Analisis Sensitivitas Model SI1I2RS pada Penyebaran Penyakit Demam Berdarah

Abstract

Karya ilmiah ini membahas mengenai pemodelan matematika penyebaran penyakt dengan memodifikasi model penyebaran penyakit demam berdarah melibatkan adanya kompartemen populasi terinfeksi gejala ringan dan disebut model SI1I2RS. Berdasarkan model matematika ini diperoleh dua titik tetap yaitu titik tetap bebas penyakit dan titik tetap endemik penyakit. Selain itu, diperoleh pula bilangan reproduksi dasar (ℛ0) yang hanya bergantung pada parameter parameter dari model. Sifat dinamik dari model matematika yang diperoleh menunjukkan bahwa titik tetap bebas penyakit bersifat stabil asimtotik lokal bila ℛ0 < 1 dan titik tetap endemik penyakit bersifat stabil asimtotik lokal bila ℛ0 > 1. Dalam karya ilmiah ini, analisis sensitivitas dilakukan untuk mengetahui parameter model yang paling berpengaruh pada perubahan nilai reproduksi dasar (ℛ0). Berdasarkan data epidemik yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh bahwa parameter rata-rata gigitan nyamuk pada manusia memiliki nilai sensitifitas yang paling tinggi. Simulasi numerik menunjukkan bahwa penurunan rata-rata gigitan nyamuk pada manusia menyebabkan penurunan nilai bilangan reproduksi dasar. Penurunan rata-rata gigitan nyamuk pada manusia hingga sekitar 8% menyebabkan penurunan bilangan reproduksi dasar mencapai kurang dari satu. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada lagi dalam waktu 60 hari penyebaran penyakit demam berdarah. Parameter lain yang juga mempengaruhi nilai bilangan reproduksi dasar yang menjadi perhatian dalam penelitian ini adalah laju transmisi penyakit dari nyamuk terinfeksi ke manusia rentan. Berdasarkan simulasi numerik diperoleh bahwa penurunan laju transmisi penyakit dari nyamuk terinfeksi ke manusia rentan hingga sekitar 2,5% menyebabkan penurunan bilangan reproduksi dasar mencapai kurang dari satu.

This thesis considers the mathematical modeling of the spread of disease by modifying the model of the spread of dengue fever involving the presence of population compartments infected with mild symptoms. It is called the SI1I2RS model. Based on this mathematical model, two equilibrium points are obtained: the disease-free equilibrium point and the disease-endemic equilibrium point. The basic reproduction number (ℛ0) is also brought, which only depends on the model's parameters. The dynamic nature of the obtained mathematical model shows that the disease-free equilibrium point is locally asymptotically stable if ℛ0 < 1, and the disease-endemic equilibrium point is locally asymptotically stable if ℛ0 > 1. In this thesis, a sensitivity analysis was carried out to determine the model parameters that influence changes in the basic reproduction value (ℛ0). Based on the epidemic data used in this research, it was found that the average parameter for mosquito bites in humans had the highest sensitivity value. Numerical simulations show that a decrease in the average number of mosquito bites in humans causes a decrease in the value of the basic reproduction number. The reduction in the average mosquito bite rate in humans by around 8% has decreased the basic reproductive number to less than one. This shows no further spread of dengue fever within 60 days. Another parameter that influences the value of the basic reproduction number, which is of concern in this research, is the rate of disease transmission from infected mosquitoes to susceptible humans. Based on numerical simulations, it was found that reducing the rate of disease transmission from infected mosquitoes to susceptible humans by around 2.5% resulted in a decrease in the basic reproduction number of less than one.