شماره راهنما :
1933 دكتري
پديد آورنده :
اكبري، نجمه
عنوان :
ديناميكها و انشعابات مدل بيماريهاي عفوني
گرايش تحصيلي :
رياضي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 163ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رسول عاشقي
استاد مشاور :
مريم نصيريان
توصيفگر ها :
بيماري عفوني , سرطان , سندرم نقص ايمني اكتسابي , مدل رياضي , معادلات ديفرانسيل معمولي , سيستم ايمني , نرخ باز توليد پايه , انشعاب , كنترل بهينه , اصل ماكزيمم سازي پونترياگين
استاد داور :
حميدرضا ظهوري زنگنه، حميد شريفي، رسول كاظمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/05/01
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/05/03
چكيده فارسي :
شيوع بيماريهاي عفوني از جمله ايدز، سرطان و در حال حاضر كوويد 19 جوامع بشري را تحت تاثير قرار داده است به طوري كه يك درمان قطعي براي آنها پيدا نشده است. پيش بيني فرآيند بيماري ميتواند تا حدي روند گسترش بيماري را كنترل كند. دانشمندان دريافتند كه مدلهاي رياضي ميتوانند اين فرآيند را در بلند مدت پيش بيني كنند. يك مدل رياضي، توصيف رياضي يك پديده از دنياي واقعي است. براي تحليل هر چه بهتر يك بيماري عفوني ميتوان تمامي عوامل مؤثر بر آن بيماري را در نظر گرفت و آن را به صورت يك مدل رياضي بيان كرد. نوعي از اين مدلها را ميتوان به صورت يك دستگاه معادلات ديفرانسيل نمايش داد و با بررسي ديناميك و وجود انشعابات آن، به فرآيند بيماري پي برد. امروزه، دستگاههاي ديناميكي نقش بسزايي در پيش بيني بيماريهاي عفوني دارند. به طور كلي، مطالعه ديناميك بيماريهاي عفوني، رويكرد مهمي براي بررسي انتقال بيماريهاي عفوني است كه براي بررسي ديناميك آن، از مدلهاي رياضي از نوع معادلات ديفرانسيل با مشتقات معمولي استفاده زيادي ميشود. مدلهاي رياضي، براي توصيف مكانيسم انتقال بيماري و ديناميك عوامل عفوني بيان ميشوند. اين مدلها بر اساس ديناميك جمعيت، رفتار انتقال بيماري، ويژگي عوامل عفوني و ارتباط با ساير عوامل اجتماعي و فيزيولوژيكي ساخته ميشوند و درك خوبي از نحوه انتشار بيماري عفوني به ما ارائه ميدهند. يكي از بيماريهايي كه مدلهاي آن به صورت درون سلولي بررسي شده است، ايدز يا سندرم نقص ايمني اكتسابي است. اين بيماري، يك بيماري ويروسي است كه چهارمين علت مرگ و مير در سراسر جهان است.
است. اين ويروس، به آرامي سيستم ايمني بدن را طي چند سال تخريب ميكند HIV عامل اين بيماري همه گير، ويروس و هنگامي كه سيستم ايمني بدن تضعيف شد ايدز رخ ميدهد. اين ويروس از طريق اجسام نوك تيز، شيردهي مادر به فرزند، انتقال خون و غيره منتقل ميشود.
در اين رساله، به بررسي و مطالعه ديناميك مدلهاي درون سلولي گسترش يافته بيماري سرطان و ايدز خواهيم پرداخت كه نقش مهمي در پيش بيني و گسترش بيماري دارند. ابتدا برخي مفاهيم مقدماتي سيستم ايمني و ويروس را مرور ميكنيم. سپس به بررسي مرحله ورود ويروس به بدن تا شروع ايدز ميپردازيم و با مطالعهي مدلهاي رياضي مختلف از ابتدا تاكنون به تحليل اين بيماري از طريق مدل رياضي خواهيم پرداخت. در ادامه، با اطلاعات موجود از بيماري و گسترش مدلهاي موجود، به بيان مدل بيماري جديد خواهيم پرداخت. در مدل گسترش يافته، عوامل زيادي در روند گسترش بيماري در نظر گرفته شدهاند كه با تحليل ديناميكي آن از جمله يافتن نقاط تعادل سيستم، پايداري نقاط تعادل، نرخ باز توليد پايه، وجود انشعاب در سيستم، اثر درمان بر بيماري به صورت پارامتر و تابع كنترل با استفاده از اصل كنترل بهينه پونترياگين و شبيهسازي آن ميتوان به روند گسترش بيماري پي برد.
چكيده انگليسي :
The prevalence of infectious diseases such as AIDS, cancer, and currently Covid 19 has affected human societies without a definitive cure. Predicting the disease process can control the spread of the disease to some extent. Scientists have found that mathematical models can predict this process in the long run. A mathematical model is a mathematical description of a real-world phenomenon. To better analyze an infectious disease, all the factors affecting in disease can be expressed as a mathematical model.
Mathematical models are usually represented as a system of ordinary differential equations that the disease process can be understood by examining whose dynamics and the existence of bifurcations.
Nowadays, dynamical system play a significant role in the prediction of infectious diseases.
In general, the dynamics of infectious diseases is an important approach to investigating the transmission of infectious diseases, in which mathematical models are used a lot.
Mathematical models are used to describe the mechanism of disease transmission and the dynamics of infectious agents.
These models are built based on population dynamics, disease transmission behavior, characteristics of infectious agents, and their relationship with other social and physiological factors.
They provide a good understanding of the spread of disease infection.
One of the diseases whose models have been studied intracellularly is AIDS or Acquired Immune Deficiency Syndrome.
It is a viral disease that is the fourth cause of death worldwide.
The cause of this pandemic is HIV.
The virus slowly destroys the immune system over several years. Thus, when the immune system is weakened, AIDS occurs.
The virus is transmitted through sharp objects, breastfeeding, blood transfusions, etc.
In this thesis, we examine the dynamics of advanced intracellular models of cancer and AIDS that play a critical role in predicting and spreading the disease.
We will first review some basic concepts of the immune system and the virus.
We will examine the stage of the virus entering the body until the onset of AIDS.
Then, we will review various mathematical models from the beginning until now.
In the following, we will express the new disease model with the available information about the disease and the development of existing models.
In the extended models, many factors in the process of disease spread have been considered.
Their dynamical analysis includes finding equilibrium points, stability of equilibrium points, basic reproduction rate, the presence of bifurcation in the system, and the effect of treatment on the disease as a parameter and control function using the principle of optimal control of Pontriagin and its simulation.
With the dynamical analysis of the related mathematical model, it is possible to find out the process of spreading the disease.
استاد راهنما :
رسول عاشقي
استاد مشاور :
مريم نصيريان
استاد داور :
حميدرضا ظهوري زنگنه، حميد شريفي، رسول كاظمي