แบบจำลองการแพร่กระจายเชื้อมาลาเรียในร่างกายผู้ป่วย

แบบจำลองคณิตศาสตร์สำหรับการแพร่กระจายเชื้อมาลาเรียในร่างกายผู้ป่วยนั้นมีผู้เสนออยู่หลายแบบครับแต่แบบที่ผมคิดว่ามันเจ๋งที่สุดก็คือแบบจำลองที่คิดโดย White NJ, Chapman D, Watt G. The effects of multiplication and synchronicity on the vascular distribution of parasites in falciparum malaria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1992;86(6):590-7. PubMed PMID: 1287908. ครับ

ตัวอย่างข้างล่างนี้ผมลองเอาแบบจำลองมาเปรียบเทียบกับข้อมูลจริงที่ได้จากผู้ป่วยครับ

ข้อมูลจากผู้ป่วยนี้ก็เป็นอะไรที่น่าสนใจครับ เพราะได้มาจากการเฝ้านับเชื้อมาลาเรียจากผู้ป่วยที่เป็นซิฟิลิสครับ ในสมัยก่อนผู้ป่วยที่เป็นซิฟิลิสจะถูกรักษาด้วยการทำให้ติดเชื้อมาลาเรียครับ คนที่คิดวิธีนี้ก็ได้รางวัลโนเบลด้วยนะครับ (https://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Wagner-Jauregg) สมัยนี้คงทำไม่ได้แล้ว เสี่ยงตายมากๆ

โมเดลหมอกควัน

เมื่อปีที่แล้ว(2558)ผมได้มีโอกาสเป็นที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์ของนักเรียนกลุ่มหนึ่งจากโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ที่สนใจใช้ทำแบบจำลองของการแพร่กระจายของหมอกควัน วิธีที่เด็กทำน่าสนใจมากคือใช้ข้อมูลจริงอย่างเรื่องทิศทางของลมมาช่วยบวกกับโมเดลที่คิดกันเองอัพเดทตามข้อมูลจริง โดยเด็กกลุ่มนี้ใช้ข้อมูลความเร็วและทิศทางลมที่ตำแหน่งต่างๆของบริเวณและช่วงเวลาที่สนใจซึ่งสามารถโหลดได้จากตัวโปรแกรม Mathematica ซึ่งหน้าตาของข้อมูลและบริเวณที่สนใจทำโมเดลก็ประมาณนี้ครับ

map-air

ในโมเดลที่เด็กคิดกันก็คือจะแบ่งกริดของแผนที่เป็นตารางเล็กๆ โดยที่หมอกควันที่เกิดขึ้นในตารางนี้จะแพร่กระจายไปบริเวณตารางเพื่อนบ้านได้ 4 ทิศทางคือบนล่างและซ้ายขวา ขึ้นกับทิศทางและความเร็วลมที่วัดได้ในตารางนั้นๆ

map-grid

ผลลัพท์จากโมเดลที่ได้ก็ประมาณนี้ครับ

map-air-xผลที่ได้จากโมเดลแสดงให้เห็นว่าในช่วงเวลาที่เกิดไฟไหม้ป่าที่อินโดนีเซีย ทางภาคใต้ของไทยเราก็จะได้รับผลกระทบเช่นกัน

map-results

P. falciparum in a patient during treatment with artesunate

หลังจากที่ดูของคนอื่นมานาน ก็เลยลองทำส่งบ้าง 🙂

มันเป็นโมเดลที่จำลองว่าปริมาณของเชื้อมาลาเรียในร่างกายของคนไข้จะเปลี่ยนไปอย่างไรระหว่างการรักษาด้วยยาอาทีซูเนท

http://demonstrations.wolfram.com/AModelOfPlasmodiumFalciparumPopulationDynamicsInAPatientDuri/