Med Uni Graz forscht

Digitale Modelle sollen Herzinfarkte verhindern

Gernot Plank und Elena Zappon forschen gemeinsam an patientenspezifischen Modellen menschlicher Herzen.(Bild: Foto Fischer)

„Digitale Zwillinge“ sagen in Graz Herzrhythmusstörungen den Kampf an. Eine Forschungsgruppe um Gernot Plank arbeitet mit Unterstützung der italienischen Nachwuchswissenschaftlerin Elena Zappon an virtuellen Modellen menschlicher Herzen. Die neue Technologie soll patientenspezifische Therapien verbessern.

Die West- und Südsteiermark zählen zu den Regionen Österreichs mit den meisten Todesfällen aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Rund ein Drittel der Patienten, die österreichweit am Herz-Kreislauf-System erkrankt sind, leiden unter Herzrhythmusstörungen. Diese äußern sich beispielsweise als Vorhofflimmern und können zu schwerwiegenden Komplikationen wie Schlaganfällen oder Herzinsuffizienz führen.

An der Med Uni Graz sagt eine Forschungsgruppe um Gernot Plank den Herzrhythmusstörungen der Kampf an. Sie entwickelt sogenannte digitale Zwillinge des Herzens. Das sind virtuelle Herzmodelle, die Diagnosen und Therapien erleichtern sollen. Mithilfe von MRs oder CTs werden Abbilder der Herzen mit patientenspezifischen Daten erstellt – denn das Herz jedes Menschen ist einzigartig. Aber nicht nur Größe und Form, sondern auch Krankheitsbilder variieren.

Italienische Verstärkung
Aktuell wird das Team von Elena Zappon unterstützt. Die italienische Mathematikerin arbeitet im Rahmen des Marie-Skłodowska-Curie-Förderprogramms der Europäischen Union an der Med Uni Graz. Ihr Ziel ist es, die digitalen Zwillinge der Herzen mit funktionellen Informationen wie EKGs, die die elektrischen Ströme eines Herzens messen, zu kombinieren.

Das Herz eines Menschen schlägt etwa 80-mal pro Minute. Dabei werden die Herzmuskelzellen durch elektrische Impulse zum Zusammenziehen angeregt. Ist dieses elektrische System gestört, kommt es zu Herzrhythmusstörungen. Zappon und das Grazer Forschungsteam arbeiten an Wegen, die Ursprünge solcher elektrischen Störungen zu identifizieren. Diese können beispielsweise Leitungshindernisse durch krankhaftes Gewebe sein.

Therapien ohne Risiko testen
Plank forscht bereits seit mehr als 20 Jahren auf dem Gebiet. Langfristig können die digitalen Zwillinge der Herzen als Entscheidungshilfen für Mediziner dienen. Bisher mussten Ärzte ausschließlich auf Erfahrungswerte und Standardprotokolle vertrauen, wenn sie das Vorgehen bei Herzerkrankungen ihrer Patienten planten. Patientenspezifische Modelle der erkrankten Herzen könnten das Testen verschiedener Therapiemöglichkeiten ohne Risiko für die Betroffenen ermöglichen. Außerdem könnten sie präzisere Diagnosen, passende Therapien und individuelle Nachsorge begünstigen. Das Projekt läuft noch bis Anfang 2026.