×

具有数字季节控制的登革热模型的三维传播分析。 (英语) Zbl 1479.35882号

摘要:登革热是世界上最重要的传染病之一。本文的主要贡献是提出了一个偏微分方程和常微分方程的混合系统。这个组合模型是两个数学模型的推广[A.L.A.de Araujo公司等,《数学杂志》。分析。申请。444,第1期,298–325(2016年;Zbl 1342.92297号)]和[蔡立群(L.Cai)等,数学。Biosci公司。288,94–108(2017年;Zbl 1377.92082号)]描述了登革热的地理传播。我们的模型能够考虑无症状感染的可能性,从而研究登革热无症状个体对疾病动力学的影响,并探讨无症状个体重复感染的可能性。考虑到这些因素,以及人类和成年雌性蚊子的移动,可以实现登革热疾病更真实的建模。我们提出了一个数学分析,并证明了该模型的唯一非负解的全局存在性,然后通过数值模拟和模型参数(与有翼蚊子的接触率和死亡率相关)的敏感性分析,建立了控制登革热的方法。为了显示不同的生物学行为,我们提供了几个数值结果,显示了参数在控制登革热传播中的作用。从我们的数值模拟中,还可以得出结论,登革热传播的本地控制可以以较低的成本进行。

MSC公司:

92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
35K51型 二阶抛物型方程组的初边值问题
92天30分 流行病学
92D25型 人口动态(一般)
35A01型 偏微分方程的存在性问题:全局存在、局部存在、不存在
35A02型 偏微分方程的唯一性问题:全局唯一性、局部唯一性、非唯一性
35磅45 PDE背景下的先验估计
35B09型 PDE的积极解决方案
92-08 生物问题的计算方法
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
49N90型 最优控制与微分对策的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Anggriani,N.、Tasman,H.、Ndii,M.Z.、Supriatna,A.K.、Soewono,E.和Siregar,E.,相同血清型再感染对登革热传播动力学的影响,应用。数学。计算349(2019)62-80·Zbl 1428.92100号
[2] Biswas,S.K.、Ghosh,U.和Sarkar,S.,寨卡病毒动力学的数学模型及媒介控制和敏感性分析,感染。疾病。模型5(2020)23-41。
[3] Cai,L.,Li,X.,Tuncer,N.,Martcheva,M.和Lashari,A.A.,无症状类和重叠感染疟疾模型的最优控制,数学。生物科学288(2017)94-108·Zbl 1377.92082号
[4] 疾病控制和预防中心,http://www.cdc.gov/Dengue。
[5] Chatchen,S.、Sabchareon,A.和Sirivichayakul,C.,《无症状登革热感染的血清诊断》,亚太地区。J.特罗普。Med.10(2017)1011-1014。
[6] de Araujo,A.L.、Boldrini,J.L.和Calsavara,B.M.,《描述登革热地理传播的数学模型分析》,J.Math。分析。申请444(2016)298-325·Zbl 1342.92297号
[7] Enduri,M.K.和Jolad,S.,登革热与人类和媒介流动的动力学,斯帕特。时空流行病学25(2018)57-66。
[8] Gómez,M.C.和Ynag,H.M.,登革热病毒免疫反应的数学模型,J.Appl。数学。计算63,(2020)455-478·Zbl 1478.92047号
[9] Gubler,D.J.,《登革热和登革热出血热临床》。微生物。修订版11(1998)480-496。
[10] Gubler,D.J.,流行性登革热/登革热出血热作为21世纪的公共卫生、社会和经济问题,趋势。《微生物》10(2002)100-103。
[11] Gubler,D.J.,《1900年至2003年黄热病和登革热流行病学的变化:整圈?》?,公司。免疫学。微生物。感染。第27号决议(2004年)319-330。
[12] Gubler,D.J.和Kuno,G.,《登革热和登革热出血热》,第2版。(CAB国际,伦敦,1997年)。
[13] 巴斯德研究所,《登革热:无症状人群将病毒传播给蚊子》,《科学日报》,2015年11月10日,https://www.sciencedaily.com/releases/2015/11/151110115709.htm。
[14] Khan,M.A.,Iqbal,N.,Khan,Y.,Alzahrani,E.,Khan。一个具有饱和治疗函数和最优控制策略的病媒宿主疾病的生物数学模型,Math。Biosci公司。工程17(2020)3972·Zbl 1467.92122号
[15] Kon,C.M.L.和Labadin,J.,《模拟登革热:蚊子传播疾病的一般反应扩散模型观察到和预测病例的比较》,MATEMATIKA:马来西亚J.Ind.Appl。数学35(2019)309-330。
[16] Kowalczyk,R.,《防止趋化模型中的放大》,J.Math。分析。申请305(2005)566-588·Zbl 1065.35063号
[17] Ladyzenskaja,O.A.,Solonnikov,V.A.和Uarl-ceva,N.N.,抛物线型线性和拟线性方程,Amer。数学。Soc.23(1968)·Zbl 0174.15403号
[18] Maidana,N.A.和Yang,H.M.,通过行波描述登革热的地理传播,数学。《生物科学》215(2008)64-77·Zbl 1156.92037号
[19] Mandal,S.、Sinha,S.和Sarkar,R.R.,描述疟疾流行模式的现实宿主-媒介传播模型,Bull。数学。生物75(2018)2499-2528·Zbl 1284.92050号
[20] Mishra,A.和Gakkhar,S.,登革热模型与无症状感染和ADE因子的影响,Differ。埃克。动态。系统28(2018)1-17·Zbl 1447.92457号
[21] Monath,T.P.,《登革热:发达国家和发展中国家的风险》,Proc。国家。阿卡德。科学。《美国法典》91(1994)2395-2400。
[22] Murad,D.、Badshah,N.和Ali,S.M.,《登革热传播动力学的数学方法》,载于2018年国际应用与工程数学会议(ICAEM)(IEEE,2018),第1-5页。
[23] Muturi,E.J.、Buckner,E.和Bara,J.,埃及伊蚊中登革热-2和登革热-4病毒之间的重叠感染干扰,Trop。《医学国际健康》22(2017)399-406。
[24] Nipa,K.F.,Jang,S.R.J.和Allen,L.J.,《人口和环境变异性对带有季节性变化媒介种群的登革热模型疾病爆发的影响》,数学。《生物科学》331(2021)108516·Zbl 1460.92214号
[25] Perera,S.和Perera(S.S.N.),登革热感染的先天和体液免疫反应的数学建模和分析,《国际生物学杂志》12(2019)1950077·Zbl 1430.34061号
[26] Phaijoo,G.R.和Gurung,D.B.,登革热SEIR-SEI模型的敏感性分析,GAMS J.数学。数学。Biosci.6(2018)41-50。
[27] 邱,Z.,具有人口结构的向量宿主流行病模型的动力学行为,计算。数学。申请56(2008)3118-3129·Zbl 1165.34382号
[28] Jan,R.、Khan,M.A.和Gómez-Aguilar,J.F.,登革热传播动力学中的无症状携带者与控制干预,Optim。控制应用程序。方法41.2(2020)430-447·Zbl 1467.92203号
[29] Seadawy,A.和Jun,W.,向量传播疾病垂直传播和治疗的新数学模型及其数值模拟,Adv.Differ。Equ.1(2018)1-15·Zbl 1433.92046号
[30] Takahashi,L.T.,Maidana,N.A.,Ferreira,W.C.Jr,Pulino,P.和Yang,H.M.,埃及伊蚊扩散动力学的数学模型:翅膀和风的行波,布尔。数学。《生物学》67(2005)509-528·Zbl 1334.92370号
[31] Tao,Y.和Wang,M.,癌症侵袭的化学触觉-触觉模型的整体解决方案,非线性21(2008)2221-2238·Zbl 1160.35431号
[32] K.M.Tomashek,CDC 2010年国际旅行健康信息,佐治亚州阿尔坦塔:美国卫生与公共服务部,公共卫生服务。(2009), 317-323.
[33] Tran,A.和Raffy,M.,《从大规模信息看登革热疫情的动态》,Theor。大众。《生物学》69(2006)3-12·Zbl 1086.92048号
[34] Taghikhani,R.和Gumel,A.B.,《登革热传播动力学的数学:媒介垂直传播和温度波动的作用》,感染。数字化信息系统。模型3(2018)266-292。
[35] 世界卫生组织,http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dengue-and-sever-dengue。
[36] 世界卫生组织,http://www.who.int/topics/dengue/en。
[37] Zou,L.,Chen,J.,Feng,X.et al.,具有垂直传播的登革热模型分析以及在中国广东省2014年登革热疫情中的应用,公牛。数学。生物学80(2018)2633-2651·Zbl 1400.92569号
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。