Forscher aus Karlsruhe entwickeln Sieben-Tage-Filter, um Reproduktionszahl des Virus exakter zu bestimmen…

Seit Ausbruch der Corona-Pandemie hat sich die Bevölkerung daran gewöhnt: Mit jedem weiteren Update zur Krisensituation bekommen wir auch eine Vielzahl tagesaktueller Kennzahlen mitgeliefert, auf deren Zuverlässigkeit und Aussagekraft wir uns verlassen. Seit dem Lockdown ist es insbesondere die Reproduktionszahl R, auf welche aller Augen gerichtet sind. Als wichtiger Indikator für das Infektionsgeschehen gibt sie an, wie viele Personen ein Infizierter im Durchschnitt ansteckt. Deshalb mahnten die Virologen des Robert-Koch-Instituts bereits frühzeitig, dass erst über eine Lockerung der Präventionsmaßnahmen nachgedacht werden könne, wenn R unter dem kritischen Wert 1 liegt.

Obwohl die Reproduktionzahl mittlerweile in einem moderaten Bereich liegt und sich die Zustände zumindest in einigen Teilen der Gesellschaft und Wirtschaft schrittweise wieder normalisieren, sorgt die genaue Ermittlung der R-Zahl noch immer für Herausforderungen. Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelang es nun, eine neue Methode zu entwickeln, die dabei helfen soll, präzisere Schätzungen der Reproduktionszahl zu ermöglichen.

So funktioniert der Filter

Zentrales Problem bei der Ermittlung der Reproduktionszahl: Die Meldungen der Fallzahlen, auf denen dieser Wert basiert, sind wochentagsabhängig und können, beispielsweise durch lokale Ausbrüch,e sprunghaft ansteigen und verzerrt werden.

Forschern am Institut für Automation und angewandte Informatik des KIT können jetzt mit einer mathematischen Filtermethode, Faktoren wie Meldeverzögerungen, Schwankungen und Verzerrungen teilweise kompensieren, sodass die Daten geglättet werden. Mit einem akausalen Filter werden Zeiträume von sieben Tagen ins Auge gefasst und auch zukünftige Werte miteinbezogen. Als kausale Filter werden lediglich Werte der Vergangenheit und Gegenwart berücksichtigen. Die Schätzungen von zukünftigen Fallzahlen basieren dabei auf den Werten der jeweils gleichen Tage in der Vorwoche.

Ein Vergleich mit den bestehenden Ansätzen des Robert-Koch-Instituts fällt vielversprechend aus: Mit der neuen Methode des KIT-Teams lassen sich wöchentliche Periodizitäten effizienter ausgleichen und es können die trügerischen Phasen reduziert werden, in denen der Reproduktionswert nur scheinbar über der kritischen 1 liegt.

Autor: Dominic Fernandez

 

Quelle:

Ralf Mikut, Tillmann Mühlpfordt, Markus Reischl, Veit Hagenmeyer: Schätzung einer zeitabhängigen Reproduktionszahl R für Daten mit einer wöchentlichen Periodizität am Beispiel von SARS-CoV-2-Infektionen und COVID-19. KIT, 2020. DOI: 10.5445/IR/1000119466

 

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