微分顺序的MRSA细菌感染模型与真实数据的拟合:计算分析和建模
Muhammad Farman1, Nezihal Gokbulut2, Ulas Hurdoganoglu3
1Faculty of Arts and Sciences, Department of Mathematics, Near East University, Nicosia, North Cyprus, 99138, Turkey; Department of Computer Science and Mathematics, Lebanese American University, Beirut, Lebanon.
Computers in biology and medicine
|March 31, 2024
概括
本研究引入了对抗甲素黄金葡萄球菌 (MRSA) 感染的分数级动态模型,验证了其稳定性并分析了关键参数. 这些发现强调了微积分计算在理解MRSA动态和指导抗生素使用方面的重要性.
科学领域:
- 数学生物学 数学生物学
- 传染病建模 传染病建模
- 分数微积分的计算.
背景情况:
- 甲素耐药黄金葡萄球菌 (MRSA) 构成了重大的国际健康风险,呈现出从殖民到严重侵入性疾病的各种临床表现.
- 了解传播动态和制定有效的MRSA控制策略在医疗保健和社会环境中至关重要.
研究的目的:
- 使用现实世界的数据开发和分析MRSA感染的新型分数顺序动态模型.
- 调查拟议的MRSA模型的生物可行性,稳定性和关键流行病学参数.
- 探索微积分计算对MRSA感染动态和抗生素治疗策略的影响.
主要方法:
- 为MRSA感染开发一个分数顺序的动态模型.
- 对模型属性的分析,包括不变区域,边界解决方案和独特性.
- 基本复制数 (R0) 的计算和灵敏度分析.
- 固定点理论用于存在,独特性和乌兰-海尔斯-拉西亚斯稳定性的应用.
- 实施混乱控制以稳定系统.
- 使用双步牛顿多项式方法进行数值模拟,以评估分数顺序的影响.
主要成果:
- 分数顺序MRSA模型被证明是生物可行的,具有积极不变区域和边界解决方案.
- 确定了基本的复制数 (R0),并对其参数进行了敏感性分析.
- 建立了模型的存在,独特性和概括的乌兰-海尔斯-拉西亚斯稳定性.
- 数字模拟证实了分数顺序对MRSA感染动态的重大影响.
- 该研究通过分数计算的透视来验证了明智使用抗生素在管理MRSA感染方面的重要性.
结论:
- 分数顺序建模为了解MRSA感染的复杂动态提供了有价值的框架.
- 该分析强调了分数订单在预测感染传播和评估控制措施方面的关键作用.
- 这些发现强调了需要明智的抗生素管理来打击MRSA的持续威胁的必要性.
