Electronic Theses and Dissertation

Peningkatan jumlah kasus infeksi mpox di wilayah non-endemik pada tahun 2022 menjadikan penyakit ini sebagai darurat global. amerika serikat merupakan salah satu wilayah non-endemik yang terdampak akibat paparan virus mpox. dinamika penyebaran mpox dapat direpresentasikan dengan membentuk model matematika. model matematika yang dibentuk ialah seir-sei (susceptible, exposed, infected, recovered) dengan model seir pada populasi manusia dan sei pada populasi hewan. selain itu, populasi manusia dibagi menjadi populasi manusia dengan risiko rendah (manusia sehat) dan populasi berisiko tinggi. hal ini berdasarkan tinggi rendahnya risiko komplikasi yang muncul setelah mengalami infeksi. analisis model matematika dilakukan dengan mencari titik kesetimbangan dan kriteria kestabilan disekitar titik kesetimbangan tersebut. model yang telah dianalisis kemudian akan dikontrol dengan perilaku hidup sehat (u_1), pemberian antivirus (u_2), dan kesadaran diri (u_3) dengan tujuan untuk meminimalkan penyebaran. visualisasi penyebaran dapat diperoleh dengan melakukan simulasi numerik. simulasi numerik dilakukan dengan mendiskritisasi persamaan state dan costate menggunakan metode runge-kutta orde 4 dengan pendekatan forward-backward sweep. hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penerapan perilaku hidup sehat (94,34%) dan kesadaran diri (67,19%), serta pemberian antivirus (85,27%) secara bersama-sama dapat menurunkan jumlah individu terinfeksi hingga 65,95%. kata kunci: mpox, model seir-sei, kontrol optimal, perilaku hidup sehat, antivirus tecovirimat, kesadaran diri

The increase of mpox infection cases in non-endemic regions in 2022 has elevated the disease to the status of a global emergency. The United States, as one of these non-endemic areas, has been significantly impacted by the mpox virus. The dynamics of mpox spread can be represented by constructing a mathematical model. The mathematical model constructed is SEIR-SEI (Susceptible, Exposed, Infected, Recovered) which consists of the SEIR model for the human population and the SEI model for the animal population. Furthermore, the human population is divided into low-risk (healthy individuals) and high-risk populations based on their risk of complication post-infection. The analysis of this model entails identifying its equilibrium point and evaluating the stability criteria around these points. The analysed model is the controlled by healthy living behavior (u_1), antiviral administration (u_2), and self-awareness (u_3) to minimize the spread of infection. The visualization of the spread can be obtained by performing numerical simulations. For these simulations, the state and costate equation are discretized using the 4th order Runge-Kutta method with a forward-backward sweep approach. The results obtained indicate that the implementation of healthy living behavior (94.34%), self-awareness (67.19%), and antiviral administration (85.27%) can collectively reduce the number of infected individuals by up to 65.95%. Keyword: Mpox, SEIR-SEI model, optimal control, healthy living behavior, tecovirimat antiviral, self-awareness