Die Simulation der Herzfunktion zielt nicht nur auf die Vertiefung des Grundlagenwissens, sondern auch auf das patho–physiologische Verständnis der Therapien verschiedener Herzkrankheiten. Am Institut für Biomedizinische Technik der Universität Karlsruhe (TH) wird u. a. mit der herzchirurgischen Abteilung der Universitätsklinik Heidelberg zusammengearbeitet, um die kardiale Resynchronisationstherapie zu verbessern und die Therapie von Vorhofflimmern (Ablation und atriales, antitachykardes Pacing) zu untersuchen.
Der klinische Fokus ist zum einen auf die Optimierung der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) gerichtet, zum anderen auf die Untersuchung von interventionellen und chirurgischen Ansätzen zur Therapie von Vorhofflimmern. Atriales, antitachykardes pacing ist ein weiterer Aspekt, der durch die Modellierung der Herzfunktion am Institut für Biomedizinische Technik erforscht wird.
Die CRT basiert auf der Implantation eines Schrittmachers, der beide Herzkammern stimuliert. Eine optimale Position und Stimulationseinstellung soll durch Computersimulationen untersucht werden. Zur Zeit werden die Einstellungen nur nach der Erfahrung des behandelnden Arztes durchgeführt. Obwohl viele klinische Studien zur Ablationstherapie von Vorhofflimmern existieren, besteht Unklarheit über die Ablationsstrategien. Durch Computersimulationen können verschiedene Strategien an einem Patientendatensatz präoperativ untersucht werden. Somit sollen die Auswirkungen verschiedener Schnittführungen vor der Therapie bekannt werden. Patienten, die einen implantierten Kardioverterdefibrillator haben, können sofort bei Auftreten von Vorhofflimmern durch eine Überstimulation der Vorhöfe therapiert werden. Hier ist die Erfolgsrate zur Prävention von Vorhofflimmern sehr gut. Jedoch sind die Erfolgsraten zur Terminierung von Vorhofflimmern noch sehr schlecht. Der Mechanismus von der atrialen Überstimulationstherapie ist noch nicht geklärt. Hier können Computersimulationen Licht auf das elektrophysiologische Verhalten der Vorhöfe während Vorhofflimmern und dem Pacing bringen.
Die folgenden, wichtigen Forschungsziele wurden definiert:
• Erstellung patientenindividueller Herzmodelle – sowohl anatomisch, als auch patho–physiologisch.
• Klinische Einsetzbarkeit der Software zur Simulations der Herzfunktion (elektrophysiologisch und mechanisch).
• Validierung der Modelle in tierexperimentellen und klinischen Studien.
• Evaluation und Optimierung kardiologischer und herzchirurgischer Therapien.
Zur Zeit werden folgende Projekte in diesem Bereich bearbeitet:
• Simulation der Initiierung und Bestehen von Vorhofflimmern auf realistsischen, anatomischen Datensätzen
• Evaluation von interventionellen und chirurgischen Ablationsstrategien zur Therapie von Vorhofflimmern
• Atriale antitachykardiale Überstimulationstherapie zur Prävention und Beendigung von Vorhofflimmern
• Optimierung der kardialen Resynchronisationstherapie respektive der Elektrodenpositionen und der Stimulationsverzögerung zwischen den Elektroden