[论文解读] Sensitivity Analysis of SEIR SEI Model of Dengue Disease

Ganga Ram Phaijoo, Dil Bahadur Gurung|ArXiv.org|Jan 27, 2025

Mosquito-borne diseases and control被引用 3

一句话总结

该论文为登革热传播建立了一个 SEIR-SEI 分区模型，通过 Next Generation 方法计算基本再生数，分析平衡稳定性，并进行参数敏感性分析。

ABSTRACT

Dengue is a vector borne infectious disease. The disease is transmitted byAedes mosquitoes. In the present work, SEIR - SEI compartmental epidemiological model is used to describe dengue disease transmission dynamics. The human population is classified into four epidemiological states: Susceptible, Exposed, Infectious and Recovered humans. The mosquito population is divided into three epidemiological states: Susceptible, Exposed and Infectious mosquitoes. Associated basic reproduction number which determines whether the disease will persist or die out, is calculated by Next Generation method. Stability of the equilibrium points of the model is analyzed in terms of basic reproduction number. Sensitivity analysis is carried out to study importance of modelparameters.

研究动机与目标

• 使用带有人体-蚊子 SEIR-SEI 框架的结合模型来研究登革热传播动态的动机。
• 提出并分析登革热传播的 SEIR-SEI 分区模型。
• 使用 Next Generation 方法计算基本再生数。
• 在与 R0 相关的条件下研究平衡的稳定性。
• 进行敏感性分析以识别影响模型参数的关键因素。

提出的方法

• 为人群定义 SEIR 分区（易感、暴露、感染、康复）和为蚊子定义 SEI 分区（易感、暴露、感染）。
• 导出人群与蚊子群体的传染动力学及模型方程。
• 使用 Next Generation 方法计算基本再生数 R0。
• 在 R0 的意义下分析平衡点及其稳定性。
• 进行敏感性分析以评估模型参数的重要性。

实验结果

研究问题

• RQ1 使用 Next Generation 方法，登革热 SEIR-SEI 模型的基本再生数是多少？
• RQ2 模型的平衡点如何依赖于 R0 以及其他参数？
• RQ3 根据敏感性分析，哪些参数对登革热传播影响最大？
• RQ4 在不同参数下，疾病自由和平衡型的稳定性如何表现？

主要发现

• 通过 Next Generation 方法计算出 R0，以确定疾病的持续存在或消亡。
• 在基本再生数的关系下分析平衡点的稳定性。
• 敏感性分析确定对传播动力学影响最大的参数。
• 模型将人体与蚊子分区联系起来以捕捉媒介传播。
• 本文提供了一个评估参数变化如何影响登革热动态的框架。