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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.