Es gibt verschiedene Methoden, um die Elektrophysiologie des Herzens auf Gewebeebene zu simulieren. Am häufigsten werden die biophysikalischen Modelle verwendet, die von den Bidomain- und Monodomain-Gleichungen bestimmt werden. Diese Modelle können komplexe Mechanismen reproduzieren, die zu Reentry und Vorhofflimmern führen. Die Abbildung zeigt eine am IBT erstellte Simulation von Vorhofflimmern, die auf der Monodomain-Gleichung basiert. Durch den hohen Rechenaufwand ist diese Methode für die klinische Anwendung in vielen Fällen jedoch ungeeignet. Modelle, die auf der Eikonal-Gleichung basieren, sind eine alternative Option, die erheblich kürzere Simulationszeiten erfordert. Eikonal-Modelle sind allerdings derzeit nicht in der Lage, Phänomene wie den unidirektionalen Block oder Reentry in heterogenem und anisotropen Gewebe zu reproduzieren.

Das erste Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines verbesserten Eikonal-Modells, das Reentries reproduzieren kann. Unsere Ergebnisse werden es uns ermöglichen, die Erregungsausbreitung im Herzen von Patienten mit Vorhofflimmern mit heterogener Fibrose schnell zu simulieren. Sobald das Modell implementiert ist, besteht das zweite Ziel darin, verschiedene Fibrosemuster und ihre Arrhythmogenität zu bewerten. Zunächst werden einfache Muster analysiert. Ihre Komplexität wird schließlich gegen Ende des Projekts zunehmen.