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dc.contributor.CRUESPUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASpt_BR
dc.descriptionOrientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyerpt_BR
dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científicapt_BR
dc.format.extent1 recurso online (109 p.) : il., digital, arquivo PDF.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languageInglêspt_BR
dc.relation.requiresRequisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFpt_BR
dc.typeTESE DIGITALpt_BR
dc.titleSpatiotemporal epidemiology with optimal control and application to Zika virus : Epidemiologia espaçotemporal com controle ótimo e aplicações ao vírus Zikapt_BR
dc.title.alternativeEpidemiologia espaçotemporal com controle ótimo e aplicações ao vírus Zikapt_BR
dc.contributor.authorMiyaoka, Tiago Yuzo, 1990-pt_BR
dc.contributor.advisorMeyer, João Frederico da Costa Azevedo, 1947-pt_BR
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científicapt_BR
dc.contributor.nameofprogramPrograma de Pós-Graduação em Matemática Aplicadapt_BR
dc.subjectEpidemiologiapt_BR
dc.subjectControle ótimopt_BR
dc.subjectEquações diferenciais parciaispt_BR
dc.subjectEstimativa de parâmetropt_BR
dc.subjectZika viruspt_BR
dc.subject.otherlanguageEpidemiologyen
dc.subject.otherlanguageOptimal controlen
dc.subject.otherlanguagePartial differential equationsen
dc.subject.otherlanguageParameter estimationen
dc.subject.otherlanguageZika virusen
dc.description.abstractResumo: Em epidemiologia, medidas de controle podem ser propostas e implementadas de modo a reduzir infecções e custos associados a uma doença infecciosa. Neste trabalho usamos modelagem matemática, teoria de controle ótimo e simulações numéricas para descrever, simular e analisar um problema da vida real nesse sentido. Nosso objeto de estudo em particular foi o espalhamento geográfico do vírus Zika, que obteve preocupação mundial após um recente surto na América Latina que se iniciou no Brasil. Houve um alto número de doenças neurológicas, como microcefalia em recém nascidos de mães infectadas por Zika, o que nunca havia ocorrido antes. O vírus é transmitido principalmente por mosquitos {\itshape Aedes aegypti}, mas há casos confirmados de transmissão direta (sexual). Um modelo de difusão-reação foi formulado, baseado em equações diferenciais parciais, que considera movimento espaço-temporal de humanos e vetores, com transmissão local do vírus Zika. Vacinação foi introduzida como um controle variável no tempo e espaço, dando imunidade a humanos suscetíveis, com o objetivo de caracterizar uma estratégia de vacinação ótima que minimiza os custos associados a infecções e vacinas. A caracterização do controle ótimo foi obtida por meio de equações de estado e adjuntas. Soluções numéricas do modelo foram obtidas usando os métodos de elementos finitos para variáveis espaciais, e de diferenças finitas para a variável temporal. Utilizando dados para o surto inicial de Zika em 2015 do estado do Rio Grande do Norte no Brasil, alguns parâmetros do modelo foram estimados usando uma abordagem de quadrados mínimos. A metodologia de estimação de parâmetros foi testada com dados artificialmente gerados. Uma análise de sensibilidade global foi realizada de forma a encontrar os parâmetros com mais impacto no custo total e no número de infecções. Diversos cenários foram considerados e discutidos em termos do número de novas infecções e e custos, mostrando que a aplicação do controle ótimo foi bem sucedida, significantemente reduzindo estes númerospt
dc.description.abstractAbstract: In epidemiology, control measures can be proposed and implemented in order to reduce infections and associated costs of an infectious disease. In this work we used mathematical modeling, optimal control theory and numerical simulations to describe, simulate, and analyze a real life problem in this sense. Our particular subject of study was the geographical spread of the Zika virus, which has acquired worldwide concern after a recent outbreak in Latin America that started in Brazil. There was a high number of associated neurological conditions, such as microcephaly in newborns from infected mothers, which had never happened before. The virus is transmitted mainly by {\itshape Aedes aegypti} mosquitoes, but direct (sexual) transmission has been documented. We formulated a reaction diffusion model, based on partial differential equations, that considers spatiotemporal movement of humans and vectors, with local contact transmission of Zika virus. Vaccination was introduced as a space and time variable control, giving immunity to susceptible humans, with the goal of characterizing an optimal vaccination strategy that minimizes the costs associated with infections and vaccines. The optimal control characterization was obtained in terms of state and adjoint equations. Numerical solutions of the model were obtained using the finite element method for the space variables, and the finite difference method for time. Using data for the initial 2015 Zika outbreak in the state of Rio Grande do Norte in Brazil, some parameters of the model were estimated using a least squares approach. The parameter estimation methodology was tested with artificially generated data. A global sensitivity analysis was performed in order to find the parameters with most impact in the overall cost and in the number of new infections. Several scenarios were considered and discussed in terms of number of new infections and costs, showing that the optimal control application was successful, significantly reducing these quantitiesen
dc.publisher[s.n.]pt_BR
dc.date.issued2019pt_BR
dc.identifier.citationMIYAOKA, Tiago Yuzo. Spatiotemporal epidemiology with optimal control and application to Zika virus: Epidemiologia espaçotemporal com controle ótimo e aplicações ao vírus Zika. 2019. 1 recurso online (109 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/334344. Acesso em: 4 jul. 2019.pt_BR
dc.description.degreelevelDoutoradopt_BR
dc.description.degreedisciplineMatematica Aplicadapt_BR
dc.description.degreenameDoutor em Matemática Aplicadapt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameSilveira, Graciele Paraguaiapt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameGomes, Luciana Takatapt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameCalsavara, Bianca Morelli Rodolfopt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameDíaz Rodrigues, Luiz Albertopt_BR
dc.date.defense2019-03-08T00:00:00Zpt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber001pt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber140780/2018-1pt_BR
dc.date.available2019-07-04T19:40:18Z-
dc.date.accessioned2019-07-04T19:40:18Z-
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2019-07-04T19:40:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyaoka_TiagoYuzo_D.pdf: 7043710 bytes, checksum: 9999da299c1179f1efafaa0b760c773f (MD5) Previous issue date: 2019en
dc.identifier.urihttp://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/334344-
dc.description.sponsorCAPESpt_BR
dc.description.sponsorCNPQpt_BR
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