Estudio matemático para el virus del chikungunya con tasa de incidencia general no lineal
Autores: Alsahafi, Salah; Woodcock, Stephen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio matemático para el virus del chikungunya con tasa de incidencia general no lineal
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Virus de chikungunya
Modelo de infección
Puntos de equilibrio
Análisis de estabilidad
Estrategia óptima de reclutamiento
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, examinamos la dinámica de un modelo de infección por el virus del Chikungunya (CHIKV) con dos rutas de infección. El modelo utiliza cuatro categorías, a saber, células no infectadas, células infectadas, el virus CHIKV y anticuerpos. Los puntos de equilibrio del modelo, que consisten en el punto libre para el CHIKV y el punto endémico de CHIKV, se determinan primero de forma analítica. A continuación, se estudia la estabilidad local de los puntos de equilibrio, basada en el número básico de reproducción () obtenido por la matriz de próxima generación. A partir del análisis, se encuentra que el punto libre de enfermedad es localmente asintóticamente estable si , y el punto endémico de CHIKV es localmente asintóticamente estable si . Utilizando el método de Lyapunov, el análisis de estabilidad global de los estados estacionarios confirma los resultados de estabilidad local. Luego describimos nuestro diseño de una estrategia de reclutamiento óptima para minimizar el número de células infectadas, así como un problema de control óptimo no lineal. Se proporcionan algunas simulaciones numéricas para visualizar los resultados analíticos obtenidos.
Descripción
En este artículo, examinamos la dinámica de un modelo de infección por el virus del Chikungunya (CHIKV) con dos rutas de infección. El modelo utiliza cuatro categorías, a saber, células no infectadas, células infectadas, el virus CHIKV y anticuerpos. Los puntos de equilibrio del modelo, que consisten en el punto libre para el CHIKV y el punto endémico de CHIKV, se determinan primero de forma analítica. A continuación, se estudia la estabilidad local de los puntos de equilibrio, basada en el número básico de reproducción () obtenido por la matriz de próxima generación. A partir del análisis, se encuentra que el punto libre de enfermedad es localmente asintóticamente estable si , y el punto endémico de CHIKV es localmente asintóticamente estable si . Utilizando el método de Lyapunov, el análisis de estabilidad global de los estados estacionarios confirma los resultados de estabilidad local. Luego describimos nuestro diseño de una estrategia de reclutamiento óptima para minimizar el número de células infectadas, así como un problema de control óptimo no lineal. Se proporcionan algunas simulaciones numéricas para visualizar los resultados analíticos obtenidos.