Modelado matemático y control óptimo de la malaria utilizando intervenciones basadas en la conciencia
Autores: Al Basir, Fahad; Abraha, Teklebirhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado matemático y control óptimo de la malaria utilizando intervenciones basadas en la conciencia
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Malaria
Parásito
Campañas de concientización
Dinámica de transmisión
Teoría de control óptimo
Rentable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La malaria es una enfermedad grave causada por un parásito, llamado Plasmodium, transmitido a los humanos a través de las picaduras de mosquitos hembra Anopheles. El parásito infecta y destruye los glóbulos rojos en el cuerpo humano, lo que provoca síntomas como fiebre, dolor de cabeza y enfermedad similar a la gripe. Las campañas de concienciación que educan a las personas sobre la prevención y el control de la malaria reducen la transmisión de la enfermedad. En esta investigación, se propone un modelo matemático para estudiar el impacto de las medidas de control basadas en la concienciación en la dinámica de transmisión de la malaria. Algunas propiedades básicas del modelo propuesto, como la no negatividad y limitación de las soluciones, la existencia de los puntos de equilibrio y sus propiedades de estabilidad, se han estudiado utilizando la teoría cualitativa. El equilibrio libre de enfermedades es asintóticamente global cuando el número básico de reproducción, , es menor que el número de casos actuales. Finalmente, se aplica la teoría del control óptimo para minimizar el costo del control de la enfermedad y resolver el problema de control óptimo aplicando el principio del mínimo de Pontryagin. Se han proporcionado simulaciones numéricas para la confirmación de los resultados analíticos. El equilibrio endémico existe para , y ocurre una bifurcación transcritica hacia adelante en . Los perfiles óptimos del proceso de tratamiento, la organización de campañas de concienciación y el uso de insecticidas se obtienen para la eficacia en costos de la gestión de la malaria. Esta investigación concluye que las campañas de concienciación a través de las redes sociales con un enfoque de control óptimo son mejores para la gestión rentable de la malaria.
Descripción
La malaria es una enfermedad grave causada por un parásito, llamado Plasmodium, transmitido a los humanos a través de las picaduras de mosquitos hembra Anopheles. El parásito infecta y destruye los glóbulos rojos en el cuerpo humano, lo que provoca síntomas como fiebre, dolor de cabeza y enfermedad similar a la gripe. Las campañas de concienciación que educan a las personas sobre la prevención y el control de la malaria reducen la transmisión de la enfermedad. En esta investigación, se propone un modelo matemático para estudiar el impacto de las medidas de control basadas en la concienciación en la dinámica de transmisión de la malaria. Algunas propiedades básicas del modelo propuesto, como la no negatividad y limitación de las soluciones, la existencia de los puntos de equilibrio y sus propiedades de estabilidad, se han estudiado utilizando la teoría cualitativa. El equilibrio libre de enfermedades es asintóticamente global cuando el número básico de reproducción, , es menor que el número de casos actuales. Finalmente, se aplica la teoría del control óptimo para minimizar el costo del control de la enfermedad y resolver el problema de control óptimo aplicando el principio del mínimo de Pontryagin. Se han proporcionado simulaciones numéricas para la confirmación de los resultados analíticos. El equilibrio endémico existe para , y ocurre una bifurcación transcritica hacia adelante en . Los perfiles óptimos del proceso de tratamiento, la organización de campañas de concienciación y el uso de insecticidas se obtienen para la eficacia en costos de la gestión de la malaria. Esta investigación concluye que las campañas de concienciación a través de las redes sociales con un enfoque de control óptimo son mejores para la gestión rentable de la malaria.