Study of the 5th wave of COVID-19 outbreak in Thailand using Mathematical Model

Abstract

COVID-19 is a person-to-person disease caused by small droplets released during coughing or sneezing. Currently, Thailand is experiencing an outbreak of COVID-19, specifically the Omicron strain during the 5th wave, leading to a significant number of infections. This surge has sparked increased interest among researchers in studying the spread of the virus and implementing measures to prevent the disease through a three-dose vaccination strategy. Consequently, a mathematical model has been developed, comprising eight population groups. These groups include those at risk of infection, those receiving vaccination, individuals with mild symptoms, those undergoing hospital treatment for severe symptoms, individuals in critical condition receiving ICU treatment, individuals recovering from ICU treatment, individuals recovering from infection, and those who unfortunately succumbed to the infection. The objective of this model is to elucidate the dynamics of COVID-19 spread and investigate the impact of vaccination in controlling the disease. The study began by examining the baseline infection levels in the infected population. Subsequently, mathematical and numerical analyses were conducted. The findings revealed that the local stability of the epidemic equilibrium point during is asymptotically stable if the reproduction number is greater than 1 (R0>1) , while it is not asymptotically stable if R0 is less than 1 (R0

โรคโควิด-19 เป็นโรคติดต่อจากคนสู่คนซึ่งเกิดจากละอองฝอยขนาดเล็กจากการไอหรือจาม โดยในปัจจุบันประเทศไทยได้มีการแพร่ระบาดเชื้อโควิด-19 สายพันธุ์โอมิครอน ในระลอกที่ 5 ซึ่งพบผู้ติดเชื้อเป็นจำนวนมาก เมื่อเทียบกับระลอกก่อนหน้านี้ ทำให้ผู้วิจัยสนใจศึกษาการแพร่ระบาด และมาตรการในการป้องกันโรคจากการฉีดวัคซีนทั้ง 3 เข็ม จึงได้พัฒนาและสร้างตัวแบบทางคณิตศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วย 8 กลุ่มประชากร ได้แก่ กลุ่มประชากรที่เสี่ยงติดเชื้อ กลุ่มประชากรที่เสี่ยงติดเชื้อที่ได้รับวัคซีน กลุ่มประชากรที่ติดเชื้อ (อาการไม่รุนแรง) กลุ่มประชากรที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล (อาการรุนแรง) กลุ่มประชากรที่เข้ารับการรักษาในห้อง ICU (อาการวิกฤต) กลุ่มประชากรที่พักฟื้นจากการรักษาที่ห้อง ICU ในโรงพยาบาล กลุ่มประชากรที่หายจากการติดเชื้อ และกลุ่มประชากรที่เสียชีวิตจากการติดเชื้อ เพื่ออธิบายการแพร่ระบาดโควิด-19 และศึกษาผลกระทบของการฉีดวัคซีนในการควบคุมการแพร่ระบาดโรคโควิด-19 ซึ่งได้มีการศึกษากลุ่มประชากรติดเชื้อเพื่อหาค่าระดับการติดเชื้อพื้นฐาน จากนั้นทำการวิเคราะห์เชิงคณิตศาสตร์และวิเคราะห์เชิงตัวเลข พบว่า เสถียรภาพเฉพาะที่ของจุดสมดุลภายใต้สภาวะแพร่ระบาดจะมีเสถียรภาพเชิงเส้นกํากับเฉพาะที่ ถ้า R0 >1 และจะไม่มีเสถียรภาพเชิงเส้นกํากับเฉพาะที่ ถ้า R0