Institut für Biomedizinische Technik

Von segmentierten Daten zu einem Geometrie-Modell des menschlichen Herzens

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    Motivation
    Mathematische Modelle des Herzens erlauben eine quantitative Beschreibung von physiologischen und pathophysiologischen Zusammenhängen von Herz und Kreislauf. Diese können die Diagnose von Herzerkrankungen präzisieren, es können Therapieoptionen am virtuellen Herzen erprobt und innovative Systeme der Medizintechnik am mathematischen Modell optimiert werden.
    Die Simulation des menschlichen Herzschlages ist am IBT möglich. Hierfür wird das Geometrie-Modell des Herzens benötigt, das als Rechendomäne für die numerische Simulation dient. Solche Modelle basieren auf Bilddaten, die in einem bildgebendem Verfahren entstehen (Magnet-Resonanz-Tomographie, Ultraschall oder Computer-Tomographie). Es gibt Datensätze, die öffentlich verfügbar sind (z.B. auf www.cardiacatlas.org) und die segmentierten Herzgeometrien bereitstellen.

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    Links: Segmentierung des linken Ventrikel aus dem öffentlichen Datensatz (www.cardiacatlas.org).
    Rechts: Eingabegeometrie für unseren Simulator, dort ist der linke Ventrikel dunkelgrau markiert.

    Aufgabenstellung
    In diesem Praktikum soll aus einem öffentlichen Datensatz die Segmentierung und das dort vorhandene Modell so angepasst werden, dass es als Eingabegeometrie für unseren in-house geschriebenen Simulator (CardioMechanics) dienen kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit Simulationen der Herzdeformationen mit diesen Geometrie durchzuführen. Dabei können weitere Daten, die in diesen Datensätze vorhanden sind, verarbeitet werden, um die Simulationsergebnisse zu verbessern.

    Das Praktikum soll insgesamt 300 Arbeitsstunden (10 LP) umfassen und kann als Grundlage einer Bachelorarbeit dienen, die direkt im Anschluss erfolgen kann.

    Qualifikationen

    • Programmierkenntnisse in Matlab oder Python
    • Grundkenntnisse der Herzanatomie sind von Vorteil
    • Analytisches Denken und Kommunikationsfähigkeit