So können Massnahmen bei COVID-19 greifen – Simulationsrechnungen

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Massnahmen bei COVID-19. Die Vorhersagen sind eingetroffen: Die Zahl der Mensch-zu-Mensch-Kontakte wurde reduziert, dadurch kann die Ausbreitung von COVID-19 verlangsamt werden. Aber reicht das aus? Wären noch drastischere Vorschriften nötig, wie sie etwa in China ergriffen worden sind?

Simulationsrechnungen der TU Wien und des TU-Spin-Offs dwh zeigen: Eine noch drastischere Einschränkung der Kontakte hätte kaum zusätzlichen Nutzen. Falsch wäre es allerdings, zu rasch wieder zum normalen Alltagsleben zurückzukehren. Dann würde sich die Epidemie nämlich sofort wieder sehr rasch ausbreiten und die Vorsichtsmaßnahmen der letzten zwei Wochen wären umsonst gewesen. Empfohlen wird, in den nächsten Wochen und Monaten die Maßnahmen schrittweise zurückzunehmen.

Massnahmen bei COVID-19

Punktuell eingeführte, gut durchdachte Maßnahmen – etwa die Zahl der Kontakte bei Risikogruppen einzuschränken – kann natürlich sinnvoll sein.

Zusammendrücken wie einen Schwamm

Auch wenn die derzeitigen Maßnahmen zur Eindämmung der COVID-19-Epidemie schon sehr einschneidend sind – theoretisch könnte man noch weit darüber hinausgehen. Man könnte öffentliche Verkehrsmittel stilllegen, noch mehr Betriebe schließen oder sogar ein generelles Ausgangsverbot verhängen.

„Unsere Simulationsrechnungen zeigen allerdings ganz klar, dass ab einem gewissen Punkt eine weitere Verschärfung keinen spürbaren Nutzen mehr bringt“, sagt Niki Popper, Leiter des Forschungsteams. „Man kann sich das vorstellen wie bei einem nassen Schwamm: Je mehr Druck man ausübt, umso mehr Wasser kann man herausdrücken. Aber irgendwann ist der Schwamm völlig komprimiert, und dann hat zusätzlicher Druck kaum noch eine Auswirkung.“

Das Forschungsteam analysiert daher nun, auf welche Weise die Maßnahmen wieder gelockert werden könnten. „Eines ist klar: Sofort wieder zum gewohnten Alltag zurückzukehren, wäre jetzt falsch“, betont Niki Popper. „Wir gehen davon aus, dass bei Beibehaltung der aktuellen Maßnahmen der Höhepunkt der Krankheitsfälle bald erreicht wird und danach die Fallzahlen zurückgehen. Wenn die Kontaktzahl aber dann sofort wieder auf das früher übliche Niveau ansteigt, dann wird auch die Zahl der Krankheitsfälle sehr rasch wieder zunehmen, so ähnlich wie sich ein zusammengedrückter Schwamm sofort wieder ausdehnt, wenn man den Druck wegnimmt.“

Eine solche zweite Corona-Welle, verursacht durch ein übereiltes Ende der Maßnahmen, könnte innerhalb kurzer Zeit zu deutlich höheren Krankheitszahlen führen als wir sie derzeit beobachten. Gewisse Vorsichtsmaßnahmen werden wir also noch längere Zeit ergreifen müssen.

Schrittweise Rücknahme: Drei Szenarien zu Massnahmen bei COVID-19

Das Forschungsteam analysiert derzeit daher unterschiedliche Szenarien: Exemplarisch wurden nun drei mögliche Szenarien durchgerechnet. „Welche Varianten nun tatsächlich konkret diskutiert und ins Auge gefasst werden, liegt natürlich an den Entscheidungsträgern“, sagt Niki Popper.

Derzeit sind Schulen und ca. 25 % der Arbeitsstätten geschlossen, bei den Freizeitkontakten wird im Modell eine Reduktion von 50 % angenommen. Würde man dieses Maßnahmenpaket voll beibehalten, würde die Zahl der COVID-19-Kranken über den Sommer kontinuierlich zurückgehen (siehe Abbildung 3).

Ein kontinuierlicher Rückgang der Krankheitszahlen ergibt sich allerdings auch in einem zweiten Szenario, bei dem nach Ostern die Arbeitsstätten wieder geöffnet werden. Schulen bleiben in diesem Szenario geschlossen, die Freizeitkontakte bleiben weiter reduziert. Der Rückgang der Krankheitszahlen wäre dann langsamer, aber das Gesundheitssystem käme nicht an seine Belastungsgrenze.

In einem dritten Szenario wird davon ausgegangen, dass Arbeitsstätten ab Ostern wieder geöffnet werden und am 4. Mai (zwei Wochen vor der Matura) auch die Schulen wieder ihren normalen Betrieb aufnehmen. Nur die Kontaktanzahl in der Freizeit bleibt weiterhin um 50 % reduziert. In diesem Fall kommt es nach den Berechnungen zwar nicht zu einem explosiven Anstieg der Krankheitszahlen, wie das bei einem abrupten totalen Ende der Maßnahmen der Fall wäre, aber die Krankheitszahlen würden trotzdem steigen und das Niveau der derzeitigen ersten Welle übertreffen.

„Freilich sind langfristige Prognosen immer mit einer gewissen Unsicherheit behaftet“, betont Niki Popper. „Es ist wichtig, die Modelle Woche für Woche weiter zu verbessern und an das neueste Datenmaterial anzupassen. Je mehr wir über die Ausbreitung von COVID-19 lernen, umso zuverlässiger wird auch unser Blick in die Zukunft sein.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Niki Popper
Institut für Information Systems Engineering
Technische Universität Wien
nikolas.popper@tuwien.ac.at

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