Un enfoque computacional para un modelo de interacción entre el VIH y el sistema inmunitario
Autores: Attaullah, ; Zeeshan, ; Tufail Khan, Muhammad; Alyobi, Sultan; Yassen, Mansour F.; Prathumwan, Din
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque computacional para un modelo de interacción entre el VIH y el sistema inmunitario
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Solución numérica
Modelo de infección por VIH
SIDA
Células T CD4+
Número de reproducción
Método de Galerkin-Petrov
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio trata sobre la solución numérica del modelo de infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que es un problema significativo para la salud pública global. El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) es una enfermedad comunicable, y el VIH es el agente causal del SIDA, que daña la capacidad del cuerpo para luchar contra enfermedades y facilita que infecciones inocuas ataquen el cuerpo. Al ingresar al cuerpo, el VIH infecta una gran cantidad de células T CD4+ y perturba la tasa de suministro de estas células desde el timo. En este estudio, se considera el modelo con términos fuente variables en el que la producción de estas células es una función monótonamente decreciente de la carga viral. Basándonos en el número de reproducción, describimos la estabilidad del equilibrio libre. El método Galerkin-Petrov continuo, en particular el método cGP(2), se implementa para determinar las soluciones numéricas del modelo. Se examina la influencia de diferentes parámetros en la dinámica de la población de células T CD4+ sanas/infectadas y partículas de VIH libres, y los resultados se presentan gráficamente. Por otro lado, el modelo se resuelve utilizando el método de Runge-Kutta de cuarto orden, es decir, el método RK4, y los resultados de los esquemas propuestos se comparan con los obtenidos de otros esquemas clásicos como el método de colocación de Bessel (BCM), el método de descomposición de Laplace Adomian (LADM), el algoritmo de iteración de perturbación (PIA), el método de iteración variacional modificado (MVIM), el método de transformada diferencial (DTM) y el método de Galerkin exponencial (EGM), numéricamente. Además, se calculan los errores absolutos relativos al método RK4 para describir la precisión del esquema propuesto. Se presenta que el método cGP(2) obtiene resultados precisos con tamaños de paso de tiempo más grandes en comparación con los resultados de los métodos mencionados anteriormente. La comparación numérica y gráfica revela que el esquema propuesto produce resultados más precisos en comparación con otros esquemas tradicionales de la literatura.
Descripción
Este estudio trata sobre la solución numérica del modelo de infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que es un problema significativo para la salud pública global. El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) es una enfermedad comunicable, y el VIH es el agente causal del SIDA, que daña la capacidad del cuerpo para luchar contra enfermedades y facilita que infecciones inocuas ataquen el cuerpo. Al ingresar al cuerpo, el VIH infecta una gran cantidad de células T CD4+ y perturba la tasa de suministro de estas células desde el timo. En este estudio, se considera el modelo con términos fuente variables en el que la producción de estas células es una función monótonamente decreciente de la carga viral. Basándonos en el número de reproducción, describimos la estabilidad del equilibrio libre. El método Galerkin-Petrov continuo, en particular el método cGP(2), se implementa para determinar las soluciones numéricas del modelo. Se examina la influencia de diferentes parámetros en la dinámica de la población de células T CD4+ sanas/infectadas y partículas de VIH libres, y los resultados se presentan gráficamente. Por otro lado, el modelo se resuelve utilizando el método de Runge-Kutta de cuarto orden, es decir, el método RK4, y los resultados de los esquemas propuestos se comparan con los obtenidos de otros esquemas clásicos como el método de colocación de Bessel (BCM), el método de descomposición de Laplace Adomian (LADM), el algoritmo de iteración de perturbación (PIA), el método de iteración variacional modificado (MVIM), el método de transformada diferencial (DTM) y el método de Galerkin exponencial (EGM), numéricamente. Además, se calculan los errores absolutos relativos al método RK4 para describir la precisión del esquema propuesto. Se presenta que el método cGP(2) obtiene resultados precisos con tamaños de paso de tiempo más grandes en comparación con los resultados de los métodos mencionados anteriormente. La comparación numérica y gráfica revela que el esquema propuesto produce resultados más precisos en comparación con otros esquemas tradicionales de la literatura.