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Kardiologie 4. Juni 2013

Mathematik im Herzen

Mithilfe von Computermodellen arbeiten Mediziner, Mathematiker und Techniker der Universität Graz an der Simulation des Herzens.

Der Traum vom „virtuellen Herzen“ ist nicht neu. Vor mehr als zehn Jahren begann der Biophysiker an der MedUni Graz, Univ.-Prof. Dr. Gernot Plank, mit Forschungen auf diesem Gebiet. In so genannten „insilico-Modellen“ wird das menschliche Herz bis in das kleinste Detail am Computer nachgebaut und simuliert. Ziel ist, neue Erkenntnisse für die Optimierung von Defibrillatoren und Operationsmethoden am Herzen zu gewinnen.

Die Parameter reichen von der elektrophysiologischen Beschreibung des Herzens über die mechanische Koppelung mit anderen Organen bis hin zu den Strömungseigenschaften des Blutes.

„Das Herz hat eine sehr komplizierte, dreidimensionale Geometrie“, erklärt Prof. Dipl. Ing. Dr. Gundolf Haase von der TU Graz. „Um mit dieser rechnen zu können, ist eine detaillierte Modellierung in Verbindung mit moderner numerischer Mathematik nötig.“

Wesentlich ist, die wissenschaftlichen Fragestellungen in die Praxis zu überführen. „Vielleicht gelingt es, das Herz mit seinen Eigenschaften so gut zu simulieren, dass wir den Chirurgen bereits vor dem Eingriff sagen können, wo der Schnitt angesetzt werden muss, um einen heilenden Erfolg zu erzielen“, sagt Haase. „Oder dass es möglich wird, mittels wohldosierter Stromstöße Fehlfunktionen des Herzens zu korrigieren, um Leben zu retten.“

Mathematische Optimierung und Anwendungen in der Biomedizin ist im universitären Forschungsschwerpunkt „Modelle und Simulation“ der KarlFranzens-Universität Graz schon länger fest verankert.

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