Parameter identifiability and estimation of HIV/AIDS dynamic models

doi:10.1007/s11538-007-9279-9

.2008年4月；70(3):785-99.

doi:10.1007/s11538-007-9279-9。 Epub 2008年2月5日。

HIV/AIDS动态模型的参数可辨识性与估计

胡林武¹, 朱海红, 苗宏宇, 艾伦·S·佩雷尔森

附属公司

PMID： 18247096
内政部： 2007年10月1日/11538-007-9279-9

HIV/AIDS动态模型的参数可辨识性与估计

胡林武等。公牛数学生物. 2008年4月.

.2008年4月；70(3):785-99.

doi:10.1007/s11538-007-9279-9。 Epub 2008年2月5日。

作者

胡林武¹, 朱海红, 苗宏宇, 艾伦·S·佩雷尔森

附属

¹罗切斯特大学医学和牙科学院生物统计学和计算生物学系，地址：601 Elmwood Avenue，Box 630，Rochester，NY 14642，USA。hwu@bst.rochester.edu

PMID： 18247096
内政部： 2007年10月1日/11538-007-9279-9

摘要

我们使用了工程技术（夏和穆格，IEEE Trans.Autom.Contr.48（2）：330-3362003；Jeffrey和Xia，in Tan，W.Y.，Wu，H.（Eds.），《艾滋病流行和艾滋病感染的决定论和随机模型及干预》，2005年），研究包含六个未知参数的流行三维HIV/AIDS动态模型的代数可识别性。我们发现，如果只测量病毒载量，模型中的六个参数并不能全部识别，而只能识别四个参数和两个参数（N和lambda）的乘积。我们引入了识别函数和识别方程的概念，并提出了多时间点（MTP）方法来形成识别函数，该方法是之前开发的高阶导数（HOD）方法的替代方法（IEEE Trans.Autom.Contr.48（2）：330-3362003；Jeffrey和Xia，in Tan，W.Y.，Wu，H.（编辑），艾滋病流行和艾滋病毒感染的决定和随机模型及干预，2005年）。我们表明，新提出的MTP方法在实际实现中优于HOD方法。我们还讨论了状态变量初值对未知参数可识别性的影响。我们得出结论，输出（可观测）变量的初始值是可用于估计未知参数的数据的一部分，但如果精确的初始值测量有误差，则未知参数的可识别性不受这些初始值的影响。这些含噪初始值只会增加未知参数的估计误差。然而，确切地知道潜在（不可观测）状态变量的初始值可能有助于识别更多的参数。为了验证辨识结果，进行了仿真研究，从模拟噪声数据中估计未知参数和初始值。我们还将提出的方法应用于临床数据集，以估计HIV动态参数。虽然我们已经开发了基于HIV动态模型的可识别性方法，但所提出的方法通常适用于任何常微分方程系统。

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