Im Besonderen seit der Coronavirus-Pandemie durch SARS-CoV-1 werden intensiv Instrumente und Pläne für Epidemien entwickelt. Ein Frühwarnsystem für Gesundheitsämter, um erforderliche Handlungen lokal anzupassen, ist jedoch bisher nicht realisiert. In der SARS-CoV-2 Pandemie zeigte sich in zunehmendem Maß die Notwendigkeit einer Plattform für Gesundheitsämter und politische Entscheidungsträger:innen. Dabei ergibt sich aus der Heterogenität unterschiedlicher Regionen, aber auch aus dem häufig lokal begrenzten Ausbruchsgeschehen, ein Bedarf für eine lokal angepasste Überwachung und Untersuchung der Infektionsdynamik.
In dem Projekt LOKI Pandemics (Lokales Frühwarnsystem zur Kontrolle von Infektionsausbrüchen) entwickelt das Institut für Softwaretechnologie mit weiteren Projektpartnern eine Plattform, die verschiedene Datenströme aus unterschiedlichen Quellen unter Wahrung der Privatsphäre integriert. Für die Analyse dieser Daten setzen die Forschenden verschiedene Verfahren von mathematisch-epidemiologischer Modellierung bis hin zu Machine Learning ein, um Ausbrüche auf lokaler Ebene frühzeitig zu erkennen und deren Bewertung unter verschiedenen Gesichtspunkten und auf verschiedenen Skalen zu ermöglichen.
ESID Plattform als Benutzeroberfläche für LOKI
Die Plattform ESID unterstützt die Gesundheitsämter bei der Überwachung und Untersuchung von lokalen Ausbrüchen, bei der Bewertung der regionalen und überregionalen Infektionsdynamik oder Infektionssituation sowie dem Einsatz von passgenauen Maßnahmen.
Die Plattform ESID unterstützt die Gesundheitsämter bei der Überwachung und Untersuchung von lokalen Ausbrüchen, bei der Bewertung der regionalen und überregionalen Infektionsdynamik oder Infektionssituation sowie dem Einsatz von passgenauen Maßnahmen.
Diese verschiedenen Verfahren werden in automatisierte Workflows integriert und in einer Webanwendung mit der Möglichkeit zur interaktiven Simulation verschiedener Szenarien dargestellt. Das System wird anhand von Erkenntnissen durch die retrospektive und prospektive Analyse der COVID-19 Pandemie entwickelt, die als Blaupause für die Prävention und Eindämmung zukünftiger möglicher Epidemien respiratorischer Viruserkrankungen dient. Diese Plattform wird an die Akademie für Öffentliches Gesundheitswesen übergeben und in Pilotprojekten mit lokalen Gesundheitsämtern unter realen Bedingungen optimiert.
Im Rahmen des LOKI-Konsortiums wird das Institut für Softwaretechnologie vor allem an der Entwicklung neuer Modelle und der effizienten Implementierung in das Open-Source-Software-Framework MEmilio arbeiten, welches zur Berechnung der Infektionsdynamik verwendet werden kann. Die Software wird für entsprechende Supercomputer hoch skalierbar sein. Weiterhin arbeiten die Forschenden an der Entwicklung einer intuitiven Oberfläche. Der Schwerpunkt von LOKI liegt auf dem engen Kontakt mit den lokalen Gesundheitsbehörden und der Zugänglichkeit der implementierten Modelle über eine leistungsfähige Benutzeroberfläche.
P. Kaur Betz, J. Stoll , V. Grappendorf, J. Gilg, M. Zeumer , M. Klitz, L. Spataro, A. Klein, L. Rothenhäusler, H. Bohnacker, H. Krämer M. Meyer-Hermann, S. Somogyi, A. Gerndt and M. J. Kühn "ESID: Exploring the Design and Development of a Visual Analytics Tool for Epidemiological Emergencies.", IEEE VIS Workshop on Visualization for Pandemic and Emergency Responses (2023). (Preprint)
