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".