Mathematische Modellierung und Analyse der TB- und COVID-19-Koinfektion

Tuberkulose (TB) und Coronavirus (COVID-19) sind beide Infektionskrankheiten, die weltweit weiterhin Millionen von Menschen jedes Jahr betreffen. Sie haben ähnliche Symptome wie Husten, Fieber und Atembeschwerden, unterscheiden sich jedoch in den Inkubationszeiten. Dieses Papier führt ein mathematisches Modell für die Übertragungsdynamik der TB- und COVID-19-Koinfektion ein, das ein System nichtlinearer gewöhnlicher Differentialgleichungen verwendet. Die Wohlgestelltheit des vorgeschlagenen Koinfektionsmodells wird anschließend analytisch untersucht, indem Eigenschaften wie Existenz, Beschränktheit und Positivität der Lösungen aufgezeigt werden. Die Stabilitätsanalyse der Gleichgewichtspunkte der Teilmodelle wird ebenfalls separat erörtert, nachdem die grundlegenden Reproduktionszahlen berechnet wurden. In jedem Fall wird bewiesen, dass die infektiösen Gleichgewichtspunkte der Teilmodelle sowohl lokal als auch global stabil sind, wenn die Reproduktionszahlen kleiner als eins sind. Darüber hinaus wird bewiesen, dass der koinfektionsfreie Gleichgewichtspunkt bedingt stabil ist. Die Sensitivitäts- und Bifurkationsanalyse werden ebenfalls untersucht. Verschiedene Simulationsfälle wurden durchgeführt, um die analytischen Ergebnisse zu ergänzen.