InterSim: Modellierung von Interventionen für Infektionskrankheiten Markus Schwehm und Martin Eichner Institut für Medizinische Biometrie, Universität.

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1 InterSim: Modellierung von Interventionen für Infektionskrankheiten Markus Schwehm und Martin Eichner Institut für Medizinische Biometrie, Universität Tübingen Modellierung Simulation Anwendungen InterSim ist die eingeschränkte Version eines Simulators, der als Auftragsarbeit für das Bundes- ministerium für Gesundheit und soziale Sicherung (BMGS) entwickelt wurde und derzeit am Robert- Koch Institut in Berlin für die Planung von Interven- tionsstrategien eingesetzt wird. Im Rahmen von mehreren EU-Projekten soll der Simulator in den nächsten drei Jahren weiterentwickelt und unter anderem zur Modellierung von Masern, Influenza, SARS, Polio und Ebola eingesetzt werden. Im Zu- ge dieser Erweiterungen ist auch ein Neuentwurf als Plug-in der Eclipse-Plattform und die Offenle- gung des Quellcodes von einigen wiederverwend- baren Komponenten des Simulators vorgesehen. Ausgehend von einem Standardmodell der Epide- miologie, dem SEIRS-Modell, werden die dynami- schen Ereignisse während einer Epidemie durch ein System von elementaren Zustandsänderungen modelliert. Die Ausbreitung der Infektion erfolgt über Kontaktnetzwerke, die durch Parameter an soziale Gegebenheiten einer zu modellierenden Bevölkerung angepasst werden. Das Modell wird stochastisch und individuenbasiert simuliert, so dass das Verhalten einzelner Personen modelliert und unterschiedlichen Interventionen unterzogen werden kann. Auf diese Weise liefert das Modell nicht nur die durchschnittlich zu erwartende Dyna- mik eines Ausbruchs sondern ermöglicht auch die Analyse von Risiken und "worst-case"-Szenarien. schwehm@informatik.uni-tuebingen.dewww.uni-tuebingen.de/modeling Infektionskrankheiten stellen eine ernstzunehmende Gefahr für die Gesellschaft dar. So können jederzeit gefährliche Varianten bekannter Krankheitserreger auftauchen (Influenza), mutwillig freigesetzt werden (Bioterrorismus) oder neu entstehen (SARS). Zur Unterstützung der Entscheidungsträger in den Gesundheitsämtern bei der Kon- zeption von Überwachungs-, Prognose- und Interventionsstrategien ist ein tieferes Verständnis für die Dynamik der Ausbreitung von Infektionskrankheiten erforderlich. InterSim implementiert und erweitert Modelle der quantitativen Infektionsepidemiologie. Das Modell wird durch einen stochastischen Dis- crete-Event-Algorithmus simuliert. Zuerst wird ei- ne Population zufällig erzeugt und in einen geeig- neten Anfangszustand gesetzt. Dann werden alle durch das Modell vorgegebenen Ereignisse in der richtigen zeitlichen Reihenfolge ausgeführt, wobei zumeist weitere zukünftige Ereignisse erzeugt werden. Das Modell enthält mehrere Module mit Interventionen (z.B. Isolation, Quarantäne, Über- wachung von Kontaktpersonen, verschiedene Impfstrategien), die in beliebiger Kombination in ihren Auswirkungen auf die Ausbreitung einer Infektionskrankheit untersucht werden können. Zu jedem Zeitpunkt kann für jedes Individuum der In- fektionszustand, die sichtbaren Symptome sowie die Interventionen grafisch dargestellt werden. Social  T,Q EIEIIRIRSESE DODOONON FIFIFIFI NDND Infection State Symptom state Intervention state none susceptible detectable infected observed contagious unobserved traced detected immune dead secluded isolated obvious InfektionsverlaufSymptomeInterventionenRisikogruppen SEIRS-ModellEreignisgraphKontaktnetzwerkParameterwahl AusbruchPersistenzStatistikWebseite SuszeptibelInfiziertAnsteckend Infektionsverlauf Symptome Interventionen Zeitachse LocalRandom Scalefree Martin.Eichner@uni-tuebingen.de