Marlene L. hat Herzrhythmusstörungen. Dann rast ihr Puls wie verrückt, die Brust schmerzt, manchmal wird der 72-jährigen Münchnerin schwindelig. "Vor vier Jahren", erzählt sie, "ich war gerade beim Orthopäden, bin ich zusammengebrochen." In der Klinik stellte man Vorhofflimmern fest. Bei dieser Störung  wird der Vorhof des Herzens übermäßig stimuliert, der Kammerrhythmus gerät aus dem Takt, der Puls wird unregelmäßig.

Vorhofflimmern ist nicht akut lebensgefährlich, langfristig kann es jedoch verstärkt zu Blutgerinnseln und Schlaganfällen kommen. Marlene L. schluckt täglich einen Medikamentencocktail, um die Pulsfrequenz zu normalisieren und das Blut zu verdünnen. An Vorhoffflimmern, der häufigsten Form von Herzrhythmusstörungen, leiden in Deutschland rund 800.000 Menschen. "Die Tendenz ist zunehmend, da die Menschen immer älter und damit anfälliger werden", sagt Olaf Dössel, Leiter des Instituts für Biomedizinische Technik an der Uni Karlsruhe.

Dössel ist auch Präsident des Weltkongresses für Medizintechnik, der derzeit in München zusammengekommen ist. Rund 3000 Experten aus mehr als 100 Ländern diskutieren über Implantate aus körpereigenem Gewebe, über schonende Bestrahlung von Tumoren mit Protonen und Ionen aus Sauerstoff oder Kohlenstoff, über Telemedizin oder die Simulation von Operationen. Dazu muss man immer genauer in den Körper blicken können. Neue Methoden der Bildgebung, Computer- und Magnetresonanztomografie oder Ultraschall machen es möglich.

"Der Schlüssel dazu ist die Mathematik", sagt Dössel. In Karlsruhe hat er sich aufs Herz spezialisiert, nachdem er in der Medizintechnik-Industrie das Gehirn erforscht hatte. "Mich faszinieren die elektrischen Signale, mit denen der Körper seine Funktionen steuert", sagt der Physiker. Diese Zusammenhänge möchte Dössel verstehen, er möchte sie in mathematische Formeln gießen und so Körperfunktionen berechenbar machen.

Zunächst einmal sollen medizinische Eingriffe planbar, kontrollierbar und somit effektiver werden, etwa beim Vorhofflimmern. Zur Diagnose dient das EKG, das Unregelmäßigkeiten bei den elektrischen Aktivitäten des Herzmuskels anzeigt. Oft sind detaillierte Untersuchungen mit einem Herzkatheter notwendig. Dabei wird ein Kabel mit Messelektroden eingeführt, um die elektrischen Spannungen im Herzen zu messen. Zur Therapie dient es, wenn über den Katheter durch Erhitzung kleine Narben gesetzt werden, um die fehlgeleiteten Stromkreise zu unterbrechen und das Flimmern zu beenden.

"Die Erfolgsquote ist leider nicht zufrieden stellend", sagt Dössel. Mathematik könne hier helfen. Und so arbeitet er mit seinem Karlsruher Team daran, die Vorgänge im Herzen mit Gleichungen zu erfassen und per Computer zu modellieren. Die Forscher basteln an einem virtuellen Herzen, an dem sich unterschiedliche Therapien ausprobieren lassen.

Doch die Simulation des Herzens ist nicht leicht. Schließlich ist hier einiges in Bewegung. Das Herz zieht sich zusammen und entspannt sich, Blut strömt herein und hinaus. So ist es noch nicht einmal zehn Jahre her, dass die ersten genauen Bilder vom schlagenden Herzen gemacht wurden. "Ultraschall war ungenau, doch mittlerweile liefern Computer- und Magnetresonanztomografie hervorragende Ergebnisse", sagt Dössel. Er spricht von "dreidimensionalen Movies" des schlagenden Herzens. Bis in dem verwaschenen Grau in Grau der Originalaufnahmen die Organe und deren Strukturen sichtbar wurden, war viel Rechenkunst und raffinierte Software notwendig.