Skip to main content

Cardiovascular Modeling & Simulation

The research group develops mechanistic and data-driven models of the cardiovascular system with the aim of enabling patient-specific planning and optimization of treatment decisions. The focus is on the numerical modeling of cardiac and vascular hemodynamics, including interactions with implants and pharmacological interventions.

For clinical application, what-if simulation environments are being developed in which interventions can be virtually tested and optimized on individual patients before being performed. This concept culminates in the Digital Heart Twin Berlin—a patient-specific modeling platform for treatment planning and decision support.

This should be distinguished from the use of virtual cohorts: These are not intended for individual treatment decisions, but rather for the development, optimization, and safety-related evaluation of medical devices and therapeutic strategies. Population-based in silico studies make it possible to systematically analyze design decisions, performance limits, and potential risks as early as the preclinical phase.

Methodologically, we combine classical mechanistic modeling with modern artificial intelligence. While data-driven methods identify patterns and support predictions, mechanistic models provide explainable relationships and answer key clinical questions: Which therapy makes sense for this patient—and why?

In this way, we bridge the gap between simulation, product development, clinical decision support, and precision medicine.

Digital twins of the heart enable patient-specific modeling and thus contribute to precision medicine for the treatment of heart failure.

Eine dreidimensionale Darstellung eines Herzens, hervorgehoben durch unterschiedliche Farben, die verschiedene Bereiche und möglicherweise deren Funktion oder Zustand darstellen. Die Farben reichen von Blau über Grün bis Gelb und Rot, was auf verschiedene Temperaturen oder Aktivitäten im Herzgewebe hinweisen könnte.
Eine dreidimensionale Darstellung eines Herzens, hervorgehoben durch unterschiedliche Farben, die verschiedene Bereiche und möglicherweise deren Funktion oder Zustand darstellen. Die Farben reichen von Blau über Grün bis Gelb und Rot, was auf verschiedene Temperaturen oder Aktivitäten im Herzgewebe hinweisen könnte.

Digital twins of the heart enable patient-specific modeling and thus contribute to precision medicine for the treatment of heart failure.

Leitung

Prof. Dr.-Ing. Leonid Goubergrits

Head of Cardiovascular Modeling & Simulation

Dr. rer. med. Jan Brüning

Research Assistant

Ein Mann mit Brille und einem weißen Hemd lächelt in die Kamera. Der Hintergrund ist hell und einfach gestaltet.
Ein Mann mit langen, braunen Haaren und einer Brille trägt ein weißes Hemd. Er steht vor einem hellen, einfarbigen Hintergrund mit grafischen Mustern. Sein Gesichtsausdruck ist freundlich und neutral.
Ein Mann mit Brille und einem weißen Hemd lächelt in die Kamera. Der Hintergrund ist hell und einfach gestaltet.

Prof. Dr.-Ing. Leonid Goubergrits

Head of Cardiovascular Modeling & Simulation

Ein Mann mit langen, braunen Haaren und einer Brille trägt ein weißes Hemd. Er steht vor einem hellen, einfarbigen Hintergrund mit grafischen Mustern. Sein Gesichtsausdruck ist freundlich und neutral.

Dr. rer. med. Jan Brüning

Research Assistant

What would you like to do?

Commission Research

Our institute is working on innovative solutions in cardiovascular medicine. Let’s create something new together!

Work with us

Are you interested in contributing to one of our research topics and/or writing your dissertation on this subject? You can find further information here.

Connect with us

Interested in our research? Get in touch to collaborate and exchange ideas!