[Intensive care bed requirements for COVID-19 in the fall/winter of 2021 : Simulation of different scenarios under consideration of incidences and vaccination rates].

BACKGROUND

Despite the increasing vaccination rates against SARS-CoV‑2, there is a risk of a renewed wave of infections in autumn 2021 due to the high seasonality of the pathogen, with the associated renewed possible heavy burden on intensive care. In the following manuscript we simulated different scenarios using defined mathematical models to estimate the burden of intensive care treatment by COVID-19 patients within certain limits during the coming autumn.

METHODS

The simulation of the scenarios uses a stationary model supplemented by the effect of vaccinations. The age group-specific risk profile for intensive care unit (ICU)-associated disease progression is calculated using third wave ICU admission data from sentinel hospitals, local DIVI registry occupancy data and the corresponding local incidence rates by linear regression with time lag. We simulated vaccination rates of 15% for the over 18-year-old cohort, 70% for the 15-34 year cohort, 75%/80%/85% for the 35-59 year cohort and 85%/90%/95% for the over 60-year-old cohort. The simulations take into account that vaccination provides 100% protection against disease progression requiring intensive care. Regarding protection against infection in vaccinated persons the simulations are depicted for the scenario of 70% protection against infection in vaccinated persons and for the scenario of 85% protection against infection in vaccinated persons.

RESULTS

The incidence is proportional to ICU bed occupancy. The proportionality factor is higher than in the second and third waves, so that comparable ICU bed occupancy is only achieved at a higher incidence. A 10% increase in vaccination rates of the over 35-year-olds to 85% and of the over 60-year-olds to 95% leads to a significant reduction in ICU bed occupancy.

DISCUSSION

There will continue to be a close and linear relationship between SARS-CoV‑2 incidence and ICU bed occupancy in the coming months. Even above incidences of 200/100,000 a considerable burden of ICUs with more than 3000 COVID-19 patients can be expected again, unless the vaccination rate is significantly increased. A few percentage points in the vaccination rate have a significant impact on potential ICU occupancy in the autumn, so efforts to increase vaccination acceptance should be a priority in the coming weeks. For intensive care medicine, the vaccination rate of those over 35 years of age is crucial.

ZUSAMMENFASSUNG

HINTERGRUND: Auch im Herbst 2021 droht trotz der steigenden Impfquoten gegen SARS-CoV-2 aufgrund saisonaler Veränderungen und der damit verbundenen erhöhten Infektionsraten eine erneute Infektionswelle mit einhergehender erneuter möglicher starker Belastung der Intensivmedizin. Im Folgenden sind verschiedene Szenarien mithilfe mathematischer Modelle simuliert, die unter der Annahme bestimmter Voraussetzungen eine Einschätzung hinsichtlich der Auslastung der Intensivbettenkapazitäten im Herbst in bestimmten Grenzen ermöglichen.

METHODIK

Die Simulation der Szenarien verwendet ein stationäres Modell, ergänzt um den Effekt der Impfungen. Das altersgruppenspezifische Risikoprofil für einen intensivpflichtigen Krankheitsverlauf wird anhand von Einweisungsdaten der 3. Welle auf Intensivstationen in Sentinel-Kliniken, den lokalen DIVI-Register-Belegungsdaten sowie den entsprechenden lokalen Inzidenzen durch lineare Regression mit Zeitversatz berechnet. Wir simulieren hierbei Impfquoten von 15 % für die U18-Kohorte, 70 % für die 15- bis 34-jährige Kohorte, 75/80/85 % für die Kohorte von 35 bis 59 Jahren sowie 85/90/95 % für die Ü60-Kohorte. Die Simulationen berücksichtigen, dass eine Impfung zu 100 % vor einem intensivpflichtigen Krankheitsverlauf schützt. Für den Schutz vor Infektion der Geimpften wurden die Simulationen zum einen für das Szenario Impfschutz für 70 % der Geimpften und zum anderen für das Szenario Impfschutz für 85 % der Geimpften dargestellt.

ERGEBNISSE

Die Intensivbettenauslastung verläuft proportional zur Inzidenz. Der Faktor für dieses Verhältnis (Proportionalitätsfaktor) ist höher als in der 2. und 3. Welle, sodass vergleichbare Intensivbettenbelegungen erst bei höherer Inzidenz erreicht werden. Eine 10 %ige Steigerung der Impfquoten der Ü35 auf 85 % und der Ü60 auf 95 % führt zu einer erheblich verringerten Intensivbettenbelegung.

DISKUSSION

Es besteht auch in den kommenden Monaten eine enge und lineare Beziehung zwischen der SARS-CoV-2-Inzidenz und der Intensivbettenbelegung. Bereits ab Inzidenzen von 200/100.000 ist wieder eine erhebliche Belastung der Intensivstationen mit mehr als 3000 COVID-19-Patienten zu erwarten, sofern die Impfquote nicht noch deutlich gesteigert wird. Wenige Prozentpunkte in der Impfquote haben eine erhebliche Auswirkung auf die potenzielle Intensivbelegung im Herbst, sodass Bemühungen um die Steigerung der Impfakzeptanz in den kommenden Wochen im Vordergrund stehen sollten. Für die Intensivmedizin ist die Impfquote der über 35-Jährigen von entscheidender Bedeutung.

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