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Type: Dissertação
Title: Modelagem computacional espaço-temporal da disseminação da hanseníase
Author: Varella, Vinícius Clemente
First Advisor: Lobosco, Marcelo
Co-Advisor: Santos, Rodrigo Weber dos
Referee Member: Coelho, Angélica da Conceição Oliveira
Referee Member: Dias, Cláudia Mazza
Resumo: A Hanseníase, também conhecida como doença de Hansen ou Lepra, é uma doença infectocontagiosa que afeta principalmente a pele e os nervos periféricos, podendo, em alguns casos, levar a incapacidade física permanente. O agente causador da doença é a bactéria Mycobacterium leprae. Apesar da redução do número de casos em todo o mundo, a doença continua sendo uma preocupação global de saúde pública, especialmente em alguns países, como o Brasil, que ainda não atingiram as metas estabelecidas para redução no número de casos. Este trabalho tem por objetivo reproduzir, com o uso de ferramentas matemático-computacionais, a disseminação dos casos de Hanseníase em um domínio bidimensional, utilizando para este propósito o modelo compartimental SIR. Neste modelo os compartimentos representam os grupos de indivíduos suscetíveis, infectados e recuperados. Na modelagem o compartimento de indivíduos suscetíveis comporta as pessoas vulneráveis ao contágio e a população resistente ao bacilo, enquanto o compartimento dos indivíduos infectados não faz distinção em relação a classificação da doença, assumindo a simplificação de que todos os doentes possuem a mesma capacidade de transmissão. O modelo espaço-temporal foi solucionado computacionalmente usando duas abordagens distintas. A primeira abordagem foi a resolução determinística do sistema de equações associado ao modelo SIR através do método das diferenças finitas. Na segunda abordagem empregou-se o algoritmo de Gillespie para resolver o mesmo sistema de equações de modo estocástico. Os resultados obtidos por ambas abordagens foram então comparados, para fins de validação, com o banco de dados de registros de saúde pública da cidade de Juiz de Fora, Brasil, que mantêm o histórico do número de casos de Hanseníase notificados ao longo do tempo.
Abstract: Leprosy, also known as Hansen’s disease, is an infectious disease that mainly affects the skin and peripheral nerves and can cause permanent physical disabilities. The causative agent of the disease is the bacterium Mycobacterium leprae. Despite of the decrease in the number of leprosy cases in the world, the disease remains a global public concern, specially in some countries, such as Brazil, which did not achieve its reduction goal. This work aims to reproduce, using mathematical-computacional tools, the spread of leprosy cases in a two-dimensional domain, using for this purpose a compartmental SIR model. In SIR, compartments represent the groups of susceptible, infected and recovered individuals. In the model, the susceptible compartment is characterized by all individuals who are susceptible to the contagion of the disease or those who are bacillus resistent. The infected compartment is composed by all the infected individuals without, for simplification purposes, making differentiation between paucibacilar and multibacilar individuals. The spatio-temporal model was computationally solved using two distinct approaches. The first approach solved, in a deterministic way, the SIR system of equations using the finite difference method. The second approach solved the same system of equation in a stochastic way using for this purpose the Gillespie algorithm. The results were compared to, for validation purposes, the public health records database of Juiz de Fora, Brazil, which keeps the total number of leprosy cases in the city along time.
Keywords: Hanseníse
Modelagem computacional
Epidemiologia
Modelo SIR
Algoritmo de Gillespie
Leprosy
Computational modeling
Epidemiology
SIR model
Gillespie’s algorithm
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11262
Issue Date: 15-Oct-2019
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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