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"DEXHELPP" legt den Fokus auf das österreichische Gesundheitssystem © APA (HERBERT NEUBAUER)
"DEXHELPP" legt den Fokus auf das österreichische Gesundheitssystem © APA (HERBERT NEUBAUER)

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Coronavirus - Land in Miniatur: Was die Wiener Simulation kann

26.03.2020

Die Modellrechnungen des Teams um Niki Popper von der Technischen Universität (TU) Wien und vom TU-Spin-Off dwh sind derzeit sehr gefragt. In den Simulationen konnten die Experten etwa zeigen, wie sich die Coronavirusausbreitung durch Kontaktreduktion eindämmen lässt. Was in dem Ansatz steckt und wie er darum ringt, Komplexes verständlich auszudrücken, erklärte Popper bei einem Besuch der APA.

"Wir bekommen derzeit alle vor Augen geführt, dass wir die Welt eigentlich nicht mehr verstehen", sagte Popper. Das passiere schon immer, nur sei der Effekt sonst viel niedriger: Menschen würden subjektiv Sachverhalte systematisch unter- oder überschätzen, auch Forscher seien davor keineswegs gefeit - er selbst inklusive. Die Herausforderung für den gefragten Mathematiker und Unternehmer, bei dem das Telefon gefühlt ständig klingelt, ist es nun, Dinge möglichst verständlich zu erklären. Etwa darzustellen, warum beispielsweise ein prozentuell etwas niedrigerer Anstieg trotz Rekordzuwächsen an neu nachgewiesenen Corona-Fällen positiv ist - und das ist kein triviales Unterfangen.

An dem grundsätzlichen Ansatz der Simulation, mit deren Hilfe mittlerweile der Wiener Krankenanstaltenverbund KAV und sein niederösterreichisches Pendant sowie das Gesundheitsministerium nach Antworten auf drängende Fragen zur Ressourcenplanung in der Coronakrise suchen, arbeiten der Wissenschafter und sein Team seit nunmehr fast 15 Jahren. Im Zentrum steht dabei "die Modellierung und Simulation von unterschiedlichen dynamischen Systemen mit vielen verschiedenen Baustellen", wie Popper es ausdrückt. Auf diese wirken nämlich eine Unzahl an Einflussfaktoren auf mitunter sehr unübersichtliche Art und Weise ein.

Fokus auf Gesundheitssystem

Der Fokus im Rahmen des mit einigen andere Partnerorganisationen betriebenen "DEXHELPP"-Forschungsverbundes liegt seit rund einem Jahrzehnt auf dem österreichischen Gesundheitssystem und seinen "sehr vielen Rädchen". So begann man u.a. etwa die Auswirkungen von Impfkampagnen und eben Epidemien abzuschätzen und zu bewerten oder an Fragen zum Ärztemangel, zur Geräteausstattung oder zur Schlaganfall- oder Diabetesversorgung zu arbeiten.

Zuerst bilden die Forscher dabei immer den Status-quo anhand der vorhandenen Daten so gut wie möglich ab, "dann setzen wir eine Intervention" - es wird also eine Veränderung durchgespielt und deren Konsequenzen virtuell im gesamten Gesundheitssystem nachverfolgt. Der Corona-Ausbruch ist hingegen "leider ein Realexperiment und eine sehr ungewöhnliche Situation", so der Forscher, der auch dem Expertengremium der Regierung angehört.

Abbild der Bevölkerung im Computer

Die Simulation zu diesem weitreichenden Experiment basiert nicht auf klassischen epidemiologischen Berechnungen, sondern auf einem "agentenbasierten" Ansatz, der heute Standard sei, so Popper. Der Grundgedanke ist es, im Computer eine Art Abbild der Bevölkerung Österreichs oder eines Bundeslandes zu erschaffen, in dem sich die virtuellen Personen (Agenten) möglichst ähnlich verhalten, wie das auch in der Realität der Fall ist. "In unser Modell fließen viele Zahlen ein, wir sitzen aber immer auf den Schultern derer, die diese erheben, wie etwa Virologen, Infektiologen oder Statistiker, etc.", betonte Popper den fachübergreifenden Aspekt dieses Ansatzes.

Im Endeffekt kann dann anhand dieses Kontaktnetzwerks nachvollzogen werden, wie die Agenten das Coronavirus untereinander weitergeben. Und mehr noch: Man kann etwa alle Schulen des Landes sperren und abschätzen, wie die sozialen Interaktionen in etwa zurückgehen, bevor noch eine einzige Bildungseinrichtung tatsächlich die Pforten schließt. Hier zeigte sich beispielsweise, dass rund zehn Prozent aller persönlichen Kontakte in der Gesellschaft nicht mehr stattfinden - mit entsprechend großen Auswirkungen auf die durchschnittliche Weitergabe des Virus.

Wie stark haben sich die Interaktionen reduziert?

Aktuell beschäftigt sich das Team vor allem damit, wie stark sich Interaktionen durch die gesetzten Maßnahmen zur sozialen Distanzierung tatsächlich reduziert haben. Hier sind etwa anonymisierte Daten zur Handynutzung aufschlussreich, so der Experte. Auch Fragen zu Vorerkrankungen bei Über-65-Jährigen und wie verschieden diese abhängig davon auf das neue Virus reagieren, treiben das Team an. Hier wolle man nun eine detaillierte Risikoabschätzung erstellen, die Datenlage sei aber bei weitem nicht ideal.

Ähnlich ist es mit der schwer zu fassenden Dunkelziffer, also jenen eigentlich Infizierten, die nur sehr leichte oder gar keine Symptome entwickeln. Das Modell erlaube aber u.a. gewisse Schlüsse darauf in der Rückschau. Ebenso ist das bei der geschätzten Anzahl der Personen, die eine infizierte Person im Schnitt ansteckt.

Täglich neue Erkenntnisse

Seit sich die Wissenschafter mit der Simulation der Ausbreitung des Coronavirus beschäftigen, hat sich selbige "total verändert", sagte Popper. Neben neuen Fallzahlen kommen nahezu täglich auch neue wissenschaftliche Erkenntnisse dazu.

Alles in allem dient das Modell als Entscheidungsunterstützung beispielsweise im Umgang mit Restriktionen. Popper: "Wenn mich jemand fragt, wie viele Erkrankte wir am 13. April haben, kann ich das nicht beantworten. Auf die Frage 'Kann ich vergleichen, wie sich Maßnahmen auswirken?', sage ich: Man kann es abschätzen."

In dem nunmehrigen Realexperiment mit den bereits gesetzten Maßnahmen gelte insgesamt die Annahme: "Je mehr sich jetzt daran halten, umso schneller sehen wir einen positiven Effekt und umso schneller kommen wir heraus." Relativ klar ist laut Popper, dass ein Herumlavieren zwischen relativ restriktiven Maßnahmen und der über längere Zeit etwa in Großbritannien verfolgten Strategie mit wenigen Einschränkungen, "nicht schlau wäre. Da kommt aus rein mathematischer Sicht voraussichtlich der maximale Schaden heraus".

Service: http://www.dwh.at und http://www.dexhelpp.at

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