models)(2004),联合国教科文组织,eolss出版社:联合国教文组织,英国牛津大学eolss出版商)
[33] Iggidr,A。;Souza,M.O.,一些流行病学系统的状态估计,J.Math。生物(2018)·Zbl 1410.92123号
[34] 麻省理工大学Inobaya。;Olveda,R.M。;Chau,T.N。;奥尔维达,D.U。;Ross,A.G.,《血吸虫病的预防和控制:当前观点》,Res.Rep.Trop。医学,2014,65(2014)
[35] King,C.H。;Bertsch,D.,《历史观点:控制蜗牛以预防血吸虫病》,《公共科学图书馆·负面》。特罗普。数字化信息系统。,9,e0003657(2015)
[36] Luenberger,D.,观察员介绍,IEEE Trans。自动。控制,16596-602(1971)
[37] Macdonald,G.,《蠕虫感染动力学,特别是血吸虫》,Trans。R.Soc.Trop公司。医学Hyg。,59, 489-506 (1965)
[38] 玛丽·L。;西迪奥,M。;卡萨格兰迪,R。;Perez-Saez,J。;Bertuzzo,E。;里纳尔多,A。;Sokolow,S.H。;德利奥,G.A。;Gatto,M.,《血吸虫病传播动力学的异质性》,J.Theor。生物学,43287-99(2017)·Zbl 1393.92049号
[39] 里沃,G。;Sallet,G。;Tending,L.,《血吸虫的传播模型——异质模型的数学分析》,《信息与数学应用评论》,第14期,第1-13页(2011年)
[40] Ross,R.,《疟疾预防》(1911年),约翰·默里
[41] Smith,H.L.,《单调动力系统:竞争与合作系统理论导论》,《数学调查与专著》。41.普罗维登斯,RI:美国数学学会(AMS),174(1995)·Zbl 0821.34003号
[42] 斯瓦茨,S.J。;De Leo,G.A。;伍德,C.L。;Sokolow,S.H.,《蜗牛中血吸虫感染导致对虾捕食增加:对人类血吸虫病控制的影响》,《实验生物学杂志》。,218, 3962-3967 (2015)
[43] 塔米,R。;Boutat,D。;郑庚。;Kratz,F.,登革热流行模型的参数和状态估计,2014年欧洲控制会议(ECC),528-533(2014)
[44] Tending,L.,《血吸虫病传播模式练习:数学分析、变量数据重建和参数估计》(2013年),洛林大学博士论文
[45] 乌辛格,J。;Bergquist,R。;舒华,X。;歌手,B.H。;Tanner,M.,《可持续血吸虫病控制——前进之路》,《柳叶刀》,3621932-1934(2003)
[46] 克莱夫,H.J.V。;Lederer,L.G.,《蜗牛生命周期研究》,J.Morphol。,53 (1932)
[47] Velasco-Hernández,J.X。;加西亚,J.a。;Kirschner,D.,《关于模拟宿主病毒动力学和治疗的评论》,(Chavez,C.,《新发和再发传染病的数学方法:简介》,《流行病学和免疫学导论教程汇编》(2002年),Springer),287-308·Zbl 1021.92017年
[48] Wonham,W.,《线性多变量控制:几何方法》(1979),施普林格出版社·Zbl 0424.93001号
[49] Woolhouse,M.,《血吸虫传播动力学数学模型的应用》。i.自然传播,热带学报,49,241-270(1991)
[50] Woolhouse,M.,关于血吸虫传播动力学数学模型的应用。ii、。控制,热带学报,50,189-204(1992)
[51] 伍尔豪斯,M。;Hasibeder,G。;Chandiwana,S.,关于估计血吸虫血吸虫的基本繁殖数量,Trop。医学与国际卫生,1456-463(1996)
[52] 世界卫生组织,血吸虫病,世界卫生组织(2017年)。http://www.who.int/schistosomiasis/disease/en/; 世界卫生组织,血吸虫病,世界卫生组织(2017年)。http://www.who.int/schistosomiasis/disease/en/
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。