Digitaler Zwilling zur Beurteilung der Herzablation

Herzrhythmusstörungen sind Unregelmäßigkeiten des Herzschlags, die das Leben des Patienten ernsthaft beeinträchtigen und in schweren Fällen tödlich sein können. Eine typische Behandlung für schwere Fälle von Arrhythmien ist die katheterbasierte Radiofreque nzablation. Dabei handelt es sich um eine seit vielen Jahren praktizierte und bewährte minimalinvasive Therapie. Die Ablationstherapie ist in der Regel effizient, es kann jedoch zu einer unzureichenden Behandlung kommen, die zu einer Wiederholung des Verfa hrens führt. Darüber hinaus ist die Katheterisierung nicht frei von Komplikationen, die den Eingriff verlängern und in seltenen Fällen sogar zum Tod des Patienten führen können. Um Komplikationen auszuschließen und eine effizientere Behandlung zu ermöglich en, werden verschiedene Ablationsstrategien und Kathetertechnologien erforscht, deren Erprobung stark auf Tierversuche angewiesen ist. Typischerweise erfordern diese Experimente große Tiere wie Schweine, Schafe und Kühe und werden entweder unter Verwendung des extrahierten Herzens des Tieres oder durch Durchführung des Experiments an einem lebenden sedierten Tier durchgeführt. Diese Forschung zielt darauf ab, genaue komplexe mathematische Modelle bereitzustellen, um den Einsatz von Computersimulationen zu fördern, um die Effizienz und Sicherheit der Katheterisierung zu optimieren und so Tierversuche zu reduzieren. Unter Verwendung medizinischer Bildgebungsdaten von Patienten, die gemäß den ethischen Protokollen und mit Zustimmung der Patienten erfasst und übertragen wurden, wird eine Datenbank virtueller menschlicher Oberkörper und ihrer inneren Organe erstellt. Diese virtuellen Körper werden die digitalen Zwillinge der Patienten sein, an denen virtuelle Therapien durchgeführt werden. Insbesondere werden computerdesignte Katheter verwendet und im Herzen des digitalen Zwillings platziert. Anschließend wird eine virtuelle Katheterisierung unter Verwendung der im Projekt entwickelten Modelle durchgeführt, um die Biophysik und Mechanik des Verfahrens genau zu beschreiben. Virtuelle Katheterisierungen simulieren die Ablation der verschiedenen Herzbereiche, die typischerweise von der Therapie in den Krankenhäusern anvisiert werden, und bieten einen Personalisierungsrahmen für die Bewertung des Verfahrens.