{"id":187924,"date":"2019-10-01T14:00:19","date_gmt":"2019-10-01T12:00:19","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=187924"},"modified":"2019-10-01T14:00:19","modified_gmt":"2019-10-01T12:00:19","slug":"herz-aus-dem-computer-fuer-massgeschneiderte-therapien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/herz-aus-dem-computer-fuer-massgeschneiderte-therapien\/","title":{"rendered":"Herz aus dem Computer f\u00fcr ma\u00dfgeschneiderte Therapien"},"content":{"rendered":"

Normalerweise schl\u00e4gt das menschliche Herz rund 60 bis 80 Mal pro Minute, bei rund einer Million Menschen in Deutschland \u2013 mehr als 33 Millionen weltweit \u2013 steigt der Herzschlag mitunter aber pl\u00f6tzlich auf bis zu 150 Schl\u00e4ge an. Sie leiden unter Vorhofflimmern, der h\u00e4ufigsten behandlungsbed\u00fcrftige Herzrhythmusst\u00f6rung in Deutschland. W\u00e4hrend das Vorhofflimmern an sich im Allgemeinen nicht unmittelbar lebensgef\u00e4hrlich ist, k\u00f6nnen Folgen wie Herzinsuffizienz, Herzinfarkt, Blutgerinnsel und Schlaganf\u00e4lle zu schwerwiegenden Folgen oder auch zum Tod f\u00fchren.<\/p>\n

Eine typische Behandlung des Flimmerns ist eine kathetergest\u00fctzte Ver\u00f6dung krankhafter elektrischer Erregungsherde im Herzmuskelgewebe, die sogenannte Ablation. Hier kommt es jedoch h\u00e4u.gfig vor, dass die Patienten nach der Behandlung ein sogenanntes atypisches Vorhofflattern entwickeln.<\/p>\n

Beim Vorhofflattern, verl\u00e4uft die elektrische Erregung des Herzens \u2013 anders als beim Vorhofflimmern \u2013 koordiniert. Dabei veranlassen ungew\u00f6hnlich schnelle elektrische Erregungsmuster die Vorh\u00f6fe zu raschen Kontraktionen. Die Auswirkungen sind aber die gleichen wie beim Vorhofflimmern: Herzrasen, Atemnot und Schw\u00e4che und auch das Schlaganfallrisiko ist erh\u00f6ht.<\/p>\n

Realit\u00e4tsnahe Computermodelle des Herzens<\/h3>\n

Bisher gab es keine M\u00f6glichkeit zuverl\u00e4ssig zu untersuchen, wie hoch das Risiko eines Patienten ist, atypisches Vorhofflimmern zu entwickeln. Dank digitaler Simulationen menschlicher Organe ist es nun aber m\u00f6glich, die Entstehung von Krankheiten zu erforschen und Therapien f\u00fcr Patienten ma\u00dfzuschneidern. So haben Forscher des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie<\/a> (KIT), der Medizinischen Klinik IV des St\u00e4dtischen Klinikums Karlsruhe<\/a> sowie der Medizinischen Fakult\u00e4t der Universit\u00e4t Freiburg<\/a> und des Universit\u00e4ts-Herzzentrums Freiburg \u2013 Bad Krozingen<\/a> eine Methode entwickelt, das Risiko f\u00fcr Vorhofflimmern individuell abzusch\u00e4tzen.<\/p>\n

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Ionenkanal, Medikament, Zelle und Vorhofflatterpfade (gelb) auf rechtem Vorhof (braun) \u00a9 Axel Loewe, KIT<\/figcaption><\/figure>\n

Sie entwickeln realit\u00e4tsnahe Computermodelle des Herzens auf mehreren Ebenen: vom Ionenkanal \u00fcber Zellen und Gewebe bis zum ganzen Organ. Dabei simulieren sie einerseits grundlegende physiologische und pathologische Prozesse und entwickeln andererseits auch personalisierte Modelle, um das Risiko von Herzrhythmusst\u00f6rungen, wie z.B. Vorhofflattern, und die Wirkung von Therapien individuell abzusch\u00e4tzen. In der Zeitschrift Frontiers in Physiology berichten die Wissenschaftler, dass personalisierte Computermodelle \u201es\u00e4mtliche Pfade identifizieren k\u00f6nnen, entlang derer die atypischen, kreisende elektrischen Erregungen auftreten k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n

\u201eUnsere Modelle beziehen anatomische, elektrophysiologische und pharmakologische Kriterien ein\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Axel Loewe, Leiter der Arbeitsgruppe Herzmodellierung am Institut f\u00fcr Biomedizinische Technik des KIT. Auch die Wirkung von Therapien wie Katheterablation oder Medikamenten lie\u00dfe sich so vorab individuell einsch\u00e4tzen. \u201eComputermodelle bieten eine perfekt kontrollierbare Umgebung f\u00fcr Experimente. So lassen sich einzelne \u00c4nderungen simulieren und ihre Folgen f\u00fcr das Gesamtsystem berechnen.\u201c Die Modelle w\u00fcrden klassische Methoden wie Zell- und Tierexperimente erg\u00e4nzen und erm\u00f6glichen, neue Therapien ohne Risiko f\u00fcr den Menschen zu testen, betonen die Forscher.<\/p>\n

Fach\u00fcbergreifende Zusammenarbeit<\/h3>\n

Bereits in seiner Dissertation simulierte Loewe die Ursachen von Vorhofflimmern mit dem Computer und leitet nun die Arbeitsgruppe Herzmodellierung des KIT, die die neuen Computermodelle des Herzens entwickelt. An diesen Modellen k\u00f6nnen die Wissenschaftler simulieren, wie eine elektrische Erregung entsteht, sich \u00fcber die Vorh\u00f6fe und das gesamte Herz ausbreitet. Bei einem gesund schlagenden Herzen erlischt diese Erregung, im Fall bestimmter Herzrhythmusst\u00f6rungen bleibt sie jedoch bestehen.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus arbeiten die Wissenschaftler mit personalisierten Modellen auch daran, das Risiko von Erkrankungen und die Wirkung von Behandlungen individuell zu bestimmen. Mit bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie (MRT) erfassen sie die die pers\u00f6nliche Anatomie eines Patienten, wie Gr\u00f6\u00dfe und Form der Vorh\u00f6fe. Per Elektrokardiogramm (EKG) wird die elektrische Aktivit\u00e4t des Herzens aufgezeichnet. Dabei arbeiten die Wissenschaftler eng mit der ebenfalls am Institut f\u00fcr Biomedizinische Technik des KIT angesiedelten Arbeitsgruppe Bioelektrische Signale unter Leitung von Professor Olaf D\u00f6ssel zusammen. \u201eDie Arbeiten, die sich zwischen Ingenieurwissenschaften, Informatik, Naturwissenschaften und Medizin bewegen, bereiten den Weg zu ma\u00dfgeschneiderten Therapien\u201c, erkl\u00e4ren die Forscher.<\/p>\n

Titelbild: Anatomisches Modell des linken Vorhofs einer 70-j\u00e4hrigen Patientin. \u00a9 Axel Loewe, KIT<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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