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感染症ダイナミクスを記述する関数方程式の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K05365
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関岡山大学

研究代表者

佐々木 徹  岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (20260664)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード関数方程式 / 数理モデル / 疫学 / 感染症 / ウイルスダイナミクス / ウイルス・ダイナミクス / 応用数学 / 解析学 / 数理生物学 / 関数方程式論
研究成果の概要

ウイルスダイナミクスを記述する数理モデルで,(1) 空間拡散を取り入れたもの,(2) 齢構造を考慮したもの,(3) 齢構造を考慮し,かつ複数のウイルス株を考慮したもの,(4) 齢構造,2 つの感染経路,2 つのコンパートメントを考慮したもの,のそれぞれに対して,解の定性的性質を解析した.(1) に関しては,解の漸近挙動を明らかにし,(2) から (4) に対しては,平衡点の大域安定性を証明した.これらの結果は,リアプノフ関数・汎関数を利用して証明したが,リアプノフ関数がきちんと定義される事などの精密な議論は,モデルによって大きく異なっている.

研究成果の学術的意義や社会的意義

空間拡散を考慮したモデルにおける,解の漸近挙動に対する結果は,空間拡散を考慮しないモデルに対する結果に準じたものになっていて,この結果は空間拡散を考慮しないモデルを用いた応用研究の信頼性を裏づけるものとなっている.また,齢構造を取り入れたモデルにおける,平衡点の大域安定性の関する結果は,議論される事が少なく,しかし数学的には欠かせない点を丁寧に議論した点に学術的意義がある.また,2 つの感染経路と 2 つのコンパートメントを考慮したモデルは,近年生物学的に注目されている点を踏まえたもので,その応用研究の基礎となりうるものである.

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Global stability of an age-structured infection model in vivo with two compartments and two routes2022

    • 著者名/発表者名
      Kajiwara Tsuyoshi、Sasaki Toru、Otani Yoji
    • 雑誌名

      Mathematical Biosciences and Engineering

      巻: 19 号: 11 ページ: 11047-11070

    • DOI

      10.3934/mbe.2022515

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global stability for an age-structured multistrain virus dynamics model with humoral immunity2020

    • 著者名/発表者名
      Kajiwara Tsuyoshi、Sasaki Toru、Otani Yoji
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics and Computing

      巻: 62 号: 1-2 ページ: 239-279

    • DOI

      10.1007/s12190-019-01283-w

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global stability of an age-structured model for pathogen-immune interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kajiwara Tsuyoshi, Toru Sasaki, Yoji Otani
    • 雑誌名

      J. Appl. Math. Comput.

      巻: 59(1-2) ページ: 631-660

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic behaviour of the solutions to a virus dynamics model with diffusion2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Sasaki and Takashi Suzuki
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems, Series B

      巻: 23-2 号: 2 ページ: 525-541

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2017206

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stability of equilibria of pathogen-immune models2019

    • 著者名/発表者名
      Toru Sasaki, Tsuyoshi Kajiwara,Yoji Otani, and Yuki Ishimaru
    • 学会等名
      The 7th China-India-Japan-Korea International Confernce on Mathematical Biology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウイルスダイナミクス基本モデルの安定性に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 徹, 梶原 毅, 應谷洋二, 石丸優希
    • 学会等名
      日本数理生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡散効果を取り入れた病原体・免疫モデルの漸近挙動2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木徹,鈴木貴
    • 学会等名
      応用数理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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