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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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!

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.

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.

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.

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".

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 

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.

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.

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.

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!

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.

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.

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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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.

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!

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.

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.

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.

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".

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.

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!

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.

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!

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.

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.

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]

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.

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!

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.

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!

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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. 

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.

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.

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

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.

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“.

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

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

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.

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

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!

Das IBT nimmt an der jährlichen VDE DGBMT Kongressveranstaltung teil.

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.

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.

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.

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

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).

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.

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.

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.