INSIDe

Integrative Modellierung der Ausbreitung von schweren Infektionskrankheiten

INSIDe

Krisen im Bereich der öffentlichen Gesundheit, beispielsweise eine Pandemie, erfordern ein entschiedenes politisches Handeln. Die Regierungen können eine Reihe von nicht-pharmazeutischen Maßnahmen unterschiedlicher Intensität ergreifen, die von der freiwilligen sozialen Distanzierung von Einzelpersonen bis zur obligatorischen Abschaltung des Landes reichen. Diese nicht-pharmazeutischen Maßnahmen (NPM) beeinflussen die Ausbreitung von Krankheiten und können eine Überlastung des Gesundheitssystems verhindern.

Die bevölkerungsbezogene Modellierung der Ausbreitung von Infektionen hat sich als unverzichtbar für die Entscheidungsfindung erwiesen. Die Erkenntnisse und Prognosen, die die bestehenden Modelle liefern, sind jedoch zwangsläufig durch ihre Auflösung und die Daten, auf denen sie beruhen, begrenzt. Außerdem werden durch die Konzentration auf einzelne Krankheitserreger indirekte Wechselwirkungen und Kreuzimmunitäten außer Acht gelassen. Um diese Probleme anzugehen, wird das interdisziplinäre Projekt INSIDe (INtegrative modeling of the spread of Serious Infectious Diseases, auf Deutsch: Integrative Modellierung der Ausbreitung von schweren Infektionskrankheiten) verfeinerte Modelle und Datenintegrationsstrategien entwickeln, die eine integrative räumlich-zeitliche Modellierung der Ausbreitung mehrerer Krankheiten auf verschiedenen Auflösungsebenen ermöglichen. Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen werden wir auch räumlich verteilte Abwasserproben verwenden, die nachweislich als Frühindikator für den Anstieg der gemeldeten Infektionen und Krankenhausaufenthalte dienen.

Die im Rahmen von INSIDe entwickelte modulare Open-Source-Plattform wird die Integration verschiedener Modelle und Modellierungsansätze für die Übertragung und Beobachtung ermöglichen. Dies wird die Integration verschiedener Informationen erleichtern, die von offiziell gemeldeten Fallzahlen über Ergebnisse von Abwasserproben bis hin zu Daten aus sozialen Medien reichen, und letztlich ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Teststrategien und NPM ermöglichen.

Projekt INSIDe - Integrative modeling of the spread of Serious Infectious Diseases
Das Schema zeigt die Gesamtstruktur des Projekts INSIDe und das Zusammenwirken der Arbeitspakete.

Das Institut für Softwaretechnologie wird im Rahmen von INSIDe hauptsächlich an der Entwicklung neuer Modelle arbeiten und der effizienten Implementierung in das Open Source Software-Framework MEmilio, welches zur Berechnung von Infektionsdynamiken verwendet werden kann. Die Software wird hohe Skalierbarkeit erreichen um auf entsprechenden Supercomputern ausgeführt werden zu können. Im Fokus von INSIDe steht der Austausch der mathematisch-epidemiologischen Infektionsmodelle mit den in INSIDe entwickelten Abwassermodellen.

Das Projekt INSIDe wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Projektlaufzeit:

  • 05/22 – 04/25

Projektmitwirkende:

Weiterführende Informationen:

Kontakt

Dr.-Ing. Achim Basermann

Abteilungsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Softwaretechnologie
High-Performance Computing
Linder Höhe, 51147 Köln