Projekte / Software
HeartBiX: Visualisierung des Herzzyklus als Lernumgebung
HeartBiX macht zentrale physiologische Teilprozesse des Herzzyklus sichtbar. Die Anwendung kombiniert dynamische Visualisierungen mit interaktiven Steuerungsmöglichkeiten, damit elektrische Erregung, Druckverhältnisse, Herzbewegungen, Klappenmechanik und Blutfluss sowie deren zeitliches Zusammenspiel auf Basis realer Messdaten nachvollziehbar werden.
Installation
HeartBiX ist als Open-Source-Software verfügbar und steht auf verschiedenen Plattformen zur Verfügung. Durch die rechenintensive Verarbeitung der Daten wurde die Entwicklung primär für Desktopanwendungen ausgelegt. Die Oberfläche wurde für eine schnelle Einführung in die physiologischen Abläufe des Herzzyklus ausgelegt, sodass ohne Programmierkenntnisse die Zusammenhänge der Prozesse explorativ nachvollzogen werden können.
Datensatz
Die Anwendung nutzt einen Datensatz des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), der MRT-Daten eines gesunden Herzens umfasst. In 800 Zeitschritten wurden Geometriedaten sowie Messgrößen wie Druck, Volumen, elektrisches Potential und Beschleunigung mit einer Abtastfrequenz von 1 kHz aufgezeichnet. Der vollständige Datensatz umfasst rund 12 GB, eine reduzierte Version mit 2 GB ist ebenfalls verfügbar.
Veröffentlicht wurde der Datensatz in der Arbeitsgruppe Computational Cardiac Modeling (Institut für Biomedizinische Technik am KIT) im Rahmen der Arbeit von Tobias Gerach, Steffen Schuler und Andreas Wachter unter der Leitung von PD Dr.-Ing. Axel Loewe.
Einblicke in HeartBiX
Der Herzzyklus in Bewegung
Der Herzzyklus im Überblick
Die synchronisierte Darstellung aller relevanten Prozesse im Herzzyklus macht elektrische Erregung, Druckverläufe, Herzbewegungen, Klappenmechanik und Blutfluss direkt sichtbar.
Elektrische Signalweiterleitung
Die Ausbreitung der elektrischen Erregung im Herzen wird als eigenständige Lernperspektive herausgearbeitet und bleibt mit den übrigen Prozessen verknüpft.
Wiggers Diagramm
Alle relevanten Prozesse des Herzzyklus können gezielt ein- und ausgeblendet werden, um sich auf die jeweils wichtigen Zusammenhänge zu konzentrieren.