SI-Modell
Definition
Das SIS-Modell beschreibt in der mathematischen Epidemiologie die Entwicklung von Infektionskrankheiten in der Bevölkerung, wenn keine dauerhafte Immunität erworben wird. Es beruht auf einem compartment-analytischen Modell, das die Population in verschiedene Untergruppen einteilt.
Voraussetzungen
- Jedes Individum kann angesteckt werden, es entsteht weder eine Heilung noch eine Immunität
- Infizierte sind sofort ansteckend
- Gesunde erkranken mit der linearen Rate c
- Jede Gruppe interagiert miteinander mit derselben Wahrscheinlichkeit
Kompartimente
Das SIS-Modell unterscheidet zwischen zwei Gruppen:
- Als Gruppe "S" ("susceptible individuals") werden die nicht-infizierten, empfindlichen Personen zusammengefasst.
- Die Gruppe "I" ("infectious individuals") bezeichnet die Gruppe der Infizierten.
- Die Gesamtpopulation wird mit "N" bezeichnet: N = S(t) + I(t)
- S(t) bzw. I(t) steht für die jeweilige Poolgröße zum Zeitpunkt "t", S(0) bzw. I(0) für die Population zu Beginn der Epidemie.
- Der Indexpatient entspricht also I(0) = 1
Berechnungen
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Krankheit kann wie folgt beschrieben werden:
- ΔS/Δt = -c * I(t) * S(t)
- ΔI/Δt = c * I(t) * S(t)
- Wenn N = const., dann: ΔI/Δt = c * I(t) * (N - I(t)) = c * N * I(t) * (1 - (I(t)/N))
Varianten
- Eine Erweiterung des SI-Modells ist das SIS-Modell, in dem berücksichtigt wird, dass Individuen auch gesunden können.
- Das SIR-Modell eignet sich für Erkrankungen, bei denen Individuen immun werden können.
- Im SEIR-Modell wird von einer Infektionskrankheit ausgegangen, bei der Individuen immun werden können und Infizierte nicht sofort infektiös sind.
Diese Funktion steht nur eingeloggten Abonnenten zur Verfügung