Steven Levine leitet bei Dassault-Systèmes das „Living Heart Project“. Warum sollten etablierte Simulation wie virtuelle Crashtests nicht auch in der Medizin funktionieren, fragten er und sein Team sich. „Wir sprechen hier allerdings über die höchst entwickelte Maschine überhaupt, den Menschen.“ Anfang 2013 stellte sein Simulia-Team sich die Aufgabe, ein schlagendes Herz zu simulieren. Herzerkrankungen sind weltweit Todesursache Nr. 1. Fast jeder dritte Mensch stirbt daran.

Aber es geht nicht nur um die perfekte Simulation. Der Plattform-Gedanke spielt eine zentrale Rolle. Das Wissen über das Herz verteilt sich auf Tausende von Köpfen unterschiedlichster Disziplinen. Steven Levine: „Wir wollen wir mit 3D-Experience das Wissen der Forscher, der klinischen Praktiker, der Gesundheitsverwaltung und der Industrie zusammenbringen, um sicherere und effektivere kardiovaskuläre Produkte und Behandlungsmethoden entwickeln zu können.“ Immerhin beteiligten sich zuletzt 50 Unternehmen und Institutionen an dem Projekt.

Steven Levine, Dassault-Systèmes. - Bild: Michael Pyper
Steven Levine, Dassault-Systèmes. - Bild: Michael Pyper

Zunächst einmal musste das muskuläre Material des Herzens simuliert werden. Gar nicht so einfach, es besteht nämlich aus einer passiven und einer aktiven Komponente, um durch einen elektrischen Reiz das Blut pumpen zu können. Für einen ersten Prototypen kombinierte das Team beide Komponenten. Erweiterte Materialmodelle und detaillierte Faserorientierungen halfen, es zu verfeinern. Ein mechanisches und ein elektrisches Modell wurden schließlich zu einem einzigen Herzen vereint, dem die Dassault-Systèmes-Kollegen von 3DExcite noch eine perfekte realistische Oberfläche verpassten.

Nur wenige Menschen haben ein schlagendes Herz gesehen. Professor Dr. Dr. h.c. Christian Schlensak ist einer von ihnen. Der Ärztliche Direktor am Universitätsklinikum für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie Tübingen ist begeistert: „Das Herzmodell sieht absolut realistisch aus.“ Der Herzchirurg behandelt auch Neugeborene mit schwersten Herzfehlern und bringt ein eindrucksvolles Beispiel: „Für ein Baby, das mit nur einer Herzkammer auf die Welt kommt, ist es ist sehr schwierig, die richtige Form für das zweite Gefäß und eine neue Herzklappe zu finden. Wenn uns diese Technologie hilft, unsere Strategie für jedes einzelne Baby innerhalb weniger Stunden zu planen, würde das zu extrem besseren Ergebnissen führen.“

Bild: Dassault Systèmes
Der Komponentenhersteller für die Luftfahrtindustrie Hispano Suiza setzt seit Kurzem 3D-Experience für eine effizientere Entwicklung ein. - Bild: Dassault Systèmes