Masterarbeit: Modellierung der minimalinvasiven Schlaganfallbehandlung - dynamische Modellierung

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.

Ausschreibung für die Fachrichtungen wie z. B.: Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Mathematik, Mechatronik, Physik, Regelungstechnik, technische Informatik oder vergleichbare.

Schlaganfälle und andere Herzkreislauferkrankungen werden meist durch die endovaskuläre Therapie behandelt. Dabei werden dünne Drähte und Schläuche (Katheter) durch das Blutgefäßsystem zur Behandlungsstelle geführt und dort beispielsweise ein Gerinnsel entfernt oder ein Stent gesetzt. Die Ärzt*innen überwachen dabei Position und Bewegung der Katheter über das Fluoroskopiebild (live-Röntgenbild). Eine zusätzliche Nachbildung des mechanischen Zustands der Instrumente während des Eingriffs in einem digitalen Zwilling kann dabei helfen, solche Eingriffe schneller und sicherer zu machen, indem dieser Warnungen ausgibt, bevor Gefäße verletzt werden oder ideale Navigationsmanöver empfiehlt. Perspektivisch können die Eingriffe so auch automatisiert werden. Der mechanische Zustand und insbesondere die Kontaktkräfte zwischen Katheter und Gefäßwand können dabei aus der Verformung des Katheters, die auf dem Fluoroskopiebild sichtbar ist, ermittelt werden.
Eine Herausforderung ist noch basierend auf den ermittelten Kräften, die Kräfte und Verformung zum nächsten Zeitschritt zu prädizieren – eine Voraussetzung, um beispielsweise eine modellbasierte Regelung aufzubauen.

Was Sie bei uns tun

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methodik entwickelt werden, mit der die Veränderung der angreifenden Kontakte zur Gefäßwand durch Bewegen des Katheters, aus den zuvor gemessenen Kontaktkräften ermittelt werden kann.
Die Arbeit umfasst:

Ausgiebige Literaturrecherche und Konzeptentwicklung, Startpunkte z.B.:
- doi.org/10.1109/ICMA49215.2020.9233663
- doi.org/10.1109/OJEMB.2022.3233778
- doi.org/10.1109/TRO.2016.2624754
Implementierung des entwickelten Verfahrens
Aufbau und Durchführung geeigneter Test- und Validierungsversuche in Prüfstand oder Simulation
Dokumentation der Arbeitsergebnisse in Abschlussarbeit und Präsentation

Was Sie mitbringen

Sichere Grundkenntnisse in Mechanik, Mathematik und Regelungstechnik
Gute Programmierkenntnisse, idealerweise in Python
Selbstständige, gründliche und systematische Arbeitsweise
Spaß an angewandter Forschung und interdisziplinärer Arbeit
Abgeschlossenes Bachelorstudium in einem MINT-Fach oder abgeschlossener Schwerpunkt im Fachgebiet
Verhandlungssichere Deutsch- oder Englischkenntnisse, Grundkenntnisse in Deutsch

Was Sie erwarten können

Praxisnahe Forschung, die die Zukunft der Gesundheitsversorgung gestaltet
Interdisziplinäres, studentisch geprägtes Arbeitsumfeld mit enger Betreuung
Top ausgestattete Labore und moderner Forschungs-OP mit Angiographiesystem
Tischkickerturniere in der Mittagspause

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.

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Frau Jennifer Leppich
Recruiting
Tel. +49 711 970-1415

jennifer.leppich@ipa.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

www.ipa.fraunhofer.de

Kennziffer: 75155

Stellensegment: Cardiac, Healthcare

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