Geschlechtsspezifische virtuelle Herztechnologien

Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen nach wie vor eine der größten gesundheitlichen Herausforderungen in Europa dar und fordern jedes Jahr zahlreiche Todesopfer. Die aktuellen Behandlungen sind zwar für viele Patienten wirksam, basieren jedoch häufig auf einem einheitlichen Ansatz. Das bedeutet, dass individuelle Unterschiede nicht immer berücksichtigt werden, etwa ob ein Patient männlich oder weiblich ist, was aber Einfluss darauf haben kann, wie eine Person auf eine Behandlung anspricht und wie sich eine Herz- Kreislauf-Erkrankung weiter entwickeln kann. Um solche Behandlungen zu verbessern sind virtuelle Herztechnologien vielversprechende neue und innovative Werkzeuge, die einen personalisierten und maßgeschneiderten Therapieansatz ermöglichen. Virtuelle Herztechnologien können in zwei verschiedenen Formen realisiert werden, einerseits in Form von digitalen Herzzwillingen oder als kalibrierte virtuelle Herzpopulationen. Digitale Herzzwillinge sind personalisierte digitale Nachbildungen eines einzelnen Herzens, die maßgeschneiderte Diagnosen und Behandlungsempfehlungen liefern und so die bestmögliche Versorgung für bestimmte Patienten gewährleisten können. Virtuelle Herzpopulationen andererseits sind digitale Herzmodelle, die ein breites Spektrum von Menschen repräsentieren. Diese sind wichtig, um Krankheitsmechanismen besser zu verstehen und um bei der Entwicklung besserer medizinischer Geräte zu helfen. Aktuelle virtuelle Herztechnologien sind jedoch insofern eingeschränkt, als sie die anatomischen und funktionellen Unterschiede zwischen Herzen von Männern und Frauen noch nicht berücksichtigen. Unser Ziel ist es daher virtuelle Herztechnologien zu entwickeln, in Form digitaler Herzzwillinge und auch als virtuelle Herzpopulationen, die geschlechtsspezifische Unterschiede sowohl in Bezug auf Anatomie als auch Funktion berücksichtigen. Im Rahmen dieses Projekts werden wir speziell virtuelle Herztechnologien auf Basis klinischer Standarddaten entwickeln, die in der Lage sind, geschlechtsspezifische Variationen im klinischen 12-Kanal-EKG, ein klinisch routinemäßiges Diagnoseverfahren, eines normalen, gesunden Herzschlags zu berücksichtigen. Zunächst werden wir aus klinischen Daten virtuelle Herzpopulationen generieren und statistische Methoden anwenden, um sicherzustellen, dass sie die reale Variabilität in männlichen und weiblichen Herzen abbilden. Mit einem klaren Verständnis dieser Variationen können wir dann personalisierte digitale Herzzwillinge erstellen, welche die individuellen Herzeigenschaften einer Person genau abbilden. Schließlich werden die virtuellen Herztechnologien selbst bewertet, indem die Fähigkeit der virtuellen Modelle, sich wie echte menschliche Herzen zu verhalten, beurteilt wird. Diese Forschung ist neu und innovativ, weil die von uns entwickelten virtuellen Herztechnologien in der Lage sein werden, Anatomie und Funktion der Herzen von Männern und Frauen nachzubilden. Damit werden wir den Grundstein für zukünftige Arbeiten legen, bei denen mithilfe virtueller Herztechnologien Erkenntnisse darüber gewonnen werden, wie Unterschiede zwischen Männern und Frauen die Mechanismen und die Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beeinflussen können, und wie klinische Therapien personalisiert werden können um optimale Behandlungsergebnisse zu erzielen.