Die Arbeitsgruppe Herzmodellierung (Leitung: Axel Loewe) hat sich zum Ziel gesetzt die Herzfunktion mathematisch zu formulieren und realitätsgetreu in Computermodellen abzubilden. Im Fokus unserer Forschung stehen die Elektrophysiologie sowie die Mechanik des Herzens, die wir mit Multiskalenmodellen repräsentieren. Diese umfassen mehrere biologische Integrationsebenen vom Ionenkanal über Zellen hin zu Geweben und Organen wobei sich die relevanten Phänomene auf unterschiedlichsten zeitlichen und räumlichen Skalen (Mikrosekunden bis Minuten; Mikrometer bis Zentimeter) abspielen. 

Die Arbeitsgruppe Herzmodellierung hat sich sowohl der Methodenentwicklung als auch der Anwendung von Computersimulationen zur Beantwortung klinisch relevanter Fragen verschrieben. Hierbei verfolgen wir zwei Wege: Zum einen untersuchen wir grundlegende physiologische und pathologische Mechanismen im Computermodell komplementär zu klassischen Ansätzen wie Zell- und Tierexperimenten. Die dabei identifizierten Mechanismen und Zusammenhänge im Bereich Krankheitsentstehung, Diagnose und Therapie können Ärzte dann auf die Situation des individuellen Patienten übertragen. Zum anderen verwenden wir personalisierte Modelle, die den individuellen Patienten repräsentieren, um die klinische Entscheidungsfindung zu unterstützen. Zur Personalisierung der Modelle basierend auf Messdaten des individuellen Patienten arbeiten wir eng mit der Arbeitsgruppe Bioelektrische Signale zusammen.

Die Forschung in unserer Arbeitsgruppe findet im Grenzbereich der Ingenieurswissenschaften, Informatik, Naturwissenschaften und der Medizin statt. Zur Methodenentwicklung und Durchführung von Simulationsstudien bedienen wir uns Methoden des Software Engineerings, der Algorithmik und Numerik, der Signalverarbeitung, Datenanalyse und Statistik.