Agentenbasierte Modelle für Dynamiken der Ausbreitung von Infektionskrankheiten. eine Präsentation von Tobias Weitzel

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Melanie Michel
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1 Agentenbasierte Modelle für Dynamiken der Ausbreitung von Infektionskrankheiten eine Präsentation von Tobias Weitzel

2 ABM und Infektionskrankheiten Struktur des Vortrags 1. Hintergrund 2. Theorie: Generisches Infektionsmodell 3. Eigenschaften des Agentenbasierten Modells 4. Anwendung und Ergebnisse 5. Konklusion

3 1. Hintergrund

4 Hintergrund Ausbreitung von Infektionskrankheiten in Populationen ist ein räumlich-temporaler Prozess Ansatz: Integration von geographischen Informationssystemen in ABM àsimulation der Ausbreitung von Infektionskrankheiten in urbanen Raum Individuen in einer geschlossenen Population werden durch Agenten repräsentiert, welche mit den Plätzen assoziiert werden, bei denen sie Aktivitäten ausführen und mit anderen Agenten interagieren à Stationäre Aktivitäten und Mobile Aktivitäten Individuen sind mit Mobilität im Transportnetzwerk ausgestattet

5 2. Generisches Infektionsmodell

6 Generisches Infektionsmodell Kompartiment Modell: Einteilung der Population in verschiedene Gruppen basierend auf ihrem Infektionsrisiko à jedes Individuum im Kompartiment hat die selben Eigenschaften Bevölkerung im Modell wird repräsentiert durch 4 Gruppen: 1. Anfällig: Das Individuum kann abgesteckt werden 2. Ausgesetzt: Das Individuum wurde mit dem Pathogen infiziert, ist aber aufgrund der Inkubationszeit noch nicht ansteckend 3. Infektiös: Das Individuum ist mit dem Pathogen infiziert und kann die Infektion an andere weitergeben und sie anstecken 4. Erholt: Das Individuum ist nichtmehr anstecken

7 Verschiedene Stadien des SEIR Modells

8 3. Eigenschaften des ABM

9 Eigenschaften des ABM Das ABM kann das Verhalten von mobilen Individuen in einem städtischen Umfeld simulieren à charakterisiert durch den natürlichen biologischen Prozess der Verbreitung der Krankheit in lokalen sozialen Netzwerken zwischen Individuen Stellt räumlich-temporalen Kontext von Infektionskrankheiten dar und kann mit 3 Hauptkomponenten beschrieben werden: 1. Umwelt 2. Agenten 3. Interaktionen

10 Eigenschaften des ABM - Umwelt Das Model verwendet GIS Daten (Daten von geographischen Informationssystemen) à die GIS Daten von einem urbanen Gegen repräsentieren die natürliche urbane Landschaft in der die Individuen in Kontakt treten

11 Geographische Daten von Burnaby

12 Bewegungsregeln des ABM

13 Infektionsregeln der Krankheitsausbreitung

14 Flussdiagram des ABM

15 4. Anwendung und Ergebnisse

16 Eckdaten des Versuchs Beispielort: Standardstadt Burnaby, Kanada Beispielkrankheit: Masern Agenten mit folgenden Attributen: Gesundheitsstatus, Aufenthaltsort Begrenzung der Bevölkerung: Nur 1000 Individuen, die miteinander interagieren à Szenario: 1 Infizierter auf 999 Gesunde Zeitrahmen: 12 Tage Inkubationszeit, 8 Tage Infektionszeit

17 Räumliche Verteilung der SEIR Population

18 Ergebnisse und Auswertung Ablauf: Agenten sind zuerst in Wohngebieten lokalisiert à nach der ersten Stunde Pendeln sind sie entweder am Arbeitsplatz oder der Universität, wo sie mit anderen Agenten interagieren Dynamische geographische Interaktionen in Populationen führen zu einer hohen Anzahl ausgesetzter Individuen à da diese stationäre Aktivitäten in den Gebieten ausführen, nachdem sie mit Pendeln fertig sind = kranke Individuen sind in manchen geographischen Orten zentralisiert

19 Ablauf des Versuchs

20 5. Konklusion

21 Konklusion Stärke von ABMs: Kann die Ausbreitung der Epidemie modellieren, durch Verfolgen der Bewegung infizierter Individuen und ihrer Kontakte im sozialen System Jegliche Krankheit kann damit modelliert werden à nur die Zeitachse der Krankheit muss adaptiert werden und/oder der Übertragungsprozess der Krankheit Beleuchtet what-if-szenarien Problem: Speicherplatz und Kapazitäten von Computern

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