Ingenieurwissenschaft für die Gesundheit
Herzlich willkommen am Institut für Biomedizinische Technik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Seit über 60 Jahren wird hier im Bereich der Biomedizinischen Technik geforscht und gelehrt.
In interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Ärztinnen und Ärzten und in Projekten mit der medizintechnischen Industrie erforschen wir neue technische Systeme, mit denen Krankheiten früher und genauer erkannt, und Therapien zielsicher durchgeführt werden können.
In der Gruppe von Prof. Dr. Werner Nahm stehen die Erforschung und Entwicklung optoelektronischer Systeme in Medizin und Lebenswissenschaften im Fokus. Es laufen aktuell Projekte zu chirurgischen Visualisierungssystemen und zur optischen Diagnose. Mehr dazu finden Sie hier.
In der Gruppe von PD Dr. Axel Loewe werden Computermodelle des Herzens entwickelt und auf kardiologische Fragestellungen angewendet. Im Fokus stehen die Elektrophysiologie und Elastomechanik des Herzens, um zur Beantwortung wichtiger klinischer Fragestellungen zur Entstehung und Behandlung von z.B. Herzrhythmusstörungen beizutragen. Signalverarbeitung elektrischer Signale des Herzens (EKG und Elektrogramme), maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz sind weitere Schwerpunkte. Mehr dazu finden Sie hier.
Ein neuer Übersichtsartikel in The Journal of Physiology beleuchtet, wie nicht-myokardiale Zellen wie Fibroblasten und Makrophagen über elektrotonische Kopplung die elektrische Aktivität des Herzens beeinflussen. Die Studie unterstreicht die wachsende Bedeutung computergestützter Modelle zur Untersuchung dieser komplexen Zellinteraktionen – von Einzelzellen bis hin zur Organebene. Diese Arbeit bietet einen aktuellen Rahmen für zukünftige Forschungen zur elektrophysiologischen Rolle heterozellulärer Kopplung im Herzen.
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Jule Bender beschäftigt sich mit der Kohortenmodellierung der menschlichen Vorhöfe für in silico Studien.
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Carola Kruthoff beschäftigt sich mit der Erstellung und Validierung biomechanischer digitaler Zwillinge zur Entschlüsselung des hypertrophen Phänotyps.
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Unsere Gruppe nahm kürzlich an der Helmholtz AI Konferenz 2025 in Karlsruhe teil. Die Veranstaltung war sehr aufschlussreich, mit Fokus auf Fortschritte in KI für die Wissenschaft, darunter Foundational Models, Agentic AI und Energieverbrauch. Silvia und Julian präsentierten ihre Poster (PSII-43 und PSII-46), was zu wertvollen Diskussionen führte. Diese Konferenz bot wichtige Gelegenheiten zum Austausch und für neue Perspektiven unserer Arbeit.
Vom 25. bis 28. Mai fand in Villasimius auf Sardinien die Coupled Problems-Konferenz statt. Unser Institut wurde dort von Joshua vertreten, der eine Konvergenzanalyse zur räumlichen Diskretisierung von Meshes mit explizit dargestellten Herzzellen präsentierte. Ziel war es, durch eine gezielte Vergröberung der Gitterauflösung die Rechenzeiten von Simulationen auf Basis des Extrazellulär-Membran-Intrazellulär-Modells (EMI-Modell) zu reduzieren – ohne dabei die Aussagekraft der Ergebnisse zu beeinträchtigen.
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Vom 23. bis 26. April fand die 91. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) in Mannheim statt. Joshua und Silvia präsentierten Poster zu ihrer aktuellen Forschung (frequenzabhängige Erregungsausbreitung über Fibroblasten und nicht-invasive Diagnose der atrialen Kardiomyopathie), während Christian einen Vortrag zur automatischen Segmentierung bi-atrialer Geometrien hielt. Auch Pascal und Axel nahmen teil und nutzten die Gelegenheit, sich mit der kardiologischen Forschungsgemeinschaft zu vernetzen.