Masterarbeit: KI gestützte Unterstützung der OP Planung in der MKG Chirurgie

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

In Kooperation mit UKSH Lübeck bietet das Fraunhofer IMTE die Möglichkeit einer Abschlussarbeit an der Schnittstelle von Medizin, KI und 3D Bildverarbeitung. Ziel ist es, Planungsprozesse in der Mund, Kiefer, Gesichtschirurgie durch KI zu unterstützen – vom CT Scan bis hin zu Vorschlägen für operative Schritte und Hilfsmittel.

Kontext und Thema: Aus CT Daten entsteht ein unterstützter, reproduzierbarer OP Plan (z. B. Schnittführung, Implantatwahl und -positionierung, Schnitt /Bohrschablonen). Als erster Baustein wird ein Verfahren entwickelt, das relevante planare Strukturen (z. B. potenzielle Schnittebenen) in kraniofazialen CT Daten automatisch erkennt. Diese Labels dienen als Grundlage für nachgelagerte Modelle und Workflows.

Ziel der Arbeit: Du entwickelst und bewertest einen prototypischen Ansatz zur automatischen Erkennung planarer Strukturen in CT Daten (DICOM). Der Fokus liegt auf einem robusten, effizienten Proof of Concept, der unlabeled Datensätze automatisiert annotieren kann und so Trainingsdaten für überwachte ML Verfahren bereitstellt. Optional kann die Einbindung von VR Ansichten und POC Prototyping (z. B. Schablonen) adressiert werden.

Was Sie bei uns tun

Literaturrecherche: Stand der Technik zu 3D‑Bildverarbeitung und KI‑Unterstützung in der chirurgischen Planung
Datengrundlage: Aufsetzen eines schlanken Pipelines für CT‑Daten (prä‑/postoperativ); bei Bedarf Nutzung synthetischer Daten als Ergänzung
Methodik (PoC): Implementation und Vergleich eines algorithmischen und eines ML‑basierten Ansatzes für die Erkennung planarer Strukturen
Evaluation: Beurteilung von Genauigkeit, Robustheit und Laufzeit in einem realistischen, aber überschaubaren Setting
Transfer: Ableitung, wie die erzeugten Labels in eine nachgelagerte Planungs‑/ML‑Pipeline eingebunden werden können
Dokumentation und Ergebnisdiskussion

Was Sie mitbringen

Studium: Medizintechnik, Informatik, Data Science, Elektrotechnik, Mathematik, Physik oder vergleichbar
Tech-Stack
- Python (3.x), sauberes und performantes Code-Design;
- NumPy, SciPy, pandas
- 3D-Bildverarbeitung: SimpleITK/ITK, scikit-image
Nice to have
- DICOM-Handling
- Geometrieverarbeitung: Open3D, RANSAC
- Deep Learning: PyTorch (oder TensorFlow), 3D-CNN/UNet
Arbeitsweise: eigenständig, strukturiert, qualitätsorientiert; teamfähig und kommunikationsstark in Deutsch oder Englisch

Was Sie erwarten können

Eine offene, inklusive und innovative Arbeitsatmosphäre in einem interdisziplinären Team mit flachen Hierarchien, in den gegenseitige Wertschätzung aktiv gelebt werden
Ein Arbeitsumfeld, in der Teamarbeit, Kreativität und eigenverantwortliches Handeln geschätzt und gefördert werden
Großer Gestaltungsspielraum und die Möglichkeit, unsere junge Einrichtung kreativ und nachhaltig mitzugestalten
Familienfreundliche Arbeitskultur mit flexiblen Arbeitsbedingungen (flexible Arbeitszeitmodelle, orts- und zeitflexibles Arbeiten)
Zugang zu barrierefreien Arbeitsplätzen und technischen Hilfsmitteln sowie individuelle Unterstützung zur Integration ins Arbeitsumfeld (Ergonomische Arbeitsplätze, auf Wunsch mit spezieller Sonderausstattung, elektrische Eingangstüren, Fahrstuhl für barrierefreie Zugänglichkeit, behindertengerechtes WC sowie ein Ruheraum zur Erholung)

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann bewerben Sie sich jetzt online mit Ihren aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Sie kennenzulernen!

Bei Fragen zur Stellenausschreibung wenden Sie sich gerne an:

Roman Leonov

Wissenschaftlicher Mitarbeiter Therapie

Telefon +49 451 384448-329
Mönkhofer Weg 239a, 23562 Lübeck, Germany

Bei Fragen zur Barrierefreiheit und baulichen Ausstattungen wenden Sie sich gerne an:

Frank Müller

Gesamtschwerbehindertenvertretung

E-Mail frank.mueller@item.fraunhofer.de

Nikolai-Fuchs-Straße 1, 30625 Hannover, Germany

Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik IMTE

www.imte.fraunhofer.de

Kennziffer: 81078 Bewerbungsfrist:

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