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.

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

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.

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

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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

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.

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).

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).

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.

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.