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Optimal control of intervention strategies in malaria-tuberculosis co-infection with relapse

International Journal of Biomathematics 2018年第2期11卷 27-64页

作者： peter mpasho mwamtobe Simphiwe Mpumelelo Simelane Shirley Abelman Jean Michel Tchuenche School of Computer Science and Applied Mathematics University of Witwatersrand Johannesburg Private Bag 3 Wits 2050 South Africa Mathematics and Statistics Department University of Malawi The Malawi Polytechnic Private Bag 303 Chichiri Blantyre 3 Malawi Department of Applied Physics and Engineering Mathematics University of Johannesburg South Africa

A model which incorporates some of the basic epidemiological features of the co- dynamics of malaria and tuberculosis （TB） is formulated and the effectiveness of current intervention strategies of these two diseases is analyzed. The malaria-only and TB-only models are considered first. Global stability disease-free steady states of the two sub- models does not hold due to the co-existence of stable disease-free with stable endemic equilibria, a phenomenon known as backward bifurcation. The dynamics of the dual malari^TB model with intervention strategies are also analyzed. Numerical simulations of the malaria-TB model are carried out to determine whether the two diseases can co- exist. Lastly, sensitivity analysis on key parameters that drive the disease dynamics is performed in order to identify their relative importance to disease transmission.

关键词： Tuberculosis malaria co-infection intervention strategies optimal controltheory.

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