Epidemiologisches Modell
Eine Simulation von Prof. Dr. Philipp Kügler vom Institut für Angewandte Mathematik und Statistik an der Universität Hohenheim in Stuttgart soll eine weitere Entscheidungshilfe für Maßnahmen geben, die rund um die Coronavirus-Ausbrüche getroffen werden müssen.. Basis für das Modell sind komplexe Differentialgleichungen, wie sie auch in der Herzforschung verwendet werden. Das epidemiologische Modell soll zeigen wie wichtig es ist, rechtzeitig geeignete Schritte einzuleiten, um einen Kollaps des Gesundheitssystems zu vermeiden. Um Politik und Gesundheitswesen eine Entscheidungshilfe zu geben, möchte er das Modell soweit verfeinern, dass damit auch regionale und lokale Entwicklungen vorhersagbar werden, so dass z. B. für einzelne Landkreise das Infektionsgeschehen erfasst und vorhergesagt werden kann.
Verlauf von Infektionswellen
Die Hauptschwierigkeit bei Vorhersagen zum Verlauf der Infektionswelle liegt im nicht linearen Zusammenspiel der Systemkomponenten, erklärt Kügler. „Schon minimale Unterschiede in der Ausgangssituation können große Veränderungen zur Folge haben. Selbst die Infrastruktur, wie z. B. die Straßenverbindungen zwischen den einzelnen Städten oder Geländestrukturen fließen in die Berechnung der Ausbreitung von COVID-19 ein.“ Mit Hilfe veröffentlichter Daten des Robert-Koch-Instituts (RKI) verfeinerte Kügler seine Berechnungen bis sich die Simulation mit der tatsächlichen Entwicklung deckte.
Verschiedene Szenarien
Für Studien zum Ausbruch einer zweiten COVID-19-Infektionswelle in Baden-Württemberg ging Kügler von einem vorübergehenden Wiederanstieg der Reproduktionszahl auf den bisherigen Höchstwert von 3,2 aus. Dabei verglich er zwei Szenarien miteinander: Im ersten Szenario erstrecken sich Anstieg- und Abfall der Reproduktionszahl über einen Zeitraum von 46 Tagen, im zweiten Szenario dagegen über 54 Tage. Im ersten Szenario würde die Entwicklung vergleichbar mit dem bisherigen Geschehen verlaufen, während im zweiten Szenario ein wesentlich dramatischerer Verlauf zu erwarten sei, der das Gesundheitssystem überlasten dürfte. Bei einem vorübergehenden Wiederanstieg der Reproduktionszahl auf etwa 50 Prozent des bisherigen Höchstwerts lassen sich ähnliche Szenarien abbilden. Sie sollen verdeutlichen wie unterschiedlich sich selbst ähnliche Reproduktionszahldynamiken auf die Intensität einer zweiten Welle auswirken können. „Die Reproduktionszahldynamik ist wiederum abhängig von den durch Politik und Wissenschaft gesetzten Gegenmaßnahmen sowie der Bereitschaft der Bevölkerung zu deren Einhaltung“, so Kügler.
