The Effect of Mask-Wearing on the SEIR Mathematical Model of Influenza with Seasons in Bangkok

Authors

  • Jutarat Pholuang Applied Mathematics Program, Faculty of Science and Technology, Valaya Alongkorn Rajabhat University under the Royal Patronage Pathum Thani Province
  • Nattakarn Numpanviwat Applied Mathematics Program, Faculty of Science and Technology, Valaya Alongkorn Rajabhat University under the Royal Patronage Pathum Thani Province

Keywords:

Influenza, Mathematical model, Mask-wearing, Seasonal epidemics, Basic reproduction number

Abstract

Influenza is an acute respiratory infection caused by influenza viruses. Influenza can spread easily, with rapid transmission in crowded areas. When an infected person coughs or sneezes, droplets containing viruses are dispersed into the air. The objective of this research was to develop and analyze the stability of the mathematical model of influenza in Bangkok and compare the effect of mask-wearing for the transmission of disease with seasons. The mathematical model used in this research was the SEIR model. The results showed that when the mask-wearing rate gif.latex?(\phi) increased, the basic reproduction number gif.latex?(R_{0}) decreased. Especially, when the transmission rate was high or in the rainy and winter seasons, then gif.latex?R_{0} > 1  where the outbreak of the disease occurred. The increasing of mask-wearing rate would reduce the number of the infected individual gif.latex?(I) significantly. In addition, when the transmission rate was low or in the summer season, then gif.latex?R_{0} < 1 where there was no outbreak of the disease occurred. The mask-wearing rate would not affect the spreading of the disease.

References

กรมควบคุมโรค กระทรวงสาธารณสุข. แผนปฏิบัติการเตรียมความพร้อมรับการระบาดใหญ่ของโรคไข้หวัดใหญ่ สายพันธุ์ใหม่ พ.ศ. 2564 - 2566. พิมพ์ครั้งที่ 1. นนทบุรี: กรมควบคุมโรค กระทรวงสาธารณสุข; 2564.

WHO. Influenza (Seasonal). [Internet]. 2023 [cited 2023 Nov 30]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/influenza-(seasonal)

กองระบาดวิทยา กรมควบคุมโรค. รายงานสถานการณ์โรคไข้หวัดใหญ่ ประเทศไทย พ.ศ. 2566. [อินเตอร์เน็ต]. 2566 [เข้าถึงเมื่อ 20 ม.ค. 2567]. เข้าถึงได้จาก: https://ddc.moph.go.th/uploads/ckeditor2//files/DOE_flu_52.2566.pdf

รัชฏา วิริยะพงศ์. ตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ด้วยสมการเชิงอนุพันธ์เบื้องต้น. พิมพ์ครั้งที่ 1. พิษณุโลก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยนเรศวร; 2564.

มาลี ศรีพรหม, ณัฐกร จันทร์ชัย, เจษฎา กลยนีย์, ฤทธิเดช อินอุเทน, ตระกูลไทย ฉายแม้น. ตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ของโรคไข้หวัดใหญ่ โดยพิจารณาผลกระทบจากปริมาณน้ำฝน. SNRUJST 2016;8:233-9.

Pongsumpun P. Mathematical model of influenza with seasons in Thailand. In: proceedings of the 6th Burapha University International Conference 2017, August 3-4, 2017; Chonburi, Thailand; 2017. p. 494-502.

วัชรพงษ์ แก้วรัตนะ, อนุวัตร จิรวัฒนพาณิช. ตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์การควบคุมการแพร่ระบาดของโรคไข้หวัดใหญ่ โดยการฉีดวัคซีน ในจังหวัดภูเก็ต. ใน: เอกสารประกอบการประชุมวิชาการเสนอผลงานวิจัยระดับชาติและนานาชาติ พ.ศ. 2564 ครั้งที่ 2 วันที่ 20 มีนาคม 2564. มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา. กรุงเทพฯ; 2564. หน้า B430-45.

พิชชานันท์ กินรี, อนุรักษ์ วีระประเสริฐสกุล, เจษฎา สุจริตธุรการ, อนุวัตร จิรวัฒนพาณิช. ผลของอัตราการสวมหน้ากากอนามัยต่อตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ของโรคไข้หวัดใหญ่ กรณีศึกษาจังหวัดภูเก็ต. ใน: เอกสารประกอบการประชุมหาดใหญ่วิชาการระดับชาติและนานาชาติ ครั้งที่ 13 วันที่ 12 พฤษภาคม 2565. มหาวิทยาลัยหาดใหญ่. สงขลา; 2565. หน้า 623-36.

Den Driessche PV, Watmough J. Reproduction numbers and sub-threshold endemic equilibria for compartmental models of disease transmission. Math Biosci 2002;180:29-48.

Willems JL. Stability theory of dynamical systems. New York: Wiley Interscience Division; 1970.

สำนักบริหารการทะเบียน. สถิติประชากรทางการทะเบียนราษฎร (รายเดือน). [อินเตอร์เน็ต]. 2566 [เข้าถึงเมื่อ 20 ม.ค. 2567]. เข้าถึงได้จาก: https://stat.bora.dopa.go.th/stat/statnew/statMONTH/statmonth/#/mainpage

Goswami NK, Shanmukha. A mathematical model of influenza: stability and treatment. in: proceedings of the international conference on mathematical modeling and simulation, August 31, 2016; Varanasi, India; 2016. p. 4898-935

ณัฐเสน คงเสน, วรรณภา หมวดมณี, อัญชุลี ณ ตะกั่วทุ่ง, เกตุกนก หนูดี, กันยากร อ่อนรักษ์. ผลของฤดูกาลเกิดโรคที่มีต่อตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์การแพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัส RSV. Life Sci Environ J 2023;24:226-38.

Downloads

Published

2024-05-20

How to Cite

Pholuang, J., & Numpanviwat, N. (2024). The Effect of Mask-Wearing on the SEIR Mathematical Model of Influenza with Seasons in Bangkok. Huachiew Chalermprakiet Science and Technology Journal, 10(1), 83–93. retrieved from https://ph02.tci-thaijo.org/index.php/scihcu/article/view/253124

Issue

Section

Research Articles