基于人口異質(zhì)性傳染病模型與防控策略的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-16 16:21
人口異質(zhì)性對(duì)傳染病的傳播和防控措施的評(píng)估有著重要影響。本文主要研究了兩類具有人口異質(zhì)性特點(diǎn)的呼吸道傳染病:麻疹(measles),肺結(jié)核(tuberculosis)。結(jié)合兩傳染病的發(fā)病特征,建立了具有異質(zhì)性因素的傳染病動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)模型進(jìn)行了理論分析,通過數(shù)值模擬對(duì)傳染病控制策略進(jìn)行了評(píng)估。本文研究?jī)?nèi)容如下:一、為研究麻疹疫苗在不同年齡組的接種效果以及死亡率等重要參數(shù)對(duì)疫苗防控策略的影響,根據(jù)麻疹在不同年齡組人群的發(fā)病特點(diǎn)與接觸異質(zhì)性,建立了具有年齡結(jié)構(gòu)的SEIR麻疹動(dòng)力學(xué)模型,定義了兩類死亡率,計(jì)算了在疫苗接種條件下模型的控制再生數(shù)Rv;利用梯度下降法求得了我國(guó)麻疹強(qiáng)化疫苗在4、5年齡組(1019歲)最優(yōu)疫苗分配比率,在3、4、5年齡組(519歲)的最優(yōu)疫苗分配比率,表明了相同疫苗量情況下,對(duì)4、5年齡組注射疫苗比對(duì)3、4、5年齡組注射疫苗更有效地降低Rv;通過數(shù)值模擬得出了兩類死亡率模型下得到的最優(yōu)疫苗分配比率與Rv減少量基本一致,表明兩類死亡率對(duì)最優(yōu)疫苗策略影響較小。二、為研究不同人口密度的兩地區(qū)之間的人口流動(dòng)對(duì)肺結(jié)核傳播的影響以及在兩...
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
5年齡組和3,4,5年齡組的最優(yōu)疫苗分配比率圖
的結(jié)果表明:與對(duì) 3,4,5 年齡組注射疫苗相比,對(duì) 4,5 年齡組注射相同的疫苗量會(huì)得更高的Rv減少量;相同疫苗量情況下,對(duì) 4、5 年齡組注射疫苗比對(duì) 3、4、5 年齡組射疫苗更有效地降低Rv。.4.2 兩類死亡率模型下最優(yōu)疫苗策略的比較在本節(jié)中,我們考慮 I 型與 II 型死亡率對(duì)最優(yōu)疫苗策略的影響。將 I 型與 II 型亡率下的模型分別定義為 I 類模型與 II 類模型,兩類死亡率分別用表 2-2 中的( μ)Ii( μ)IIi標(biāo)記,采用與 2.4.1 節(jié)相同的出生率( )if ,利用約束條件(2-2)求得兩類死亡率下人口增長(zhǎng)率分別為 ρ = 0.00004, ρ=0.0006I II。其他的參數(shù)與 2.4.1 節(jié)相同,下面比較類死亡率下模型最優(yōu)疫苗分配策略,探究死亡率對(duì)最優(yōu)疫苗策略的影響。第一種情況考慮對(duì) 4、5 年齡組注射疫苗。圖 2-4(a)中,考慮在一年內(nèi)實(shí)施 150劑的疫苗,由(2-13)求得 I 類模型下的最優(yōu)疫苗分配比率為4 5( χ , χ )=(0.0038,0.0048),Rv 由 4 下降到 2.99,應(yīng)用該最優(yōu)疫苗策略一段時(shí)間后,假設(shè) Rv 達(dá)到了 2.99,考慮施 加 一 年 10000 劑 的 疫 苗 約 束 , 同 樣 由 (2-13) 得 出 最 優(yōu) 疫 苗 分 配 比 4 5( χ , χ )=(0.0020,0.0072),使Rv由 2.99 下降到 2.4。
2.99 下降到 2.39。圖 2-4(a)與(b)表明盡管兩類模型的死亡率不同,但兩類模型下得出的在 4、5 年齡組最優(yōu)疫苗分配比率與Rv減少量基本一致,表明兩類死亡率對(duì) 4、5 年齡組最優(yōu)疫苗策略影響較小。第二種情況考慮對(duì) 3、4、5 年齡組注射強(qiáng)化疫苗,所有的參數(shù)值與圖 2-3 相同且考慮與 5.1 節(jié)注射數(shù)量的兩次疫苗量。圖 2-5(a)中,對(duì)于 I 類模型,首先一年注射 15000 劑疫苗,由公式(2-13)最優(yōu)解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00198,0.00114,0.00244),使Rv從 4 下降到3.2。應(yīng)用該疫苗策略一段時(shí)間后,假設(shè)Rv被降低到 3.2,再施加 10000 劑疫苗,得出最優(yōu)解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00047,0.00131,0.00370),使Rv從 3.2 下降到 2.7。圖 2-5(a)中,曲面表示Rv關(guān)于3 4 5( χ , χ , χ )的等高面,平面表示疫苗約束,交點(diǎn)為最優(yōu)疫苗分配點(diǎn)。圖 2-5(b)中,對(duì) II 類模型,同樣首先一年注射 15000 劑疫苗由公式(2-13)的最優(yōu)疫苗分配為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.002,0.00115,0.00246),使Rv從 4 下降到 3.2,再施加 10000 劑疫苗,由公式(2-13)得最優(yōu)疫苗分配解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00048,0.00134,0.00374),使Rv從3.2 下降到 2.7。圖 2-5(a)與(b)表明:兩類模型下得出在 3、4、5 年齡組最優(yōu)疫苗分配比率基本一致,由疫苗策略導(dǎo)致的Rv減少量也相同,表明兩類死亡率對(duì) 3、4、5 年齡組最優(yōu)疫苗策略影響較小。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河南省2010——2014年成人麻疹流行病學(xué)特征[J]. 王燕,肖占沛,馬雅婷,張肖肖,路明霞,王長(zhǎng)雙,張延煬. 中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué). 2017(04)
[2]2005~2013年我國(guó)麻疹流行病學(xué)分析[J]. 張秀山,吳義城,錢全,劉婉瑜,張文義,李申龍. 軍事醫(yī)學(xué). 2015(05)
[3]我國(guó)現(xiàn)階段消除麻疹可行性的探討[J]. 蘇曉婷,張燕,李廓. 中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志. 2015(05)
[4]關(guān)于公共衛(wèi)生傳染病控制的探索[J]. 張?zhí)m. 大家健康(學(xué)術(shù)版). 2014(20)
[5]新世紀(jì)呼吸道傳染病流行現(xiàn)狀概述[J]. 宋樂,江曉靜. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué). 2014(20)
[6]中國(guó)2011年麻疹流行病學(xué)特征與消除麻疹進(jìn)展[J]. 馬超,郝利新,蘇琪茹,馬靜,張燕,曹雷,羅會(huì)明. 中國(guó)疫苗和免疫. 2012(03)
[7]中國(guó)結(jié)核病防治工作現(xiàn)狀分析[J]. 王黎霞. 中國(guó)公共衛(wèi)生. 2012(04)
[8]兩個(gè)城市人口相互流動(dòng)的流感模型研究[J]. 朱宏淼,靳禎. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2012(06)
[9]新時(shí)期傳染病的流行特點(diǎn)及其預(yù)防控制的策略[J]. 穆子林. 中國(guó)醫(yī)藥指南. 2012(05)
[10]我國(guó)麻疹流行特點(diǎn)和消除麻疹的策略[J]. 韋勁光. 疾病監(jiān)測(cè)與控制. 2011(11)
博士論文
[1]肺結(jié)核傳播模型的定性分析及數(shù)據(jù)模擬[D]. 張金慧.華中師范大學(xué) 2014
本文編號(hào):2981138
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
5年齡組和3,4,5年齡組的最優(yōu)疫苗分配比率圖
的結(jié)果表明:與對(duì) 3,4,5 年齡組注射疫苗相比,對(duì) 4,5 年齡組注射相同的疫苗量會(huì)得更高的Rv減少量;相同疫苗量情況下,對(duì) 4、5 年齡組注射疫苗比對(duì) 3、4、5 年齡組射疫苗更有效地降低Rv。.4.2 兩類死亡率模型下最優(yōu)疫苗策略的比較在本節(jié)中,我們考慮 I 型與 II 型死亡率對(duì)最優(yōu)疫苗策略的影響。將 I 型與 II 型亡率下的模型分別定義為 I 類模型與 II 類模型,兩類死亡率分別用表 2-2 中的( μ)Ii( μ)IIi標(biāo)記,采用與 2.4.1 節(jié)相同的出生率( )if ,利用約束條件(2-2)求得兩類死亡率下人口增長(zhǎng)率分別為 ρ = 0.00004, ρ=0.0006I II。其他的參數(shù)與 2.4.1 節(jié)相同,下面比較類死亡率下模型最優(yōu)疫苗分配策略,探究死亡率對(duì)最優(yōu)疫苗策略的影響。第一種情況考慮對(duì) 4、5 年齡組注射疫苗。圖 2-4(a)中,考慮在一年內(nèi)實(shí)施 150劑的疫苗,由(2-13)求得 I 類模型下的最優(yōu)疫苗分配比率為4 5( χ , χ )=(0.0038,0.0048),Rv 由 4 下降到 2.99,應(yīng)用該最優(yōu)疫苗策略一段時(shí)間后,假設(shè) Rv 達(dá)到了 2.99,考慮施 加 一 年 10000 劑 的 疫 苗 約 束 , 同 樣 由 (2-13) 得 出 最 優(yōu) 疫 苗 分 配 比 4 5( χ , χ )=(0.0020,0.0072),使Rv由 2.99 下降到 2.4。
2.99 下降到 2.39。圖 2-4(a)與(b)表明盡管兩類模型的死亡率不同,但兩類模型下得出的在 4、5 年齡組最優(yōu)疫苗分配比率與Rv減少量基本一致,表明兩類死亡率對(duì) 4、5 年齡組最優(yōu)疫苗策略影響較小。第二種情況考慮對(duì) 3、4、5 年齡組注射強(qiáng)化疫苗,所有的參數(shù)值與圖 2-3 相同且考慮與 5.1 節(jié)注射數(shù)量的兩次疫苗量。圖 2-5(a)中,對(duì)于 I 類模型,首先一年注射 15000 劑疫苗,由公式(2-13)最優(yōu)解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00198,0.00114,0.00244),使Rv從 4 下降到3.2。應(yīng)用該疫苗策略一段時(shí)間后,假設(shè)Rv被降低到 3.2,再施加 10000 劑疫苗,得出最優(yōu)解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00047,0.00131,0.00370),使Rv從 3.2 下降到 2.7。圖 2-5(a)中,曲面表示Rv關(guān)于3 4 5( χ , χ , χ )的等高面,平面表示疫苗約束,交點(diǎn)為最優(yōu)疫苗分配點(diǎn)。圖 2-5(b)中,對(duì) II 類模型,同樣首先一年注射 15000 劑疫苗由公式(2-13)的最優(yōu)疫苗分配為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.002,0.00115,0.00246),使Rv從 4 下降到 3.2,再施加 10000 劑疫苗,由公式(2-13)得最優(yōu)疫苗分配解為3 4 5( χ , χ , χ )=(0.00048,0.00134,0.00374),使Rv從3.2 下降到 2.7。圖 2-5(a)與(b)表明:兩類模型下得出在 3、4、5 年齡組最優(yōu)疫苗分配比率基本一致,由疫苗策略導(dǎo)致的Rv減少量也相同,表明兩類死亡率對(duì) 3、4、5 年齡組最優(yōu)疫苗策略影響較小。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河南省2010——2014年成人麻疹流行病學(xué)特征[J]. 王燕,肖占沛,馬雅婷,張肖肖,路明霞,王長(zhǎng)雙,張延煬. 中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué). 2017(04)
[2]2005~2013年我國(guó)麻疹流行病學(xué)分析[J]. 張秀山,吳義城,錢全,劉婉瑜,張文義,李申龍. 軍事醫(yī)學(xué). 2015(05)
[3]我國(guó)現(xiàn)階段消除麻疹可行性的探討[J]. 蘇曉婷,張燕,李廓. 中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志. 2015(05)
[4]關(guān)于公共衛(wèi)生傳染病控制的探索[J]. 張?zhí)m. 大家健康(學(xué)術(shù)版). 2014(20)
[5]新世紀(jì)呼吸道傳染病流行現(xiàn)狀概述[J]. 宋樂,江曉靜. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué). 2014(20)
[6]中國(guó)2011年麻疹流行病學(xué)特征與消除麻疹進(jìn)展[J]. 馬超,郝利新,蘇琪茹,馬靜,張燕,曹雷,羅會(huì)明. 中國(guó)疫苗和免疫. 2012(03)
[7]中國(guó)結(jié)核病防治工作現(xiàn)狀分析[J]. 王黎霞. 中國(guó)公共衛(wèi)生. 2012(04)
[8]兩個(gè)城市人口相互流動(dòng)的流感模型研究[J]. 朱宏淼,靳禎. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2012(06)
[9]新時(shí)期傳染病的流行特點(diǎn)及其預(yù)防控制的策略[J]. 穆子林. 中國(guó)醫(yī)藥指南. 2012(05)
[10]我國(guó)麻疹流行特點(diǎn)和消除麻疹的策略[J]. 韋勁光. 疾病監(jiān)測(cè)與控制. 2011(11)
博士論文
[1]肺結(jié)核傳播模型的定性分析及數(shù)據(jù)模擬[D]. 張金慧.華中師范大學(xué) 2014
本文編號(hào):2981138
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