Abstrak: Makalah ini bertujuan untuk mengkaji model SIR dari penyebaran

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN. ekuilibrium bebas penyakit beserta analisis kestabilannya. Selanjutnya dilakukan

ANALISIS STABILITAS SISTEM DINAMIK UNTUK MODEL MATEMATIKA EPIDEMIOLOGI TIPE-SIR (SUSCEPTIBLES, INFECTION, RECOVER)

MODEL SEIR PENYAKIT CAMPAK DENGAN VAKSINASI DAN MIGRASI

ANALISIS KESTABILAN DAN PROSES MARKOV MODEL PENYEBARAN PENYAKIT EBOLA

KESTABILAN TITIK EQUILIBRIUM MODEL SIR (SUSPECTIBLE, INFECTED, RECOVERED) PENYAKIT FATAL DENGAN MIGRASI

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN MODEL PADA PENYEBARAN HIV-AIDS

Oleh Nara Riatul Kasanah Dosen Pembimbing Drs. Sri Suprapti H., M.Si

ANALISIS KESTABILAN MODEL DINAMIKA PENYEBARAN PENYAKIT FLU BURUNG

BAB II LANDASAN TEORI

KESTABILAN TITIK EQUILIBRIUM MODEL SIR (SUSCEPTIBLE, INFECTED, RECOVERED) PENYAKIT FATAL DENGAN MIGRASI TUGAS AKHIR

KESTABILAN MODEL SUSCEPTIBLE VACCINATED INFECTED RECOVERED (SVIR) PADA PENYEBARAN PENYAKIT CAMPAK (MEASLES) (Studi Kasus di Kota Semarang)

KESTABILAN TITIK TETAP MODEL PENULARAN PENYAKIT TIDAK FATAL

BAB I PENDAHULUAN. Model matematika merupakan sekumpulan persamaan atau pertidaksamaan yang

Analisis Kestabilan Global Model Epidemik SIRS menggunakan Fungsi Lyapunov

MODEL SEIR PENYAKIT CAMPAK DENGAN VAKSINASI DAN MIGRASI TUGAS AKHIR. Oleh : SITI RAHMA

BAB II LANDASAN TEORI. dalam penulisan skripsi ini. Teori-teori yang digunakan berupa definisi-definisi serta

BAB II LANDASAN TEORI. selanjutnya sebagai bahan acuan yang mendukung tujuan penulisan. Materi-materi

BAB II KAJIAN TEORI. digunakan pada bab pembahasan. Teori-teori ini digunakan sebagai bahan acuan

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

BAB III PEMBAHASAN. tenggorokan, batuk, dan kesulitan bernafas. Pada kasus Avian Influenza, gejala

III PEMBAHASAN. μ v. r 3. μ h μ h r 4 r 5

IV PEMBAHASAN. jika λ 1 < 0 dan λ 2 > 0, maka titik bersifat sadel. Nilai ( ) mengakibatkan. 4.1 Model SIR

Analisa Kualitatif pada Model Penyakit Parasitosis

Dinamik Model Epidemi SIRS dengan Laju Kematian Beragam

BAB III PEMBAHASAN. Ebola. Setelah model terbentuk, akan dilanjutkan dengan analisa bifurkasi pada

Jurnal Euclid, vol.3, No.2, p.501 MODEL MATEMATIKA TERHADAP PENYEBARAN VIRUS AVIAN INFLUENZA TIPE-H5N1 PADA POPULASI MANUSIA

PENYEBARAN PENYAKIT CAMPAK DI INDONESIA DENGAN MODEL SUSCEPTIBLE VACCINATED INFECTED RECOVERED (SVIR)

BAB II LANDASAN TEORI

Kestabilan Titik Ekuilibrium Model SIS dengan Pertumbuhan Logistik dan Migrasi

OLEH : IKHTISHOLIYAH DOSEN PEMBIMBING : Dr. subiono,m.sc

Studi Penyebaran Penyakit Flu Burung Melalui Kajian Dinamis Revisi Model Endemik SIRS Dengan Pemberian Vaksinasi Unggas. Jalan Sukarno-Hatta Palu,

BAB 2 BEBERAPA MODEL EPIDEMI. Laju pertumbuhan populasi akan dapat diketahui apabila kelahiran, kematian

KAJIAN PERILAKU MODEL MATEMATIKA PENYEBARAN PENYAKIT SIFILIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB II LANDASAN TEORI. Pada bab ini akan dibahas mengenai definisi-definisi dan teorema-teorema

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN LOKAL PADA PERUBAHAN POPULASI PENDERITA DIABETES MELITUS

Oleh : Dinita Rahmalia NRP Dosen Pembimbing : Drs. M. Setijo Winarko, M.Si.

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

ANALISIS STABILITAS PENYEBARAN VIRUS EBOLA PADA MANUSIA

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Bab 2 Tinjauan Pustaka

BAB I PENDAHULUAN. Dalam perkembangan zaman saat ini yang terus maju, diperlukan suatu

DINAMIKA PERKEMBANGAN HIV/AIDS DI SULAWESI UTARA MENGGUNAKAN MODEL PERSAMAAN DIFERENSIAL NONLINEAR SIR (SUSCEPTIBLE, INFECTIOUS AND RECOVERED)

THE ANALYSIS OF SEIR EPIDEMIC MODELS STABILITY ON SMALLPOX (VARICELLA / CHICKENPOX) WITH IMMUNE SYSTEM. By:

III PEMODELAN. (Giesecke 1994)

BAB II LANDASAN TEORI. eigen dan vektor eigen, persamaan diferensial, sistem persamaan diferensial, titik

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS DAN SIMULASI MODEL MATEMATIKA PENYAKIT DEMAM DENGUE DENGAN SATU SEROTIF VIRUS DENGUE

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS STABILITAS DARI PENULARAN PENYAKIT GONORE

MODEL PENYEBARAN PENYAKIT POLIO DENGAN PENGARUH VAKSINASI SKRIPSI. Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna Memperoleh derajat Sarjana S-1

MODEL EPIDEMIK SIR UNTUK PENYAKIT YANG MENULAR SECARA HORIZONTAL DAN VERTIKAL

BAB II LANDASAN TEORI

Model Matematika Penyebaran Penyakit HIV/AIDS dengan Terapi pada Populasi Terbuka

Arisma Yuni Hardiningsih. Dra. Laksmi Prita Wardhani, M.Si. Jurusan Matematika. Surabaya

BAB IV PEMBAHASAN. 4.1 Analisis Kestabilan Model Matematika AIDS dengan Transmisi. atau Ibu menyusui yang positif terinfeksi HIV ke anaknya.

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

TUGAS AKHIR KAJIAN SKEMA BEDA HINGGA TAK-STANDAR DARI TIPE PREDICTOR-CORRECTOR UNTUK MODEL EPIDEMIK SIR

ANALISIS KESTABILAN LOKAL MODEL DINAMIKA PENULARAN TUBERKULOSIS SATU STRAIN DENGAN TERAPI DAN EFEKTIVITAS CHEMOPROPHYLAXIS

ANALISIS KESTABILAN DARI SISTEM DINAMIK MODEL SEIR PADA PENYEBARAN PENYAKIT CACAR AIR (VARICELLA) DENGAN PENGARUH VAKSINASI SKRIPSI

BIFURKASI PADA MODEL SUSCEPTIBLE INFECTED RECOVERED (SIR) DENGAN WAKTU TUNDA DAN LAJU PENULARAN BILINEAR SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. Gejala awal campak berupa demam, konjungtivis, pilek batuk dan bintik-bintik

BAB II KAJIAN TEORI. representasi pemodelan matematika disebut sebagai model matematika. Interpretasi Solusi. Bandingkan Data

ANALISIS MODEL SEIR (SUSCEPTIBLE, EXPOSED, INFECTIOUS, RECOVERED) UNTUK PENYEBARAN PENYAKIT TUBERKULOSIS DI KABUPATEN BOGOR

T 4 Simulasi Level Sanitasi Pada Model Sir Dengan Imigrasi Dan Vaksinasi

BAB I PENDAHULUAN. penyebabnya adalah gaya hidup dan lingkungan yang tidak sehat. Murwanti dkk,

ANALISIS STABILITAS DAN OPTIMAL KONTROL PADA MODEL EPIDEMI TIPE SIR DENGAN VAKSINASI

MODEL MATEMATIKA MANGSA-PEMANGSA DENGAN SEBAGIAN MANGSA SAKIT

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS STABILITAS DARI PENYEBARAN PENYAKIT FLU BURUNG

ANALISIS STABILITAS PADA PENYEBARAN PENYAKIT CAMPAK DAN DEMAM BERDARAH DENGUE DI KABUPATEN JEMBER SKRIPSI. Oleh Andy Setyawan NIM

ADLN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA BAB IV PEMBAHASAN. optimal dari model untuk mengurangi penyebaran polio pada dengan

Pengaruh Hukuman Mati terhadap Dinamika Jumlah Pengguna Narkoba di Indonesia

Analisis Kestabilan Model MSEIR Penyebaran Penyakit Difteri Dengan Saturated Incidence Rate

T 1 Simulasi Laju Vaksinasi Dan Keefektifan Vaksin Pada Model Sis

KAJIAN PERILAKU MODEL MATEMATIKA PENULARAN PENYAKIT TUBERCULOSIS

PENGARUH STRATEGI PULSE VACCINATION TERHADAP PENCEGAHAN PENYEBARAN PENYAKIT CAMPAK

MODEL NON LINEAR PENYAKIT DIABETES. Aminah Ekawati 1 dan Lina Aryati 2 ABSTRAK ABSTRACT

Penerapan Teknik Serangga Steril Dengan Model Logistik. Dalam Pemberantasan Nyamuk Aedes Aegypti. Nida Sri Utami

MODEL MATEMATIKA EPIDEMIOLOGI SIRV (SUSCEPTIBLES, INFECTION, RECOVER, VACCINATION)

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

III. MODEL MATEMATIK PENYEBARAN PENYAKIT DBD

Eksistensi dan Kestabilan Model SIR dengan Nonlinear Insidence Rate

FOURIER April 2013, Vol. 2, No. 1, MODEL PENYEBARAN PENYAKIT POLIO DENGAN PENGARUH VAKSINASI. RR Laila Ma rifatun 1, Sugiyanto 2

BAB II LANDASAN TEORI. pada bab pembahasan. Materi-materi yang akan dibahas yaitu pemodelan

MODEL SIR UNTUK PENYEBARAN PENYAKIT FLU BURUNG

KATA PENGANTAR. Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan

KESTABILAN TITIK EQUILIBRIUM MODEL SIS DENGAN PERTUMBUHAN LOGISTIK DAN MIGRASI TUGAS AKHIR

Kesimpulan serta Masalah yang masih Terbuka

Analisa Kestabilan dan Penyelesaian Numerik Model Dinamik SIRC pada Penyebaran. Virus Influenza

T - 11 MODEL STOKASTIK SUSCEPTIBLE INFECTED RECOVERED (SIR)

BAB I PENDAHULUAN. terdapat pada pengembangan aplikasi matematika di seluruh aspek kehidupan manusia. Peran

BAB 1 PENDAHULUAN. Malaria adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh protozoa parasit

KAJIAN PEMODELAN MATEMATIKA TERHADAP PENYEBARAN VIRUS AVIAN INFLUENZA TIPE-H5N1 PADA POPULASI UNGGAS. Dian Permana Putri, 2 Herri Sulaiman 1,2

Model Matematika SIV Untuk Penyebaran Virus Tungro Pada Tanaman Padi

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

Kestabilan Model SIRS dengan Pertumbuhan Logistik dan Non-monotone Incidence Rate

ANALISIS MODEL MATEMATIKA UNTUK PENYEBARAN VIRUS HEPATITIS B (HBV) Devi Larasati, Dr. Redemtus Heru Tjahjana, M.Si

KAJIAN MODEL EPIDEMIK SIR DETERMINISTIK DAN STOKASTIK PADA WAKTU DISKRIT. Oleh: Arisma Yuni Hardiningsih

ANALISIS MODEL MANGSA PEMANGSA PADA PENANGKAPAN IKAN YANG DIPENGARUHI OLEH KONSERVASI

ANALISIS DINAMIK MODEL EPIDEMI SIRS DENGAN MODIFIKASI TINGKAT KEJADIAN INFEKSI NONMONOTON DAN PENGOBATAN

BAB I PENDAHULUAN. penyakit menular. Salah satu contohnya adalah virus flu burung (Avian Influenza),

Transkripsi:

ANALISIS KESTABILAN PENYEBARAN PENYAKIT CAMPAK (MEASLES) DENGAN VAKSINASI MENGGUNAKAN MODEL ENDEMI SIR Marhendra Ali Kurniawan Fitriana Yuli S, M.Si Jurdik Matematika FMIPA UNY Abstrak: Makalah ini bertujuan untuk mengkaji model SIR dari penyebaran penyakit campak dengan vaksinasi, mencari titik kesetimbangan model, menganalisis kestabilan di sekitar titik kesetimbangan, serta menginterpretasikan perilaku solusi pada populasi susceptible, infected, dan recovered. Terdapat dua titik kesetimbangan model yaitu titik kesetimbangan bebas penyakit ) dan titik kesetimbangan endemi (. Berdasarkan titik kesetimbangan yang diperoleh, selanjutnya dapat diketahui kriteria kestabilan di sekitar titik kesetimbangan yang dilihat dari nilai eigennya (λ). Titik kesetimbangan ) stabil asimtotik jika, 0 dan jika, > 0 titik kesetimbangan endemi ( tidak stabil. Kata kunci: model SIR dengan vaksinasi, titik kesetimbangan, dan A. PENDAHULUAN analisis kestabilan di sekitar titik kesetimbangan. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta perubahan lingkungan hidup dapat mempengaruhi perubahan pola penyakit yang dapat menimbulkan endemi dan membahayakan kesehatan masyarakat. Salah satu penyakit yang menyebabkan endemi yaitu penyakit campak (Measles). Oleh karena itu perlu adanya tindakan pencegahan untuk mengurangi laju penyebaran penyakit tersebut, tindakan yang dinilai paling efektif untuk mencegah penyebaran penyakit adalah dengan cara vaksinasi. Kejadian pencegahan penularan wabah penyakit campak yang terjadi pada suatu populasi dapat dimodelkan ke dalam bentuk matematis, salah satunya adalah model SIR (Susceptible, Infected, Recovered). B. KONSTRUKSI MODEL

Asumsi asumsi yang digunakan dalam model penyebaran penyakit campak adalah sebagai berikut: 1. Populasi tidak tertutup. Oleh karena itu, ada populasi yang masuk atau keluar dari populasi tersebut. Total populasi diasumsikan tetap atau konstan. 2. Penyebaran penyakit terjadi pada populasi yang bersifat tidak tertutup sehingga pengaruh migrasi diperhatikan. Proses migrasi hanya terjadi pada populasi recovered 3. Laju kelahiran tidak sama dengan laju kematian. Setiap individu yang baru lahir diasumsikan dalam keadaan sehat tetapi masih dapat terinfeksi penyakit karena belum kebal terhadap penyakit. 4. Populasi diasumsikan terdapat kontak yang tetap dari subpopulasi S dan I dalam populasi. Tidak terdapat periode latent untuk penyakit ini, maka penyakit ini ditularkan secara seketika melalui kontak. 5. Individu yang terinfeksi penyakit dapat sembuh dari penyakit dan dapat meninggal akibat penyakit. 6. Tidak ada individu terinfeksi yang akan menjadi rentan kembali. Selanjutnya, program vaksinasi diperhatikan dalam model endemi SIR. Asumsi yang digunakan terhadap vaksinasi tersebut adalah sebagai berikut: 1. Vaksin hanya diberikan pada individu yang baru lahir atau masih dalam usia batuta (kurang dari 1 tahun). Individu batuta yang memperoleh vaksin diasumsikan hanya sebagian, sehingga terdapat individu yang tidak mendapatkan vaksin. 2. Individu yang mendapatkan vaksin akan kebal dari penyakit dan masuk ke populasi R. 3. Individu yang belum mendapatkan vaksin masuk ke populasi Susceptible, dan berpotensi terjangkit penyakit. 4. Kekebalan yang terjadi karena vaksin bersifat permanen. Hal tersebut berarti individu yang mendapatkan vaksin tidak dapat terinfeksi oleh penyakit yang sama sampai waktu yang tidak terbatas. Parameter model SIR dengan vaksinasi:

N = besarnya populasi, N > 0, θ = laju kelahiran populasi rentan, diukur dari jumlah populasi yang lahir tiap satuan waktu, θ > 0 σ = laju vaksin antara individu rentan dengan individu sembuh, 0 σ 1, β = laju kontak antara individu rentan dengan individu terinfeksi, θ > 0, α = laju pengobatan, α > 0, = laju migrasi, > 0, µ = laju kematian, µ > 0, t = waktu Diagram transfer yang sesuai dengan asumsi-asumsi di atas adalah sebagai berikut: ( 1 σ ) θ N (kelahiran) θ N Susceptibles (S) (vaksin) σθ N βsi Infected αi recovered γr (I) (R) µs µi µr Gambar 1. Model endemi SIR dengan vaksinasi Dari diagram transfer di atas, maka persamaan model matematikanya adalah: 1 θ β μ β α μ (1) dengan S + I + R = 1 C. ANALISA MODEL θ α γ µ

Titik Kesetimbangan adalah solusi konstan sistem, pada sistem (1) variabel R tidak muncul pada persamaan baris pertama dan kedua. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah individu pada kelompok R tidak mempengaruhi laju perubahan jumlah individu pada kelompok S maupun I, maka titik kesetimbangan diperoleh apabila 0. Dengan demikian, berdasarkan kondisi tersebut, diperoleh dua titik kesetimbanga sebagai berikut: 1) Titik kesetimbangan bebas penyakit Diperoleh titik kesetimbangan bebas penyakit yaitu: = θ, 0 Nilai I = 0 berarti tidak ada individu pada kelompok I yang dapat menyebarkan penyakit. 2) Titik kesetimbangan endemi = Diperoleh titik kesetimbangan endemi yaitu: µ, θ Nilai I yang tidak nol menunjukkan bahwa terdapat individu pada kelompok I yang dapat menyebarluaskan penyakit dan menyebabkan endemi. Analisa Kestabilan di sekitar titik kesetimbangan Didefinisikan fungsi-fungsi sebagai berikut: f 1 (S, I) = 1 θ β μ f 2 (S, I) = β α μ Untuk menyelidiki kestabilan titik kesetimbangan dilakukan linearisasi terhadap persamaan non linear di atas, = 1θ β μ = β μ

,,, = = = 1θ β μ β α μ β α μ = β = β = β α μ Dibentuk matriks Jacobian sebagai berikut:, J =,,, 1) Kestabilan di Titik Kesetimbangan Matriks Jacobian di titik = (, ) = θ, 0 adalah J() = μ β 0 β α μ yang mempunyai nilai eigen λ 1 = µ dan λ 2 = β α µ. Dari sini titik kesetimbangan akan stabil asimtotik jika λ 1,2 < 0 hal tersebut terjadi jika μ 0 dan β μ, dan titik kesetimbangan tidak stabil jika β μ. 2) Kestabilan di Titik Kesetimbangan Matriks Jacobian di titik = (, ) = µ, θ adalah J( ) = β μ β β β α μ dengan = µ dan = θ Diperoleh persamaan karakteristiknya yaitu θ 1 θ μ μ = 0 Berdasarkan persamaan karakteristik di atas diperoleh akar-akar persamaan karakteristik, yaitu:.

,, θ θ θ µ µ µ µ (i) Jika θ 41 θ μ μ > 0 maka titik kesetimbangan memenuhi kriteria kestabilan: a. Jika θ µ 4 1 θ µ µ θ µ maka, 0, sehingga titik kesetimbangan endemi stabil asimtotik. b. Jika θ µ 4 1 θ µ µ θ µ maka 0, sehingga titik kesetimbangan endemi tidak stabil. c. Jika θ µ 4 1 θ µ µ θ µ maka = 0, sehingga titik kesetimbangan tidak hiperbolik. Dengan demikian, kestabilan titik kesetimbangan tidak dapat ditentukan berdasarkan linierisasinya. (ii) Jika θ 41 θ μ μ 0 maka, θ 0, sehingga titik kesetimbangan stabil asimtotik. Dari analisa kestabilan disekitar titik dan di atas dapat disimpulkan bahwa: 1. Jika titik kesetimbangan bebas penyakit stabil asimtotik maka titik kesetimbangan endemi tidak stabil yang artinya dalam kondisi seperti ini

maka setelah waktu yang cukup lama, tidak ada penyebaran penyakit campak atau tidak ada individu yang masuk ke populasi Infected. 2. Jika titik kesetimbangan bebas penyakit tidak stabil maka titik kesetimbangan endemi stabil asimtotik yang artinya dalam kondisi seperti ini maka setelah waktu yang cukup lama, penyakit akan selalu ada dalam populasi tersebut dan selalu ada individu yang masuk ke populasi Infected. D. KESIMPULAN Model SIR merupakan salah satu model yang digunakan untuk menganalisa perilaku suatu sistem di sekitar titik kesetimbangan. Model matematika yang diperoleh mempunyai dua titik kesetimbangan yaitu: 1) Titik kesetimbangan bebas penyakit = θ, 0 2) Titik kesetimbangan endemi = α µ, β µ θ µ µ β µ Setelah mengetahui titik kesetimbangannya, diperoleh kestabilan disekitar titik kesetimbangan. 1) Kestabilan di Titik Kesetimbangan Titik kesetimbangan akan stabil asimtotik jika, < 0, dengan syarat β µ, sedangkan tidak stabil jika 0 dengan syarat β µ. 2) Kestabilan di Titik Kesetimbangan (i) Jika θ 41 θ μ μ > 0 maka titik kesetimbangan memenuhi kriteria kestabilan: a. Jika θ µ 4 1 θ µ µ θ µ

maka, 0, sehingga titik kesetimbangan endemi stabil asimtotik. b. Jika θ µ 4 1 θ µ µ θ µ maka 0, sehingga titik kesetimbangan endemi tidak stabil. c. Jika (ii) θ µ 4 1 θ µ µ θ µ maka = 0, sehingga titik kesetimbangan tidak hiperbolik. Dengan demikian, kestabilan titik kesetimbangan tidak dapat ditentukan berdasarkan linierisasinya. Jika θ 41 θ μ μ 0 maka, θ 0, sehingga titik kesetimbangan stabil asimtotik. E. DAFTAR PUSTAKA 1. Ayres, Frank, Y. R. 1999. Persamaan Diferensial. Alih Bahasa Lili Ratna. Jakarta: Erlangga. 2. Perko, Lawrence. 2000. Differential Equations and Dynamical Systems. 3 rd. ed. Springer Verlag. New York Berlin Heidelberg. 3. Burghes, D.N. 1981. Modelling With Differential Equations. England: Ellis Horwood Limited. 4. Purcell, E.J & Varber D. 1999. Kalkulus dan Geometri Analitis. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.