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Nachrichten 2025
ImageFortschritte und Herausforderungen in der computergestützten Modellierung

Fortschritte und Herausforderungen in der computergestützten Modellierung
Seit der Jahrtausendwende hat sich die computergestützte Modellierung biologischer Systeme bemerkenswert weiterentwickelt. Ein Übersichtsartikel beleuchtet die aktuellen Errungenschaften und neuen Herausforderungen, insbesondere im Bereich des Herz-Kreislauf-Systems. Dabei wird die Bedeutung von mechanistischen und datengetriebenen Modellen sowie deren Synergien hervorgehoben, um zukünftige Fortschritte in der medizinischen Forschung und künstlichen Intelligenz zu fördern.

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ImageEHRA 2025 in Wien

Vom 30. März bis 1. April fand das jährliche Treffen der European Heart Rhythm Association (EHRA) statt. Die Veranstaltung vereinte Wissenschaftler*innen, medizinisches Fachpersonal und weitere Fachleute aus aller Welt, die sich mit der Behandlung von Herzrhythmusstörungen beschäftigen. Axel Loewe und Silvia Becker vertraten das IBT bei diesem Event. Außerdem hielt Silvia einen Vortrag darüber, warum es eine Rolle spielt, wie die P-Welle im EKG gemessen wird.

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ImageFortschritte in der PVC-Lokalisierung: Ein neuer Ansatz mit ECGI und digitalen Zwillingen

Die präzise Identifizierung des Ursprungs von ventrikulären Extrasystolen (PVCs) ist entscheidend für eine verbesserte Diagnose und Behandlung. Erfahren Sie mehr über diesen innovativen Ansatz, der von einem interdisziplinären Forschungsteam entwickelt wurde, einschließlich der Mitwirkung von CaMo IBT.

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Eine Präsentation über digitale Zwillinge und Herzmodellierung.E-Science Tage 2025 in Heidelberg

Vom 12. bis 14. März fanden in Heidelberg die E-Science-Tage unter dem Motto „Research Data Management: Challenges in a Changing World“ statt. Axel Loewe und Silvia Becker vertraten das IBT im Workshop „Information Infrastructures in the Era of Artificial Intelligence: Opportunities and Challenges“, der vom Leibniz ScienceCampus DiTraRe organisiert wurde. Zusätzlich hielt Silvia Becker gemeinsam mit Lea Singson vom FIZ Karlsruhe einen Vortrag über die rechtlichen Aspekte von Digital Twins und synthetischen EKGs.

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c'tMit hoch skalierbaren Algorithmen simulieren Supercomputer Patientenherzen

Die numerische Simulation erlaubt es, ganz unterschiedliche Vorgänge zu modellieren, vom Wetter über die Kernfusion bis zu individuellen Körperorganen. Voraussetzung dafür sind hoch skalierbare Algorithmen, die sich aus einer mathematischen Bibliothek wie mit einem Baukasten zusammenstellen lassen.

Ein Artikel in der aktuellen Ausgabe des c't Magazins für Computertechnik berichtet über unsere Forschung.

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<Text wird generiert, bitte warten...>Neue Erkenntnisse über Schrittmachermechanismen im Sinusknoten

Ein neues Paper, das die Wechselwirkungen zwischen reduzierten extrazellulären Kalziumspiegeln und der sympathischen Stimulation als kompensatorischem Mechanismus untersucht, der möglicherweise zum plötzlichen Herztod bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung beiträgt, wurde im Journal of Physiology veröffentlicht.

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Cardiac Arrhythmia Mechanisms GRCGRS/GRC 2025 in Barga

Das Gordon Research Seminar sowie die Konferenz über Mechanismen der Herzrhythmusstörungen fanden vom 22. bis 27. Februar in Barga statt. Sie deckte ein breites Spektrum an Themen ab, vom Vorhof und ventrikulären Mechanismen bis zu Mikro- und Ultrastrukturen einzelner Herzmuskelzellen. Christian, Moritz und Axel (in Vertretung von Tobias) stellten ihre Arbeit vor.

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ImageBewertung von Vorhersagemodellen des maschinellen Lernens

Unsere jüngste Veröffentlichung „Consensus Statement on the Credibility Assessment of Machine Learning Predictors“ im Fachjournal Briefings in Bioinformatics zielt darauf ab, die Zuverlässigkeit und Glaubwürdigkeit von Modellen des maschinellen Lernens zu gewährleisten, die in klinischen und biomedizinischen Kontexten eingesetzt werden. Zusammen mit anderen führenden Experten skizzieren wir einen strukturierten Rahmen, der auf 12 grundlegenden Aussagen basiert, und schlagen strenge Richtlinien für die Bewertung und Verbesserung der Glaubwürdigkeit von ML-Prädiktoren vor, insbesondere wenn sie bei wichtigen Entscheidungen im Gesundheitswesen eingesetzt werden.

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ImageErfolgreiche Verteidigung: Dr.-Ing. Cristian Barrios Espinosa am KIT

Dr.-Ing. Cristian Barrios Espinosa hat seine Doktorprüfung am KIT erfolgreich bestanden und Eikonal-basierte Modelle weiterentwickelt, um die Genauigkeit und Effizienz von Simulationen in der kardialen Elektrophysiologie zu verbessern.

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ImageNeues von DREAM

Veröffentlicht in Engineering with Computers, stellt die neueste Version von DREAM, einen effizienten Ansatz zur Simulation von Reentry-Mechanismen in der Herzelektrophysiologie dar.
Lesen Sie das vollständige Paper hier.

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News 2024
ImageErkundung der Innovationen in chirurgischer Technologie

Studenten des Kurses „Medical Image Processing for Guidance and Navigation“ besuchten Getinge, einen weltweit führenden Entwickler von Hybrid-Operationssälen. Der Besuch bot wertvolle Einblicke in fortschrittliche chirurgische Technologien und ihre praktischen Anwendungen im modernen Gesundheitswesen.

ImageErste Nacht der Biosignale

Am 15. November fand die erste Nacht der Biosignale statt. Zeitgleich fanden an insgesamt zwölf Standorten in Deutschland – darunter Aachen, Augsburg, Bremen, Dresden, Göttingen, Ilmenau, Jena, Karlsruhe, Kiel, Köln, Krefeld und Münster – spannende Vorträge rund um das Thema Biosignale statt.
Dank eines Livestreams auf YouTube konnten Interessierte die Vorträge auch bequem von zu Hause aus verfolgen. Besonders erfreulich war die große Resonanz vor Ort: Der Veranstaltungsraum im Triangel füllte sich mit neugierigen Bürgerinnen und Bürgern, die sich von den faszinierenden Einblicken in die Welt der Biosignale begeistern ließen.

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LogoHelmholtz Software Award für openCARP

Der Herz-Elektrophysiologie-Simulator openCARP, der vom IBT und Partnern entwickelt wird, hat den Helmholtz Software Award in der Kategorie Newcomer gewonnen. Ziel des Preises ist es, die Entwicklung von professioneller und qualitativ hochwertiger Forschungssoftware zu fördern und das Engagement für Software als Grundlage moderner Wissenschaft zu würdigen.
[mehr@Helmholtz]

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ImageAuszeichnung für Axel Loewe

Der Leiter der Forschungsgruppe Computermodelle des Herzens wurde zum Fellow der European Heart Rhythm Association (FEHRA) ernannt. Dies würdigt außergewöhnliche Beiträge in der Forschung zu Herzrhythmusstörungen.

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ImageEine neue Aufgabe für Olaf Dössel und eine Ehrung

Prof. Dr. Olaf Dössel wurde zum Sprecher des Themennetzwerkes Gesundheitstechnologien in der acatech gewählt. Die acatech ist die deutsche Akademie der Technikwissenschaften.
Weiterhin erhielt Olaf Dössel die KIT Verdienstnadel. Damit würdigt das KIT seine vielfältigen Aktivitäten als Botschafter des KIT und als ehrenamtlicher Vorsitzender des Studierendenwohnheim e.V. des KIT.

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ImageWas braucht man, um einen digitalen Zwilling des Herzens zu bauen?

Gemeinsam mit Forschenden des Städtischen Klinikums Karlsruhe und der Universität Oxford haben Patricia Martínez und Team gezeigt, dass funktionelle Messungen bei der Vorhersage von Herzrhythmusstörungen einen Unterschied machen. Die Einbeziehung der funktionellen Personalisierung in individualisierte Modelle könnte die Fähigkeit verbessern, Patienten anhand ihrer individuellen Merkmale zu stratifizieren, was zu maßgeschneiderten und wirksamen Behandlungsstrategien für Vorhofflimmern führen könnte.

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ImageMasterkurs „Medizinische Bildverarbeitung zur Orientierung und Navigation“

Seit WS 24/25 wird ein neuer Kurs für Masterstudierende aus IBT-Vorlesungen angeboten. Der Kurs mit dem Titel „Medizinische Bildverarbeitung zur Führung und Navigation“ ist 9 ECTs wert und umfasst insgesamt 6 Stunden Vorlesung/Praxis pro Woche plus die Durchführung eines Gruppenprojekts.
Link zum Campus Management für Studierende

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ImageNeuer wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Pascal Maierhofer beschäftigt sich mit der Validierung und Erstellung digitaler Zwillinge zur Erkennung von Ursachen von Vorhofflimmern. Seine Schwerpunkte liegen im Bereich Informatik und Softwareengineering.

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ImageDGK Herztage 2024 in Hamburg

Vom 26. bis 28. September fanden die DGK Herztage in Hamburg statt – ein Forum zum Austausch neuester Erkenntnisse, innovativer Lösungsansätze und wertvoller Erfahrungswerte in der Kardiologie. Christian und Silvia vertraten das IBT mit einem Poster und zwei Vorträgen.

ImageIBT auf der BMT2024

Vom 18. bis 20. September war das IBT auf der BMT2024 (“58. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik“) in Stuttgart zu Gast. Sara Schwab gewann den zweiten  Platz beim Studierendenwettbewerb.

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Cardiac Physiome 2024 in FreiburgCardiac Physiome 2024 in Freiburg

Auf dem diesjährigen Cardiac Physiome Workshop 2024 diskutierten etwa 140 Forscher über die Integration experimenteller und mathematischer Ansätze in der Herzphysiologie. Die CaMo Gruppe war mit 3 Posterbeiträgen und einem Vortrag unserer Doktorandin Stephanie Appel vertreten. Besonders erfolgreich war unser Doktorand Jonathan Krauß, der den Posterpreis gewann.

Computing in Cardiology Poster SessionComputing in Cardiology Konferenz

Das KIT durfte als Ausrichter der 51. internationalen Computing in Cardiology Konferenz über 500 Forschende aus aller Welt vom 8.-11. September in Karlsruhe begrüßen. Die Expertinnen und Experten diskutierten die neuesten Fortschritte in der kardiologischen Forschung und Technologie in den Bereichen Modellierung & Simulation, EKG-Signalverarbeitung und künstlicher Intelligenz in über 220 Vorträgen und 200 Postern.

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ImageVierzigjähriges Dienstjubiläum

Das Land Baden Württemberg bedankt sich bei Frau Irene Günter für Ihre vierzigjährige Tätigkeit im Öffentlichen Dienst. Die Dankurkunde wurde ihr von Professor Werner Nahm im Kreis ihrer Kollegen überreicht. Wir wünschen Ihr für Ihre weitere Tätigkeit alles Gute.

CinC LogoWorkshop: Artificial Intelligence for Processing of Biomedical Signals with MATLAB

Am Sonntag, 8. September, 8:30-11:30 Uhr, bietet Mathworks auf dem Campus Süd des KIT einen Workshop zum Thema „Leveraging Artificial Intelligence for Enhanced Processing of Biomedical Signals with MATLAB“ an.
Interessierte finden hier weitere Informationen und können sich anmelden.

ImageNeuer wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Julian Mierisch beschäftigt sich mit modellinformiertem maschinellen Lernen zur Vorhersage von postoperativem Vorhofflimmern und dessen gezielten Prävention. Seine Schwerpunkte lagen im Bereich des Data Science und des Softwareengineering.

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ImageEWGCCE 2024 in Graz

Vom 01. bis 03. Juli fand in Graz die 48. Konferenz der ESC Working Group on Cardiac Cellular Electrophysiology statt. Im Mittelpunkt standen der Einfluss des autonomen Nervensystems auf die Herzfrequenz sowie Rhythmusstörungen, Kompartimentierung innerhalb von Herzmuskelzellen und die neusten experimentellen Erkenntnisse zu iPSC Herzmuskelzellen. Moritz nutzte die Gelegenheit, um seine Arbeit zu den Einflüssen des autonomen Nervensystems auf Sinusknotenzellen vorzustellen.

ImageSummer School Bordeaux - Elektrophysiologie des Herzens

Vom 17. bis 21. Juni nahmen Stephanie und Silvia an der Summer School in Bordeaux teil, um ihre Kenntnisse in der Elektrophysiologie des Herzens zu vertiefen. Spannende Vorträge und eine interaktive Laborführung des Liryc-Instituts machten diese Woche besonders lehrreich.

ImageIBT auf 8. CMBE

Vom 24. bis 26. Juni fand die 8. Internationale Konferenz über Computational and Mathematical Biomedical Engineering (CMBE) an der George Mason University in Arlington, Virginia statt. Unsere Doktorandin Stephanie war dort, um unsere Arbeit zur Untersuchung der Bedeutung von dehnungsaktivierten Kanälen in der Pathogenese von Vorhofflimmern im Rahmen des Mini-Symposiums „Innovative Computational Models and Methods for the Cardiac Function“ vorzustellen.

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Imagei-STRATIFICATION-Studie untersucht 800 virtuelle Patienten

In dieser Studie der Uni Oxford und des KITs wurden verschiedene Therapien in 800 virtuellen Patienten mit Vorhofflimmern systematisch untersucht. Die Studie zielt darauf ab, Patienten bei denen Pulmonalvenenisolation als initiale Therpaie nicht erfolgreich war anhand von in-silico Tests optimalen pharmakologischen und Ablationstherapien zuzuordnen. Abhängig von der Vorhofgröße und Vorliegen von Niedervoltagearealen variieren die Behandlungsstrategien. In-silico Modelle sind ein vielversprechendes Instrument zur individuellen Therapieoptimierung bei Vorhofflimmern.

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ImageIBT beim International Congress on Electrocardiology

Der 49. International Congress on Electrocardiology, der gemeinsam von ISE und ISHNE organisiert wurde, fand im Juni in Lund, Schweden, statt. Axel Loewe präsentierte dem gemischten klinisch-technischen Publikum Forschungsarbeiten an der Schnittstelle zwischen mechanistischer Modellierung und maschinellem Lernen. Da sich in diesem Jahr Einthovens Nobelpreis für das Elektrokardiogramm (EKG) zum hundertsten Mal jährt, war die Konferenz ein perfekter Anlass, diese Erfindung zu feiern, die für die klinische Praxis nach wie vor von größter Bedeutung ist und mit dem Aufkommen der künstlichen Intelligenz zu neuen Höhenflügen ansetzen wird.

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ImageFickle Heart Workshop 2024

Vom 2. bis 4. Juni fand am Isaac Newton Institute of Mathematical Science in Cambridge der Fickle Heart Workshop statt, der sich auf digitale Zwillinge, künstliche Intelligenz und Methoden zur Quantifizierung von Modelunsicherheiten fokussierte. Axel, Patricia und Stephanie nutzten die Gelegenheit dieses Workshops, um ihre Arbeit in diesem Gebiet vorzustellen.

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ImageIBT bei der Atrial Signals Konferenz in Maastricht

Vom 06. bis 08. Juni war das IBT auf der Atrial Signals Konferenz in Maastricht. Neben 4 Posterbeiträgen von Promovierenden des IBTs stellte Axel Loewe seine Visionen zur Zukunft von Computermodellen des Herzens in der Vorhofflimmerforschung vor.

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ImageIBT auf der ECCOMAS 2024-Konferenz

In der diesjährigen European Community on Computational Methods in Applied Sciences (ECCOMAS)-Konferenz in Lissabon hat unser Doktorand Joshua Steyer unsere Arbeit zu Elektrogrammen in einem kardialen Zell-zu-Zell-Modell im Minisymposium "Computational Cardiology: Modeling and Simulating the Heart" vorgestellt.

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ImagePromotion Carmen Martínez Antón

Carmen Martínez Antón hat am 25.04.2024 erfolgreich ihre Dissertation „Local Impedance Characterization for Scar and Fibrosis Detection – Towards a New Substrate Assessment for Atrial Mapping” verteidigt und die Promotionsprüfung bestanden. Unsere herzlichsten Glückwünsche!

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ImageIBT auf DGK- und EHRA-Konferenzen 2024 vertreten

In diesem Monat April fanden zwei der wichtigsten Konferenzen zur Herzelektrophysiologie statt, bei denen Kardiologen aus Deutschland und der ganzen Welt zusammenkamen.
Am 7. und 9. April fand in Berlin die Konferenz der European Heart Rhythm Association (EHRA) statt. Unsere Doktorandin Patricia Martínez wurde für den Young Investigator Award in der Kategorie „Basic and Translational Science“ nominiert und präsentierte ihre Arbeit über die Auswirkungen der Anfälligkeit für rechtsatriale Arrhythmien in patientenspezifischen Computermodellen.

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GAMM LogoIBT auf der GAMM Jahrestagung 2024

Vom 18. bis 22. März 2024 fand die 94. Jahrestagung der GAMM (Gesellschaft für angewandte Mathematik und Mechanik) an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg statt. Unser Doktorand Jonathan Krauß stellte einen Vergleich verschiedener Möglichkeiten der Perikard-Modellierung vor.

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ImageIBT am Biosignals Workshop Göttingen

Im diesjährigen Biosignals Workshop in Göttingen haben wir unsere Arbeit zu Elektrogrammen in einem Zell-zu-Zell-Modell vorgestellt. Wir haben gezeigt, dass eine gesunde Erregungsausbreitung, anders als in homogenisierten Modellen, kein symmetrisches Elektrogramm produziert und mehrere kleine Ausschläge präsent sind. Diese Ausschläge lassen sich durch die Multimodalität der Zellaktivierung und der Entschleunigung der Erregungswelle beim Übergang zwischen zwei Herzzellen erklären.

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ImageDer rechte Vorhof beeinflusst in silico die Anfälligkeit für Arrhythmien in beiden Vorhöfen

Welchen Einfluss hat die Einbeziehung des rechten Vorhofs auf die Bewertung der Arrhythmieanfälligkeit in patientenspezifischen Computermodellen? In dieser Studie haben wir die Unterschiede in der Anfälligkeit für Arrhythmien zwischen monoatrialen und biatrialen Modellen untersucht. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Einbeziehung des rechten Vorhofs die Induzierbarkeit im Modell erhöht und auch einen zustandsabhängigen Einfluss auf die Arrhythmiedynamik zeigt.

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ImageNeue Vorlesung: Medizinische Bildverarbeitung zur Führung und Navigation

Ab SS24 wird in den IBT-Vorlesungen ein neuer Kurs für Masterstudierende angeboten. Der Kurs mit dem Titel "Medizinische Bildverarbeitung zur Führung und Navigation ist 6 ECTs wert und umfasst insgesamt 4 Stunden Vorlesungen/praktische Übungen pro Woche sowie die Durchführung eines Gruppenprojekts.
Die Sprache der Vorlesung ist Englisch.

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BildSoftware Carpentry Workshop am KIT

Am 19. und 20. März 2024 veranstaltet das Institut für Biomedizinische Technik einen Software Carpentry Workshop, der sich in erster Linie an Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter des KIT richtet.

Mehr
ImageToward Good Simulation Practice

In diesem open access Buch haben sich 138 Experten für In-Silico-Studien zusammengefunden, die in Hochschulen, der medizinischen Industrie, Zulassungsbehörden, Krankenhäusern und Beratungsunternehmen tätig sind. In einem Konsensverfahren haben diese Experten den ersten Versuch unternommen, gute Simulationspraktiken für die Entwicklung, Bewertung und Anwendung von In-Silico-Studien zu definieren.  Die Gute Simulationspraxis ist ein unverzichtbarer Leitfaden für alle, die planen, sich mit In-Silico-Versuchen zu befassen, gleich welchen Titels. IBT Forscher Axel Loewe ist Mitherausgeber der Kapitel Model Development und The Investigator: Modellers and Analysts.

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ImageKIT HealthTech im Rathaus

Am 29. Januar stellte sich das KIT-Zentrum Gesundheitstechnologien der Karlsruher Stadtgesellschaft im Rathaus vor. KIT Distinguished Senior Fellow Prof. Dössel hielt einen Vortrag zum Thema "Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen in der Medizin".

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ImageNumerische Evaluation (elektro-)mechanischer Herzmodelle

In Kollaboration mit dem Institut für Angewandte und Numerische Mathematik untersuchten wir den Einfluss verschiedener Modellierungsentscheidungen wie die Dichte des Gitters, die Größe des Inkompressibilitätsparameters, die Wahl zwischen “active stress” und “active strain” oder die zwischen verschiedenen Dämpfungskonzepten. Die Ergebnisse haben wir in unserem Paper zusammengefasst: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/gamm.202370010

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ImageNeue wissenschaftliche Mitarbeiterin am IBT

Das Institut für Biomedizinische Technik begrüßt Frau Silvia Becker als neue wissenschaftliche Mitarbeiterin. Sie beschäftigt sich seit Januar 2024 in der Forschungsgruppe „Computermodelle des Herzens“ mit der Analyse von EKGs mithilfe von maschinellem Lernen.
Silvia Becker absolvierte ein Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik am KIT. Ihre Forschungsschwerpunkte lagen im Bereich des maschinellen Lernens und der Herzsimulation.

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ImageAuswirkungen mechano-elektrischer Rückkopplungsmechanismen auf Aktivierung, Repolarisierung und Kraftentwicklung des Herzens

Welche Auswirkungen hat die mechanische Aktivierung des Herzens auf die elektrische Kontrolle des Herzrhythmus und die Erregungsleitung? Mit Hilfe des am IBT entwickelten vollständig gekoppelten elektromechanischen Computermodells des Herzens konnten wir zeigen, dass die mechano-elektrische Rückkopplung die Aktivierungs- und Repolarisationsmuster im gesamten Herzen während des Sinusrhythmus verändert und zu einem deutlich heterogeneren elektrophysiologischen Substrat führt. Die vollständige Studie ist als Open Access in The Journal of Physiology veröffentlicht.

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News 2023
ImageRICAM Workshop Mathematische Methoden in der Medizin

Vom 28. November bis 1. Dezember fand in Linz der Workshop zur Modellierung und Simulation von Ablationstherapien in der Medizin am Johann Radon Institut für Computational and Applied Mathematics (RICAM) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften statt. Während dieser Woche hatten Axel Loewe und Carmen Martinez die Möglichkeit, ihre Arbeit zu präsentieren und mit anderen Forschenden auf diesem Gebiet zu diskutieren.

ImageGastprofessorin am IBT

Prof. Elena De Momi von der Universität Politecnico di Milano (Italien) ist für zwei Monate am IBT tätig, gefördert durch die International Excellence Grants des KIT. Prof. De Momi ist auf dem Gebiet der medizinischen Robotik, Computer Vision und künstlichen Intelligenz bekannt. Sie wird mit der Gruppe von Prof. Francesca Spadea zusammenarbeiten, um ein erklärbares, auf künstlicher Intelligenz basierendes Framework zu entwickeln, um das chirurgische Ergebnis von Patientinnen vorherzusagen, die an Eierstockkrebs im Spätstadium leiden.

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ImageKIT Podcast: Lokalisierung durch KI

Ein Forschungsprojekt am Karlsruher Institut für Technologie setzt auf Künstliche Intelligenz um allein auf der Grundlage eines Standard-EKGS den Ursprung des Herzstolperns zu lokalisieren.

 

Zum KIT Campus Report Podcast

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ImageIBT auf der BMT2023

Vom 26. bis 28. September war das IBT auf der BMT2023 (“57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik“) in Duisburg zu Gast. Christian Götz gewann den ersten Platz beim Studierendenwettbewerb und Laura Unger wurde für ihre Doktorarbeit mit dem ersten Platz des Klee-Preises ausgezeichnet.

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ImageCinC 2023

Mit fünf aktuellen und drei ehemaligen Mitgliedern unserer Gruppe Computermodelle des Herzens haben wir an der diesjährigen 50. Auflage der Computing in Cardiology-Konferenz in Atlanta, USA vom 1. bis 4. Oktober teilgenommen. Nach dem Sonntags-Symposium der Konferenz, in dem der Einfluss von Rassismus und Sexismus auf die Gesundheit thematisiert wurde, haben wir einige unserer neusten Ergebnisse präsentieren können. Wir sind stolz auf Carmen Martínez und Albert Dasí, die es jeweils in die Runde der Halb-Finalist*innen und Finalist*innen des Young-Investigator-Awards geschafft haben. Herzlichen Glückwunsch, Carmen und Albert. Wir freuen uns darauf, nächstes Jahr die 51. Auflage der CinC in Karlsruhe zu organisieren.

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ImageMultimodale Substratcharakterisierung zur Behandlung von Vorhofflimmern

Gemeinsam mit Ärzten in Freiburg und Industriepartnern in Barcelona analysierten wir Unterschiede in der Lokalisierung des Vorhofsubstrats mit Hilfe der Late Gadolinium Enhancement-Magnetresonanztomographie (LGE-MRI), der Elektrogrammamplitude und der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Eine neu vorgeschlagene LGE-MRI-Analysemethode erhöht die Kohärenz jedoch verbleiben Unterschiede.

Mehr
LogoVortrag auf der 10. International Conference on Computational Bioengineering

Vom 20.-22. September 2023 fand die 10. Ausgabe dieser internationalen Konferenz in Wien, Österreich statt. Das IBT war mit einem Vortrag zu Electro-mechanical modeling and simulation of the human heart im Minisymposium Continuum biomechanics of active biological systems vertreten.

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ImageSimulierte Erregungsmuster im Herzen und ihre Elektrogramme

Als Beitrag zur FIMH-Konferenz haben wir mithilfe von Simulationen abnormale Erregungsmuster im Vorhof und ihre Elektrogramme untersucht. Im Gegensatz zu anderen Studien wurden die Krümmung, unterschiedliche Wanddicken sowie die räumliche Heterogenität elektrischer Eigenschaften einer realistischen rechtsatrialen Geometrie berücksichtigt.

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ImageGroßer synthetischer EKG-Datensatz für maschinelles Lernen

Gemeinsam mit Forschenden der Medizinischen Universität Graz, der PTB Berlin und dem King's College London haben wir einen Datensatz von 16.900 synthetischen EKGs veröffentlicht. Die EKGs sind durch detaillierte Computersimulationen entstanden, die es erlauben jedes EKG-Signal auf eindeutige Modellparameter mit biologischer Bedeutung zurückzuführen.

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ImageMaschinelles Lernen: Künstliche neuronale Netze lokalisieren Herzstolpern

Zusätzliche Herzschläge aus den Hauptkammern des Herzens, sogenannte ventrikuläre Extrasystolen, können mit ernsthaften Erkrankungen zusammenhängen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nutzen Maschinelles Lernen, um den Ursprungsort der Extrasystolen nichtinvasiv zu bestimmen.

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BildIBT-Prototera-Vereinbarung für Doktorandenstipendien

Das IBT und die Prototera Association (Portugal) haben eine Vereinbarung über vierjährige Doktorandenstipendien geschlossen, die von der portugiesischen Regierung finanziert werden. Studierende, die an Doktorandenforschungsprojekten im Bereich Image Guidance in Proton Therapy interessiert sind, können sich an Prof. Francesca Spadea mf.spadea@kit.edu wenden. Das vierjährige Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Universität „Instituto Superior Técnico“ in Lissabon durchgeführt.

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ImafgePipeline zur Erstellung digitaler Zwillinge des Herzens

Unser neuester Beitrag beschreibt eine Methodik zur Erstellung anatomisch und funktionell personalisierter Modelle von digitalen Vorhofzwillingen aus Bildgebungsdaten und/oder elektroanatomischen Maps. Die reproduzierbare und automatisierte Pipeline arbeitet direkt auf klinischen Daten. 

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ImageAblation auch während Vorhofflimmern möglich?

Gemeinsam mit Ärzten des Universitäts-Herzzentrums Freiburg Bad Krozingen haben wir verglichen ob Substrat, das Vorhofflimmern zugrunde liegt, nicht nur im Sinusrhythmus sondern auch während Vorhofflimmern lokalisiert werden kann. Die moderate Übereinstimmung legt nahe die Untersuchung im Sinusrhythmus durchzuführen.

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ImageTag der offenen Tür am KIT

Das IBT war im Zelt des neuen KIT-Zentrum Gesundheitstechnologien am Tag der offenen Tür vertreten und durfte vieler der rund 25.000 Besucher zu personalisierter und digitaler Medizin, optischen Methoden in Medizin sowie dem Studiengang Medizintechnik informieren.

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ImageIBT bei der 2023 SIAM Konferenz über dynamische Systeme

Cristian Barrios Espinosa präsentierte auf der SIAM Konferenz in Portland seine Forschung zur Weiterentwicklung von Machine-Learning-Methoden in der Kardiologie. Erfahre mehr über die vielseitigen Anwendungen dynamischer Systeme in der Medizin

Mehr
ImageCNN-basierter Klassifikationsansatz für Kraniosynostose veröffentlicht

In einer Kooperation mit Forscher:innen des Instituts für Medizinische Informatik und der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie des Universitätsklinikum Heidelbergs haben IBT-Mitarbeiter:innen eine Methode entwickelt, um die 3D-Geometrie des Kopfes als 2D-Bilder darzustellen, die eine CNN-basierte Klassifikation von Kopfdeformitäten ermöglichen.

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Logo5. Internationales openCARP Nutzertreffen in Karlsruhe

Vom 24.-26. Mai durften wir rund 60 internationale Gäste zum 5. openCARP Nutzertreffen in Karlsruhe willkommen heißen. Der voll ausgebuchte Workshop bot in zwei Tracks Trainings- und Austauschformate sowohl für neue Nutzer wie auch für Experten an.

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ImageKlee-Preis 2023 für Dr.-Ing. Laura Anna Unger

Die Stiftung Familie Klee und die Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik (DGBMT) im Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) vergeben jährlich einen Förderpreis für praxisnahe Entwicklungen im Bereich der Medizintechnik.  Die Jury kürte in diesem Jahr Dr.-Ing. Laura Anna Unger für ihre im Vorjahr am IBT mit Auszeichnung abgeschlossene Dissertation über die multimodale Charakterisierung des atrialen Substrats zur erstplatzierten Preisträgerin. Insbesondere der intensive Austausch mit Kardiolog/-innen trug zum Erfolg des interdisziplinären Projektes bei.

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ImageNeuer wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Das Institut für Biomedizinische Technik begrüßt Herrn Moritz Linder als neuen wissenschaftlichen Mitarbeiter. Moritz Linder absolvierte ein Master Studium der Mechatronik und Informationstechnik am KIT.

Mehr
Logo4 weitere Jahre Forschung zu Wellenphänomenen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den Sonderforschungsbereich "Wellenphänomene" nach intensiver Begutachtung für 4 weitere Jahre. Wir freuen uns mit dem Anwendungsfall Ausbreitungswellen im Herzen beitragen zu können!

Mehr
ImageEKG-Datensatz für maschinelles Lernen veröffentlicht

Klassische maschinelle Lernverfahren erfordern die Vorverarbeitung von EKG-Signalen. Gemeinsam mit Forschenden u.a. der Universität Oldenburg, der PTB Berlin, der Aalborg Universität und der Charité Berlin haben IBT Forschende jüngst Annotationen von mehr als 20,000 EKGs veröffentlicht. Dabei kamen unter anderem am IBT entwickelte Signalverarbeitungsalgorithmen zum Einsatz.

Mehr
ImageVorhofflimmern: Technologie zur Diagnose, Überwachung und Therapie

Die jüngst erschienene 2. Auflage der Sonderausgabe der Zeitschrift Frontiers in Physiology hebt die neuesten Entwicklungen für Technologie zur Diagnose, Überwachung und Therapie von Vorhofflimmern hervor. Die Sammlung von 16 Artikeln wird von IBT-Forscher Axel Loewe mitherausgegeben.

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LogoPersonalizeAF Konsortiumstreffen am KIT

Anfang Mai durften wir rund 30 Forschende aus ganz Europa am KIT willkommen heißen, die sich im europäischen PersonalizeAF-Projekt der Verbesserung von Diagnose und Therapie von Vorhofflimmern widmen. Nach zwei Tagen "Career Opportunities Workshop" für die 15 Promovierenden stand die letzten beiden Tage der Austausch neuester Forschungsergebnisse im Vordergrund.

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ImageTopologische Analyse von 2D-Zellnetzwerken

Die Beurteilung der Strahlenempfindlichkeit von Tumorzellen ist von größter Bedeutung für das Verständnis der Wirksamkeit von Strahlentherapiebehandlungen und die Entwicklung des richtigen Dosisabgabeschemas. In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass die Topologie von 2D-Krebszelldiagrammen durch ionisierende Strahlung beeinflusst wird und durch mikroskopische Analyse erfasst werden kann.

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ImageEHRA Konferenz 2023

Die Konferenz der European Heart Rhythm Association (EHRA) fand vom 16. bis 18. April 2023 in Barcelona zu ihrem 20-jährigen Jubiläum statt. Unsere Doktorandin Patricia Martínez wurde mit ihrer Arbeit für den Young Investigator Award nominiert.

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ImageDeep Learning PCNSL

Im Anschluss an unsere vorherige auf Radiomics basierende Studie haben wir ein Deep Learning (3D ResNet) angepasst, um das Gesamtüberleben von Patienten mit PCNSL vorherzusagen. Ziel war es, die Beschränkung der Merkmalsauswahl und -konstruktion durch selbstlernende relevante Bildmerkmale zu überwinden. Zur Interpretation der Ergebnisse wurde eine gradientengewichtete Klassenaktivierungsabbildung angewendet.

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Zur Veröffentlichung
ImageRadiomics und maschinelles Lernen zur Prognose bei seltenen Tumoren

In Zusammenarbeit mit der Universität Magna Graecia (Italien), dem Politecnico di Milano (Italien) und unserem klinischen Partner am Krankenhaus San Raffaele in Mailand (Italien) haben wir bewiesen, dass der prognostische Wert der Radiomics-Merkmale, die aus MR-Bildern von PCNSL-Patienten extrahiert wurden, das aktuelle Vorhersage Model basierend auf klinischen Merkmalen übertrifft. Diese Ergebnisse ebnen den Weg für weitere Untersuchungen zur potenziellen Rolle von Bildmerkmalen bei der Wahl der Behandlung.

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ImageWelche Rolle spielt das Timing beim Defibrillieren?

In Zusammenarbeit mit der AG für Biomedizinische Physik am MPI für Dynamik und Selbstorganisation haben wir Zeitreihen für die Erfolgsraten bei kardialer Defibrillation untersucht. Hierzu haben wir ein vereinfachtes 2D-Modell chaotischer Erregungsdynamik im Herzen genutzt und haben einige interessante Einblicke, insbesondere zu der Erfolgswahrscheinlichkeit von niederenergetischen Schocks, erhalten.

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ImageGordon Research Conference 2023: Erinnerungen aus der Weltraumstadt

Vergangene Woche fand in Galveston (Texas, USA) die Gordon Research Conference (GRC) on Cardiac Arrhythmia Mechanisms statt. Patricia Martínez und Albert Dasí gewannen den ersten Preis des Studenten-Posterwettbewerb.

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Logo signals for lifePodcast zu Vorhofflimmerforschung in Karlsruhe

In der neuesten Folge des Podcasts Signals for Life der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik (DGBMT) im VDE, stellen Laura Unger vom IBT und Armin Luik aus dem Städtischen Klinikum Karlsruhe ihre gemeinsame Forschung zum Thema Vorhofflimmern vor. Eine weitere Episode wird bald folgen!

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Logo The carpentries Software Carpentry Workshop am KIT

Am 29. und 30. März 2023 veranstaltet das Institut für Biomedizinische Technik einen Workshop, der Forschern grundlegende Programmierkenntnisse vermitteln soll und zu dem sich alle KIT-Mitglieder anmelden können.

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ImageUnterstützungssystem für die Behandlung von Vorhofflattern

Gemeinsam mit Forschenden der Università degli Studi di Milano und des Städtischen Klinikums Karlsruhe stellen wir ein Empfehlungssystem für die Ablationsbehandlung von Vorhofflattern vor. Basierend auf graphentheoretischen Methoden wird die optimale Konfiguration der zu applizierenden Ablationsnarben automatisch mit hilfe von Optimierungsalgorithmen bestimmt.

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Professor SpadeaNeue Professorin am IBT

Prof. Maria Francesca Spadea hat am 1. Januar 2023 am Institut für Biomedizinische Technik die Professur für Modellierung und Simulation in der Medizintechnik übernommen.

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LOGO Atrial SignalsSonderband Atrial Signals

Unter dem Titel "Together we are strong! Collaboration between clinicians and engineers as an enabler for better diagnosis and therapy of atrial arrhythmias" ist ein Sonderband der Fachzeitschrift "Medical & Biological Engineering & Computing" erschienen, der Arbeiten der Atrial Signals Konferenz in Karlsruhe enthält. Der Leitartikel geht außerdem auf das Lebenswerk von Olaf Dössel und Claus Schmitt ein.

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ImageWas unterscheidet unterschiedliche Arten von Vorhofflimmern?

Für paroxysmales Vorhofflimmern bestehen gute Therapiemöglichkeiten, während persistierendes Vorhofflimmern immer noch nicht zufriedenstellend therapiert werden kann. Gemeinsam mit Forschenden des Univeritäts-Herzzentrums Freiburg Bad Krozingen konnten nun anatomische und funktionelle Unterschiede zwischen diesen beiden Arten identifiziert werden, die die Basis für zukünftige maßgeschneiderte Therapieansätze sein können.

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LogoKommentar im Journal of Cardiovascular Electrophysiology

In einem eingeladenen Editorial diskutieren Axel Loewe (IBT) und Amir Jadidi (Universitäts-Herzzentrum Freiburg Bad Krozingen) den jüngst im Journal of Cardiovascular Electrophysiology erschienenen Artikel von Boyle et al. zur Vorhersage des Erfolgs von Pulmonalvenenisolation mittels Magnetresonanztomographie.

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ImageFunktionelle Charakterisierung genetischer Mutationen

Zusammen mit Forschenden aus Marburg, München, Frankfurt wurde die Auswirkung einer neuen Gruppe genetischer Mutationen auf die Elektrophysiologie des Herzens untersucht. Die Studie wurde im Sonderband "Molekulare Effekte von Mutationen in humanen genetischen Erkrankungen" des "International Journal of Molecular Sciences" frei zugänglich veröffentlicht.

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ImageVergleich numerischer Verfahren zur Herzsimulation

Wie schneiden unterschiedliche numerische Splittingverfahren für die Lösung der Monodomaingleichung der Elektrophysiologie des Herzens hinsichtlich Konvergenz, Genauigkeit und Effizienz ab? Diese Frage beantwortet unsere Kollaboration mit Forschenden aus der Mathematik (SFB 1173 - Wellenphänomene) in einer Studie in der Fachzeitschrift "International Journal of Numerical Methods in Biomedical Engineering".

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ImageBestimmung der Unsicherheit in EKG-Simulationen

Gemeinsam mit Forschenden der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Berlin haben wir systematisch den Einfluss von Unsicherheiten in den Eingabeparametern von Multiskalen Herzsimulationen auf das resultierende EKG untersucht. Die Arbeit ist als open access im Fachjournal "Metrology" veröffentlicht.

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News 2022
ImageWie wichtig ist der Rückwärtsmodus des Natrium-Calcium-Austauschers?

Zusammen mit Forschenden der Univeristät Szeged haben IBT-Forscher den Rückwärtsmodus des Natrium-Calcium-Austauschers für die Funktion des Sinusknotens, dem natürlichen Schrittmacher des Herzens, untersucht. Durch Kombination von biologischen Experimenten und Computersimulationen konnte dafür eine entscheidende Rolle nachgewiesen werden.

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ImageBuch "Innovative Treatment Strategies for Clinical Electrophysiology"

Unter Beteiligung des IBT als Mitherausgeber und Autoren mehrer Kapitel zu maschinellem Lernen in der Elektrophysiologie und der Modellierung digitaler Zwillingsmodelle des Herzens ist das Buch in der Reihe Lecture Notes in Bioengineering im Springerverlag erschienen.

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LogoOxford Symposium zur Zukunft von Therapieentdeckung und -entwicklung

Zusammen mit dem nationalen Zentrum zur Vermeidung, Verringerung und Verbesserung von Tierversuchen in der Forschung hat die Universität Oxford am 5. und 6. Dezember ein Symposium veranstaltet. Das IBT und seine klinischen Partner der Universität Freiburg präsentierten ihre Arbeit und ihre Ideen zur Synergie zwischen Computermodellen und maschinellem Lernen sowie zum Transfer in die Klinik.

ImagePromotion Claudia Nagel

Claudia Nagel hat am 17.11.2022 erfolgreich ihre Dissertation „Multiscale Cohort Modeling of Atrial Electrophysiology - Risk Stratification for Atrial Fibrillation through Machine Learning on Electrocardiograms“ verteidigt und die Promotionsprüfung bestanden. Unsere herzlichsten Glückwünsche!

Dissertation
ImageWas bringt unser Herz zum Schlagen?

Forscher des IBT stellen das erste funktionale 3D-Computermodell des menschlichen Sinusknotens in der renommierten Fachzeitschrift "Biophysical Journal" vor. 
Die Struktur dieses natürlichen Schrittmachers ist entscheidend dafür, dass das umgebende Herzgewebe erfolgreich erregt werden kann.

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ImageIBT auf der BMT2022

Vom 28. bis 30. September war das IBT auf der BMT2022 ("Joint Annual Conference of the Austrian, German and Swiss Societies for Biomedical Engineering") in Innsbruck zu Gast. Drei Studierende und vier Doktoranden stellten insgesamt fünf Vorträge und zwei Poster vor. Jule Bender gewann den zweiten Preis beim Studierendenwettbewerb für ihr Paper "A Large-Scale Virtual Patient Cohort to Study ECG Features of Interatrial Conduction Block". Wir gratulieren! 
Zusätzlich wurden zwei ehemalige Doktoranden des IBT nachträglich für ihre Doktorarbeiten ausgezeichnet. Wir gratulieren Giorgio Luongo zum 3. Platz beim Klee-Preis sowie Ady Naber zum 1. Platz beim Preis für Patientensicherheit.

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ImageKonferenz „Modeling the Cardiac Function“

Das IBT war auf der „Modeling the Cardiac Function“-Konferenz des iHeart Projekts vom 30.9. bis 2.10.2022 in Cetraro vertreten. Wir konnten unsere Studien zum Einfluss der Randbedingungen auf die Fluidsimulation vorstellen.

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ImageCinC 2022

Die 49. Auflage der Konferenz Computing in Cardiology (CinC) fand in Tampere, Finnland vom 04. bis 07. September statt. Fünf unserer derzeitigen Doktoranden sowie Albert Dasí, der zurzeit unser Institut besucht, präsentierten ihre neuesten Ergebnisse. Carmen Martínez wurde als Halbfinalist des Young Investigator Awards ausgezeichnet. Unser ehemaliger Postdoc Jorge Sánchez erhielt einen Preis für sein Poster basierend auf seiner Arbeit am IBT. Herzlichen Glückwunsch, Carmen und Jorge!

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BildVergleich von Simulationsmodellen und -methoden für elektrophysiologische Vorhof-Simulationen

IBT Mitarbeiter haben gemeinsam mit Wissenschaftlern der Medizinischen Universität in Graz untersucht, ob und inwieweit vereinfachte Methoden und Modelle für elektrophysiologische Vorhof-Simulationen präzise Ergebnisse für Aktivierungszeiten und Elektrokardiogramme (EKG) liefern können und gleichzeit die Simulationszeit erheblich reduzieren können. Die Analysen legen den Grundstein für umfangreiche EKG-basierte Simulationsstudien, um z.B. große Datensätze für maschinelle Lernenmethoden zu generieren.

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BildWelche Strategie zur Ablation von Vorhhofflimmern funktioniert am besten?

IBT Forscher haben zusammen mit der Uniklinik Freiburg in einer Kohorte von 29 digitalen Zwillingen von Vorhofflimmerpatienten unterschiedliche Therapieansätze systematisch verglichen. Sie konnten zeigen, dass die präzise Identifikation der Gewebeveränderungen entscheidend ist. Personalisierte Computermodelle können helfen den optimalen Therapieerfolg mit dem kleinstmöglichen Eingriff zu erzielen.

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BildEMBC 22

Die 44. Internationale Konferenz für Technik in Medizin und Biologie (EMBC) fand vom 11. bis 15. Juli 2022 in Glasgow, Scotland, statt.
Vier Vertreter des Instituts für Biomedizinische Technik (IBT) nahmen an der EMBC 22 teil und hielten drei vollständige Vorträge und einen Kurzvortrag.

BildKonferenz „Computational and Mathematical Biomedical Engineering“

Die diesjährige „Computational and Mathematical Biomedical Engineering“ Konferenz (CMBE22) fand vom 27. bis 29. Juni an der Politecnico di Milano (Italien) statt. Jochen Brenneisen präsentierte die neuesten Simulationsergebnisse der Immersed Boundary Method zur Simulation der Fluiddynamik im Herzen.

Es war eine großartige Konferenz mit hochinteressanten Vorträgen und stimulierenden Diskussionen. Die Conference proceedings werden demnächst auf https://www.compbiomed.net/2021/ veröffentlicht.

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BildIBT-Forschung im "AI in Healthcare Highlights & Milestones" Report 3/22

Die Methode des maschinellen Lernens zur Vorhersage des Therapieerfolgs bei Vorhofflimmern auf der Grundlage des EKGs ist einer der ersten Ansätze, der ausschließlich mit Daten aus Computermodellen trainiert wurde und den Erfolg auf realen klinischen Daten unter Beweis gestellt hat.
[Report] [Paper]

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BildKlee-Preis für Giorgio Luongo

Die Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik (DGBMT) vergibt jährlich den Klee-Preis an Wissenschaftler*innen für praxisnahe Entwicklungen im Bereich der Medizintechnik. Giorgio Luongo wurde für seine Dissertation "Non-Invasive Atrial Arrhythmia Diagnosis Using the 12-Lead ECG: Machine Learning Leveraging in-silico and Clinical Signals” am IBT mit dem 3. Platz ausgezeichnet.
[Pressemeldung DGBMT] [Dissertation]

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BildProf. Olaf Dössel für herausragende wissenschaftliche Leistungen im Fakultätsrat gewürdigt

Herr Prof. Dr. rer. nat. Olaf Dössel wurden für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen im Fakultätsrat gewürdigt.
Der Wunsch und Antrag von Bereichs- und Fakultätsleitung, den vor kurzem emeritierten Prof. Dössel zum Distinguished Senior Fellow zu ernennen, wurde vom KIT positiv beschieden. Prof. Dössel engagiert sich unter anderem in 3 Akademien der Wissenschaften und in internationalen Fachgesellschaften sowie als Gutachter in seinem Fachgebiet Medizintechnik.
Prof. Dössel und Prof. Ivers-Tiffée sind in der Wissenschaft national und international hoch angesehen und tragen maßgeblich zur Sichtbarkeit des KIT bei.
Wir gratulieren zu diesen beiden besonderen Auszeichnungen!

Portrait Joshua SteyerNeuer wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Das IBT begrüßt ab Juni 2022 Joshua Steyer als neuen wissenschaftlichen Mitarbeiter in der Gruppe „Computermodelle des Herzens“. Im Rahmen des Forschungsprojekts MICROCARD wird er mithilfe von HPC-Simulationen den Effekt mikroskopischer Gewebestruktur auf klinische Elektrogramme untersuchen, um ein besseres Verständnis von Anfälligkeit für Herzrhythmusstörungen und gezielten Ablationsstrategien zu erlangen. Er hat Physik studiert und sich während seiner Masterarbeit am MPI für Dynamik und Selbstorganisation numerisch mit raumzeitlich chaotischer Erregungsdynamik im Herzen beschäftigt.

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BildIst die elektromechanische Gewebekopplung bestimmend für ein verändertes linksventrikuläres Rotationsmuster?

In Zusammenarbeit mit Ärzten des St. Anne's University Hospital, Brünn, konnten die Forscher des IBT zeigen, dass eine dyssynchrone Aktivierung der linken Herzkammer nicht ausreicht, um bei Patienten mit diagnostizierter Herzinsuffizienz zu einem Zusammenbruch des typischen Torsionskontraktionsmusters zu führen.

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BildPromotion Tobias Gerach

Tobias Gerach verteidigte seine Dissertation „Personalized Electromechanical Modeling of the Human Heart - Challenges and Opportunities in Pathophysiological Scenarios“ am 19.05.2022 erfolgreich und bestand die Promotionsprüfung mit Auszeichnung. Wir gratulieren unserem neuen Dr.-Ing. von ganzem Herzen!

LogoEhrung für Prof. Em. Olaf Dössel

Olaf Dössel wurde in Anerkennung seines herausragenden Beitrags zur internationalen Entwicklung der physikalischen und technischen Wissenschaften in der Medizin zum Fellow of the International Union for Physical and Engineering Sciences in Medicine (IUPESM) ernannt.
Die IUPESM ist die weltweite Dachorganisation aller wissenschaftlichen Gesellschaften für Biomedizinische Technik und Medizinische Physik.

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Logo DGKDGK Jahrestagung

Die 88. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie, die zum ersten Mal seit 2019 wieder in Präsenz im Congress Center Rosengarten in Mannheim stattfinden konnte, war sehr gut besucht. 
Über 7.100 Zuschauer*innen sahen sich die Sessions der 88. Jahrestagung an, der größte Teil davon – über 5.300 Personen – vor Ort in Mannheim. Das IBT war mit mehreren Postern und einem eingeladenen Vortrag zum Thema "Computational Cardiac Modeling - Synergies with Machine Learning“ (Axel Loewe) vertreten.

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BildPromotion Deborah Nairn

Deborah Nairn hat am 14.4.2022 erfolgreich ihre Dissertation „Multi-Modality Correspondence to Enhance Arrhythmogenic Atrial Substrate Identification - Guiding Persistent Atrial Fibrillation Ablation Therapy“ verteidigt und die Promotionsprüfung bestanden.

Unsere herzlichsten Glückwünsche!

BildFachsymposium und Feier zum Abschied von Prof. Dr. Olaf Dössel

Nach mehr als 25 Jahren Zugehörigkeit zur Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik verabschiedete sich Prof. Dr. Olaf Dössel mit einem Fachsymposium zu verschiedenen Themen der Medizintechnik und mit einem anschließenden Fest in den Ruhestand. Auf Fachvorträge durch aktuelle und ehemalige Vertreterinnen und Vertreter des Instituts für Biomedizinische Technik (IBT) und des Städtischen Klinikums folgten Grußworte vom KIT, dem Bereich III, von Fachverbänden, verschiedenen Weggefährten sowie von Fakultät und Fachschaft. Bei der anschließenden Feier verabschiedete sich das IBT mit verschiedenen persönlichen musikalischen Beiträgen und mit dem traditionellen, selbst gebastelten "Doktorhut" von ihrem Institutsleiter.
Vielen Dank an Olaf Dössel und alles Gute für den Ruhestand!

Logo EHRAEHRA Konferenz 2022

Carmen Martinez, Wissenschaftlerin des IBT, präsentierte ihre Forschungsergebnisse im Poster auf dem diesjährigen EHRA-Kongress mit dem Titel: „Impact of contact force on local impedance measurements in different atrial locations“. Der Kongress fand vom 3. bis 5. April im Kopenhagen statt. Das diesjährige wissenschaftliche Programm befasste sich mit dem Thema „Back to the Rhythm“, und verweist auch auf die Wiederherstellung von Vor-Ort-Konferenzen nach der Pandemie.

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BildEntwicklungsumgebung für nachhaltige Forschungssoftware

Entwicklungsumgebung für nachhaltige Forschungssoftware
Wie kann der Wartungsaufwand für Forschungssoftware durch kluge Konzepte und Automatisierung gesenkt werden? Der in der Zeitschrift "Bausteine Forschungsdatenmanagement" erschienene Artikel stellt Ideen und Lösungen am Beispiel von openCARP vor.

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BildPromotion Laura Unger

Laura Unger hat am 22.2.2022 erfolgreich ihre Dissertation „Multimodale Charakterisierung des Vorhofsubstrats – Risiken und Vorteile von Elektrogramm- und Impedanzkartierung“ verteidigt und die Promotionsprüfung mit Auszeichnung bestanden. Unsere herzlichsten Glückwünsche!

Dissertation
BildVorhofflimmern: Technologie zur Diagnose, Überwachung und Therapie

Die jüngst erschienene Sonderausgabe der Zeitschrift Frontiers in Physiology hebt die neuesten Entwicklungen für Technologie zur Diagnose, Überwachung und Therapie von Vorhofflimmern hervor. Die Sammlung von 38 Artikeln wird von IBT-Forscher Axel Loewe mitherausgegeben und enthält 3 Studien mit IBT-Beteiligung.

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BildWelche Vorhofflimmer-Patienten haben ein erhöhtes Risiko für Herzinsuffizienz?

Gemeinsam mit Ärzt*innen der Uniklinik Freiburg stellen IBT-Forscher*innen eine Methode vor, um nicht-invasiv diejenigen Vorhofflimmer-Patienten zu identifizieren, die ein erhöhtes Risiko für Herzinsuffizienz haben. Dabei wird das Elektrokardiogramm mit Methoden des maschinellen Lernens analysiert.

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BildWas das EKG uns über Ereignisse auf der molekularen Ebene verraten kann

Unsere Forschung ist Thema der jüngsten Episode von "Frontiers in Kidney Medicine and Biology" des Renal Research Institute mit einem Interview mit Axel Loewe. Video, Podcast und der Interviewtext sind online.

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BildSoftware Carpentry Workshop am KIT

Am 11. und 12. April 2022 veranstaltet das Institut für Biomedizinische Technik einen Workshop, der Forschern grundlegende Programmierkenntnisse vermitteln soll und zu dem sich alle KIT-Mitglieder anmelden können.

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BildNeuer wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Das Institut für Biomedizinische Technik begrüßt Herrn Jonathan Krauß als neuen wissenschaftlichen Mitarbeiter. Er beschäftigt sich seit Januar 2022 in der Forschungsgruppe „Computermodelle des Herzens" mit der elektromechanisch gekoppelten Simulation von Herzmodellen. Dafür sollen effiziente und robuste Kopplungsverfahren angewendet und analysiert werden. 
Jonathan Krauß absolvierte sein Studium des Maschinenbaus am KIT. Seine Forschungsschwerpunkte lagen im Bereich der Kontinuumsmechanik und Medizinrobotik.

BildEs ist Zeit über Forschungssoftware zu reden

Noch zu Zeiten von Otto Hahn und Lise Meitner war der wissenschaftliche Alltag einzig geprägt von Laborexperimenten, Naturbeobachtungen und theoretischen Überlegungen, wissenschaftlichen Aufsätzen und Diskursen. Was hat sich in den letzten 100 Jahren geändert? Inzwischen lässt sich Forschung in kaum einem Feld mehr ohne Software durchführen.

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BildHybrides maschinelles Lernen zur Lokalisierung von Vorhofflattern-Substraten mithilfe des 12-Kanal-Oberflächen-EKGs

Der ehemalige IBT-Forscher Giorgio Luongo, PhD, präsentierte eine hybride, auf maschinellem Lernen basierende Klassifizierung von 12-Kanal-EKGs, um zwischen Patienten mit drei verschiedenen Arten von Vorhofflattern (kavotricuspidal-isthmusabhängig vs. peri-mitral vs. anderes Vorhofflattern im linken Vorhof) zu unterscheiden. Dieser neuartige Algorithmus kann helfen, nicht-invasiv das beste Ablationsverfahren zur Beendigung der Arrhythmie zu ermitteln, bevor ein invasiver Eingriff in den EP-Labors erfolgt. Diese Arbeit ist das Ergebnis einer erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen fünf technischen und klinischen Gruppen (Università degli Studi di Milano, University of Leicester, ABC Federal University, Städtisches Klinikum Karlsruhe und IBT). Die Arbeit wurde in der Zeitschrift EP Europace veröffentlicht und ist frei zugänglich.

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BildBlutfluss hat nur geringfügige Auswirkung auf die Deformation des gesunden Herzens

 Forschende des IBT und des ISTM (Institut für Strömungsmechanik, KIT) haben ein sequentielles Kopplungsverfahren implementiert und gezeigt, dass die Rückwirkung des Blutflusses auf die Deformation der Herzwand sehr klein ist.

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Atrial Signals LogoFortschritt - erst technisch dann klinisch

Zum vierten Mal fand im September 2021 der international besetzte „Atrial Signals“-Kongress unter der Schirmherrschaft des Städtischen Klinikums Karlsruhe (Prof. Dr. med. Claus Schmitt) und des Karlsruher Instituts für Technologie (Prof. Dr. rer. nat. Olaf Dössel) statt, Synergieeffekte inklusive.

Mehr
BildEKG-Bildgebung verbessert

Die Lösung des inversen Problems für EKG-Bildgebung (ECGI) ist anfällig für Artefakte. Ein Team um IBT-Forscher Steffen Schuler hat nun eine Methode vorgestellt, um Blocklinien-Artefakte zu verhindern und ECGI als nichtinvasive Diagnosemethode zu verbessern.

Mehr
BildEinfluss der Herzbewegung auf das EKG

Mithilfe eines elektromechanischen Computermodells des Herzens konnten Forscher des IEKM in Freiburg und des IBT den Einfluss der Herzbewegung auf das EKG quantifizieren. Diese Arbeit legt den Grundstein für zukünftige schnellere EKG-Simulationen.

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BildEP Europace Titelstory

Eine gemeinsame Studie des Universitäts-Herzzentrums Freiburg-Bad Krozingen und des IBT ziert die Titelseite der Dezember-Ausgabe des renommierten Fachmagazins "EP Europace". Die Studie nutzt das EKG und EKG-Bildgebung zur Diagnose krankhafter Vorhofveränderungen.

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BildAxel Loewe schließt Habilitation ab

Mit dem Kolloquium zum Thema "Maschinelles Lernen für die Medizin und die Rolle simulierter Daten" habilitierte sich Dr.-Ing. Axel Loewe für das Fachgebiet "Modellierung und Simulation für die Medizin".

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BildPromotion Mark Nothstein

Die Abschlusssaison am IBT geht weiter. Wir sind sehr stolz mitteilen zu können, dass Mark Nothstein seine Doktorarbeit erfolgreich verteidigt hat: "Charakterisierung des Vorhofflimmersubstrats durch Elektrogramm- und Restitutionsanalyse". Der gebastelte Doktorhut mit gemeinsamen Erinnerungen an seine Zeit am IBT steht ihm auf jeden Fall.

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BildPromotion Steffen Schuler

Steffen Schuler aus unserer Gruppe hat in der vergangenen Woche erfolgreich seine Dissertation „Neuartige Methoden zur Einbeziehung physiologischer Vorkenntnisse in das inverse Problem der Elektrokardiographie“ verteidigt. Herzlichen Glückwunsch an unseren neuen Dr.-Ing.! #phdlife #CardioTwitter.

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BildDirected Graph Mapping für Vorhofflattern

Forschende des IBT haben im Rahmen des MY-ATRIA Konsortiums eine neue Technik veröffentlicht, um Vorhofflattern besser zu charakterisieren. Dabei kommen Methoden aus der Graphentheorie zum Einsatz.

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DiagrammCardiac Physiome Workshop

Claudia Nagel hat am Cardiac Physiome Workshop und am American Heart Association Meeting teilgenommen. Sie hat vorgestellt, wie die Geometrie der Ventrikel die simulierten QRS Komplexe im EKG beeinflussen und gezeigt, dass eine Schätzung des linksatrialen Fibroseanteil basierend auf simulierten P Wellen mit einem mittlerem Fehler von 8.7% möglich war.

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BildIBT auf der BMT

Mit rund 20 Mitarbeitern und Studierenden war das IBT auf der Jahrestagung der DGBMT vertreten. 9 Vorträge und 3 Poster aus allen 3 Arbeitsgruppen wurden vorgestellt. Wir gratulieren Giorgio Luongo zum 2. Preis für Patientensicherheit und Hannes Welle zum 2. Platz im Studierendenwettbewerb.

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BildVirtual Metrology Meeting (VirtMet)

Olaf Dössel und Claudia Nagel haben am ersten internationalen Workshop "Metrology for Virutal Measuring instruments" teilgenommen. Olaf Dössel hat eine Keynote Präsentation über den digitalen Zwilling in der Medizin gehalten. Claudia Nagel hat in ihrem Vortrag darüber gesprochen, wie überprüft werden kann, ob simulierte EKG Signale der Realität entsprechen, damit sie erfolgreich für klinische Anwendungsfälle eingesetzt werden können.

BildWorkshop on Statistical Atlases and Computational Modeling of the Heart (STACOM)

Claudia Nagel hat ein Projekt ihrer Arbeit beim Statistical Atlases and Computational Modeling of the Heart (STACOM) Worksohp vorgestellt. In ihrer Präsentation hat sie über die Anwendung des bi-atrialen statistischen Shape Models, das am IBT entwickelt wurde, für die nicht-invasive Detektion von Left Atrial Enlargement mit dem 12-Kanal EKG gesprochen.

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BildAtrial Signals Konferenz

Im September fand am KIT die "Atrial Signals“ Konferenz statt. Mehr als 200 Experten aus dem technischen und klinischen Bereich diskutierten und präsentierten die neuesten Forschungsergebnisse.

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BildPreis für Patientensicherheit in der Medizintechnik 2021

Wir gratulieren unserem Kollegen Giorgio Luongo und dem gesamten Team zum Gewinn des zweiten Preises für Patientensicherheit in der Biomedizintechnik 2021 mit der Veröffentlichung "Machine learning enables noninvasive prediction of atrial fibrillation driver location and acute pulmonary vein ablation success using the 12-lead ECG". Der Preis wurde anlässlich der BMT 21 Konferenz in Hannover verliehen und von der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik (DGBMT) ausgelobt.

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BildNeue wissenschaftliche Stipendiatin am IBT

Wir begrüßen Miriam Weiß als neue wissenschaftliche Stipendiatin in der Gruppe „Optische Technologien in der Medizin“.

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Image Konsistente biventrikuläre KoordinatenCobiveco: Konsistente biventrikuläre Koordinaten

IBT-Forscher haben ein verbessertes ventrikuläres Koordinatensystem für die Lokalisierung, das Mapping von Daten und die Regression auf kardialen Geometrien veröffentlicht. Eine offene MATLAB-Implementierung der Methode zur präzisen und intuitiven Beschreibung der Position im Herzen ist frei verfügbar.
Zum Artikel

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Logo The CarpentriesSoftware Carpentry Workshop am KIT

Am 28. und 29. Oktober 2021 veranstaltet das Institut für Biomedizinische Technik einen Workshop, der Forschern grundlegende Programmierkenntnisse vermitteln soll und zu dem sich alle KIT-Mitglieder anmelden können.

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BildStatistisches Shape Model der Vorhöfe

Claudia Nagel, Steffen Schuler, Olaf Dössel und Axel Loewe haben ein Paper über ein statistisches Shape Model der Vorhöfe veröffentlicht. Das Modell umfasst die anatomischen Shape Variationen der Atrien in der Studienpopulation und wurde mit Standard Evaluationsmetriken ausgewertet. Das Shape Model sowie 100 Beispiel Geometrien der Vorhöfe für elektrophysiologische Simulationen sind online frei verfügbar. 

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Logo de-RSE e.V.Forschungssoftware - Nachhaltige Entwicklung und Unterstützung

IAMO Policy Brief 42 thematisiert die Anforderungen und Strategien für eine nachhaltige Forschungssoftwarepraxis auf Grundlage eines Positionspapiers.

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hearts-logoReview Artikel zur Berechnung des EKGs mit Hilfe von Computermodellen des Herzens erschienen

Olaf Dössel, Giorgio Luongo , Claudia Nagel und Axel Loewe haben einen Übersichtsartikel geschrieben, bei dem es um die Berechnung des EKGs aus Computermodellen des Herzens geht. Sowohl das gesunde Herz als auch Simulationen von verschiedenen Herzerkrankungen werden betrachtet. Es wird deutlich, wie Computermodelle zur besseren Interpretation des EKG beitragen können.

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BildMechanismen hypertropher Kardiomyopathie

Hypertrophe Kardiomyopathie beeinträchtigt die Herzmechanik, aber die spezifischen Auswirkungen von dickerer Wand, reduzierter aktiver Kraft, Faserstruktur und erhöhter Gewebesteifigkeit sind nicht klar. IBT-Forscher*innen konnten die jeweiligen Beiträge zu Deformation, Dehnung, Dehnungsrate und Wandverdickung mit Hilfe eines Computermodells des Herzens aufklären.

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iHeart 2021iHeart Konferenz 2021

Im Rahmen der iHeart Konferenz vom 1.-3. Juli haben rund 200 Teilnehmerinnen und Teilnehmer ihre Forschung virtuell präsentiert und diskutiert. Auch das IBT war erfolgreich mit 2 Vorträgen beteiligt.

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BildPromotion Ekaterina Kovacheva

Am 8. Juli hat Ekaterina Kovacheva ihre Dissertation mit dem Titel „Model Based Estimation of the Elastomechanical Properties of the Human Heart“ verteidigt. Herzlichen Glückwunsch von allen Mitarbeitern des IBT.

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BildPromotion Jorge Sanchez

Herzlichen Glückwunsch an Jorge Patricio Sanchez Arciniegas zum Abschluss seiner Promotion und dem Beginn seiner Arbeit am IBT als Post-Doc.

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Image personalized heartComputermodell eines personalisierten Herzens

In Kooperation mit dem IANM (KIT) und dem IEKM (Universitäts-Herzzentrum Freiburg) haben Forscher des IBT ein elektro-mechanisch gekoppeltes Computermodell eines personalisierten menschlichen Herzens vorgestellt. Die Arbeit wurde im Journal Mathematics publiziert.

Mehr
BildTransitzeitmessung in Indikatorverdünnungskurven

Forscher am IBT untersuchten, wie genau Transitzeiten eines Indikators gestimmt werden können und wie die Bestimmung verbessert werden kann. Die Arbeit wurde im Journal Frontiers in Physiology publiziert.

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Image graphical abstractAnzahl der Kameras für die 3D-Rekonstruktion

Forscher am IBT untersuchten, wie viele Kameras benötigt werden, damit ein mikrochirurgischer Operationskanal möglichst vollständig 3D rekonstruiert werden kann.
Die Arbeit wurde im Journal of Imaging (MDPI) veröffentlicht: https://doi.org/10.3390/jimaging7050087

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EHRA Congress 2021

Eine Wissenschaftlerin des IBT präsentierte und diskutierte auf dem diesjährigen EHRA-Kongress seine Forschungsergebnisse mit dem Titel: „Spatial and Quantitative Assessment of the Correlation between Sinus Rhythm and Atrial Fibrillation Voltage Mapping to Identify Low Voltage Substrate in Persistent Atrial Fibrillation“. Der Kongress fand vom 23. bis 25. April online statt. Das diesjährige wissenschaftliche Programm befasste sich mit dem Thema „Verbindungen herstellen, um Arrhythmien zu überwinden“.

CombinationsSchätzung des fibrotischen Gewebeanteils der Vorhöfe mit dem EKG

Forscher am IBT untersuchten, ob der Anteil von fibrotischem Gewebe im Vorhof nicht-invasiv und quantitativ basierend auf P Wellen aus dem 12-Kanal EKG bestimmbar ist.
Die Arbeit wurde im Journal of Clinical Medicine (MDPI) veröffentlicht.

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Girlsday_MedizintechnikGirls’ Day 2021

Der Workshop des IBT im Rahmen des Girls‘ Day 2021 traf auf großes Interesse des weiblichen Nachwuchses in den Bereichen Medizin und Technik.

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Portrait von Simon HoffmannSimon Hoffmann wird wissenschaftlicher Mitarbeiter am IBT

Wir begrüßen Herrn Simon Hoffmann als wissenschaftlichen Mitarbeiter. Der Fokus seiner Arbeit liegt auf Signalverarbeitungsmethoden in der Ophthalmologie.

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Portrait von Marie HouillonNeue Wissenschaftliche Mitarbeiterin am IBT

Seit 1. April 2021 Dr. Marie Houillon neue wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Gruppe Herzmodellierung am IBT.

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BildNichtinvasive Vorhersage des Treiberorts für Vorhofflimmern

Ein Team um IBT-Forscher Giorgio Luongo präsentiert eine auf maschinellem Lernen basierende Klassifizierung des 12-Kanal-EKG, um zwischen Patienten mit Lungenvenen-Treibern und Patienten mit extra-Lungenvenen-Treibern von Vorhofflimmern zu unterscheiden.
Das Papier wurde im Cardiovascular Digital Health Journal veröffentlicht.

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Transmembrane potentialProtokoll zur Beurteilung der Arrhythmieanfälligkeit

Forscher am IBT zeigten den Einfluss des gewählten Protokolls zur Induktion von Arrhythmien auf die Vulnerabilität für Vorhofflimmern.

Die Arbeit wurde in Frontiers of Physiology veröffentlicht und ist frei verfügbar.

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Bild Herzmodellierung 2021Mit Computerherz zum Therapieerfolg

Das Institut für Biomedizinische Technik des KIT entwickelt mit mathematischen Gleichungen ein computerbasiertes Herzmodell, das der gezielten Behandlung von Herzrhythmusstörungen dient und damit die medizinische Forschung und Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Verfahren verbessern soll.

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Bild zur Kraft RekonstruktionKraft-Rekonstruktion basierend auf Deformationsdaten des linken Ventrikels

Forscher des IBT haben einen Artikel veröffentlicht, in welchem eine modellbasierte Methode zum Lösen des inversen Problems der Herzmechanik vorgestellt und untersucht wird. 

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Bild RefraktärzeitZykluslängenstatistik während Vorhofflimmern liefert Maß für Refraktärzeit

Wissenschaftler des IBT konnten zeigen, dass die statistische Auswertung der gemessenen Zykluslängen während Vorhofflimmern eine Schätzung der Refraktärzeit des unterliegenden Substrats ermöglicht. Die Studie kombiniert eine breite Simulationsbasis mit klinischen Messungen und wurde in Europace EP veröffentlicht.

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Bild Nicolas PiliaPromotion Nicolas Pilia

Nicolas Pilia hat am 18.02.2021 seine Dissertation „Electrocardiogram Signal Analysis and Simulations for Non-Invasive Diagnosis - Model-Based and Data-Driven Approaches for the Estimation of Ionic Concentrations and Localization of Excitation Origins“ verteidigt und die Promotionsprüfung mit Auszeichnung bestanden. Wir gratulieren!

BildWhitepaper zur nachhaltigen Entwicklung von Forschungssoftware in Deutschland

Beitrag beschreibt das Umfeld für die Entwicklung nachhaltiger Forschungssoftware in Deutschland, identifiziert Herausforderungen und zeigt Handlungsbedarf auf.

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F1000Research
2020
BildVergleich von unipolarer und bipolarer Spannungskartierung

Forscher des IBT haben in Zusammenarbeit mit dem Universitäts-Herzzentrum Freiburg einen Artikel veröffentlicht, in welchem die unipolare und bipolare Spannungskartierung zur Lokalisierung des atrialen Substrats verglichen wird.

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Frontiers in Physiology
Logo BMT 2020BMT 2020

Das IBT nimmt an der jährlichen VDE DGBMT Kongressveranstaltung teil.

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Logo NBC 2020North Baltic Conference 2020

Ein Wissenschaftler des IBT konnte seine Ergebnisse in der Simulation der Propagation von Photonen in einem Blutgefäß vorstellen und diskutieren.

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GruppenbildComputing in Cardiology 2020

Acht Vertreter repräsentierten das IBT auf der diesjährigen Konferenz Computing in Cardiology in Rimini, die sowohl Präsenz- als auch Online-Teilnehmern ein gemeinsames Konferenzerlebnis während der COVID-19 Pandemie bot.

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FIG. 1. Each section of this work can be attributed to at least one of the topics in the green boxes. Although they are separated in this diagram, they are closely connected and depend on each other. That is why collaboration between the fields is of paraReview-Artikel zur Calcium- und Kaliumkonzentrationsschätzung mit dem EKG

Zusammen mit Forscherinnen/Forschern aus Bologna, Mailand und New York publizierten Forscher des IBT einen Übersichtsartikel über die EKG-basierte Messung der Calcium- und Kaliumkonzentration im Blut.

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Spektrum der Wissenschaft 2020.10Ein digitales Herz

In der aktuellen Ausgabe der populärwissenschaftlichen Zeitschrift „Spektrum der Wissenschaft“ erscheint ein Artikel des Leiters der Arbeitsgruppe Herzmodellierung am IBT. Unter dem Titel „Ein digitales Herz“ beschreibt Axel Loewe die Motivation und die Grundlagen der Computermodelle des Herzens und zeigt erste Anwendungen in medizinischer Versorgung und klinischer Forschung auf.

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Geodätische Längenmessung in medizinischen Aufnahmen.Geodätische Längenmessung in medizinischen Aufnahmen

Publikation der Untersuchung des Diskretisierungsfehlers und dessen Minimierung in der Vermessung von Geodätischen Längen.

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KI in der MedizinKünstliche Intelligenz in der Medizin

Ist das Thema des Herrenhäuser Forums am 14. Juli 2020. In der Diskussion mit Experten und Expertinnen aus Informatik, Medizin und Recht ging es um Verantwortung und Vertrauen.

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News 2020-06-23Identifizierung intraatrialer arrhythmogener Quellen

Aus Beiträgen des Universitätsklinikums Freiburg und des IBT entstand ein Paper über die Identifikation von intraatrialen, arrhythmogenen Quellen basierend auf Elektrogrammeigenschaften.

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FaserorientierungEinfluss von Fasern und Volumenmodul auf die Elektromechanik des Ventrikels

In Zusammenarbeit mit dem Politecnico Mailand präsentierte das IBT ein elektromechanisches Modell biventrikulärer Geometrien um Einflüsse auf die Druck-Volumen Beziehung zu untersuchen.

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IMG_2020-06-02_atrial flutter in ECGNeue raum-zeitliche Methoden zur Charakterisierung atrialer Flattermechanismen mit Hilfe des EKG

In der Zeitschrift "IEEE Transactions on Biomedical Engineering" veröffentlichten IBT-Forscher zusammen mit Ärzten der Universität Leicester, der ABC Federal University und den Klinikern des Städtischen Klinikums Karlsruhe zwei neuartige Methoden zur nicht-invasiven Charakterisierung des Vorhofflatterns. Zur Charakterisierung und Unterscheidung verschiedener Vorhofflattermechanismen aus dem 12-Kanal-EKG wurden Methoden der raum-zeitlichen Rezidivquantifizierung in einem rechnerischen Rahmen eingesetzt. Dank dieser Methoden konnte die Dauer des invasiven Vorhofkartierungs- und Ablationsverfahrens erheblich verkürzt werden. Die rechnergestützte Studie wurde durch einen klinischen Fall als Proof-of-Concept ergänzt und untermauert.

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Hemmstoff A293Kaliumkanal Hemmstoff A293 zeigt therapeutisches Potenzial für die Behandlung von Vorhofflimmern

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Biomedizinische Technik des KIT und dem Herzzentrum Freiburg veröffentlichten Forscher des Universitätsklinikums Heidelberg einen Artikel über die antiarrhythmischen Effekte von A293 auf die Kardioversion von Vorhofflimmern. Als Kaliumkanal Hemmstoff von hoher Affinität lindert A293 die pathologische Verkürzung des atrialen Aktionspotenzials. Mit Einzelzellexperimenten, einem Schweinemodell sowie Computersimulationen im dreidimensionalen Vorhof konnte die Studie das therapeutische Potenzial von A293 für die Behandlung von Vorhofflimmern aufzeigen. Der Open Access Artikel erschien im Journal of the American Heart Association (JAHA).

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Natrium-Calcium-AustauschersWelche Rolle spielt der Natrium-Calcium-Austauscher für den spontanen Herzschlag?

Gemeinsam mit Forschern der Universität Szeged haben Wissenschaftler des IBT einen Übersichtsartikel zur Rolle des Natrium-Calcium-Austauschers für die Aktivität natürlicher Schrittmacherzellen veröffentlicht. Diese Schrittmacherzellen im sogenannten Sinusknoten des Herzens sorgen dafür, dass unser Herz regelmäßig schlägt. Der Übersichtsartikel integriert Erkenntnisse aus experimentellen Studien und Computermodellierung. Er erschien im Fachmagazin Frontiers in Pharmacology und ist frei verfügbar (Open Access).

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F1000ResearchStellungnahme zu Forschungssoftware in Deutschland

Die Stellungnahme "An environment for sustainable research software in Germany and beyond: current state, open challenges, and call for action" wurde als Vorveröffentlichung zur offenen Begutachtung in F1000Research veröffentlicht. Der Artikel ist das Ergebnis eines Workshops im Rahmen der ersten Deutschen Konferenz für Forschungssoftware und einem DFG-geförderten Folgeworkshop am Robert Koch Institut. KIT und IBT Wissenschaftler spielten eine führende Rolle dabei die Gruppe zusammen zu bringen und den Schreibprozess zu koordinieren. Mit mehr als 40 Autoren und einer breiten öffentlichen Diskussion, fordert diese Basisinitiative Maßnahmen, um Forschungssoftware zum "Bürger erster Klasse" in der Wissenschaft zu machen.

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openCARPopenCARP veröffentlicht

openCARP ist ein offenes Simulationsprogramm für kardiale Elektrophysiologie. Der Quellcode ist öffentlich zugänglich und kann für akademische Zwecke frei verwendet werden. openCARP ist einfach zu nutzen und ermöglicht in-silico Experimente vom Ionenkanal über die Zelle bis hin zum Gewebe und Organ. openCARP ist eine gemeinsame Initiative der Medizinischen Universität Graz (Gernot Plank), LIRYC Bordeaux (Ed Vigmond), Uni Freiburg (Gunnar Seemann) und des KIT (Axel Loewe).

openCARP
Konferenz 2020-02-04SPIE Photonics West

Zwei Mitarbeiter des IBT nahmen an der SPIE Photonics West Konferenz in San Francisco vom 01. bis 06. Februar teil und hielten zwei Präsentationen über neue Segmentierungsmethoden und ein 3D Mikro-Test-Target. 
Die Diskussion und das Feedback waren sehr nützlich und der Kontakt zu möglichen Kooperationspartnern wurde hergestellt.

News 2020-01-30Was bringt das Herz zum Schlagen?

Der Sinusknoten ist der natürliche Schrittmacher des Herzens, der jeden Herzschlag initiiert. Die Schrittmacherfunktion ergibt sich dabei aus dem Zusammenspiel von zwei kooperierenden Systemen: der sogenannten Membranuhr und der Calciumuhr. Die genauen Rollen dieser beiden Mechanismen sind noch unvollständig verstanden.  Gemeinsam mit einer Gruppe experimentell arbeiterender Forscher aus Szeged (Ungarn), konnte die Arbeitsgruppe Herzmodellierung jetzt die Rolle der Calciumuhr näher bestimmen. Ein neuartiger pharmakologischer Wirkstoff erlaubt es den Natrium-Calcium-Austauscher gezielt zu blockieren. Die Wissenschaftler des IBT konnten diesen Effekt im Computermodell reproduzieren und näher untersuchen. Durch Kombination von Experiment und Computersimulation wurde die wichtige Rolle des Natrium-Calcium-Austauschers und die Interaktion mit der Membranuhr bestätigt. Die Studie erklärt wie der natürlich Schrittmacher des Herzens durch das Zusammenspiel der beiden Systeme Calciumuhr und Membranuhr besonders robust und zuverlässig arbeitet.

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dotnetpro 2020Herzsimulator 1.0

In der Ausgabe 1/2020 der Zeitschrift "dotnetpro" erscheint ein Artikel über die Forschung der Arbeitsgruppe Herzmodellierung. dotnetpro liefert Profiwissen für Softwareentwickler, die mit Microsoft-Technologien für Microsoft- und NichtMicrosoft-Plattformen Programme schreiben. Die Idee des Artikels ist ein Blick über den Tellerrand für die dotnetpro-Leser, die größtenteils Softwareentwickler sind. Im Artikel wird der Multiskalensimulationsansatz (vom Ionenkanal über Zellen und Gewebe zum Organ) für die Elektrophysiologie, der am IBT entwickelt und verwendet wird, näher vorgestellt und auf die Implementierung eingegangen.

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TRM_2020Auf dem Weg zum digitalen Zwilling

Axel Loewe vom IBT war eingeladen einen Vortrag beim 10. "TRM Forum on the Computer Simulation of Cardiac Function“ zu halten. Die Konferenz versammelt weltweit führende Experten der Computermodellierung, der experimentellen Untersuchung und der klinischen Forschung im Bereich Herzrhythmusstörungen. Wir haben zum diesjährigen Motto „Towards the Digital Twin“ beigetragen indem wir Arbeiten vorgestellt haben, die es erlauben einen biomechanisches Abbild eines individuellen Patienten zu erstellen. Außerdem wurde die Sitzung "Atrial modeling & experimental data" vom IBT-Forscher geleitet.

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Bildnachweis Titelbild: KIT_IBT
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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