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Erstellung und Kopplung eines Blutfluss- und Temperaturmodels des menschlichen Gehirns

Erstellung und Kopplung eines Blutfluss- und Temperaturmodels des menschlichen Gehirns
Typ:Bachelor- oder Masterarbeit
Betreuer:

M.Sc. Yannick Lutz

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Motivation
In den industrialisierten Ländern ist der Schlaganfall die dritthäufigste Todesursache. Die Sterberate beim ischämischen Schlaganfall liegt bei ca. 25%, während 35-55% aller Patienten eine bleibende Behinderung zurückbehalten. Hypothermie ist eine vielversprechende Behandlungsmethode des Hirngewebes bei einer Blutunterversorgung. Das Ziel der Behandlung ist ein verringerter Metabolismus, um schwere Hirnschäden zu verhindern. Ein neuer Ansatz ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Blutkühlung in der Nähe des betroffenen Gefäßes in Kombination mit der Gefäßreperfusion. Hierfür ist die exakte Kontrolle der lokalen Hirntemperatur und der Kühlungsparameter notwendig. Leider ist eine selektive, genaue Messung der Temperatur in den betroffenen Hirnregionen mit einer intracranialen Sonde invasiv und bietet daher ein zusätzliches Verletzungsrisiko.

Aufgabenstellung
Am Institut für Biomedizinische Technik ist die Hauptaufgabe des Forschungsprojekts die Entwicklung und Modellierung eines Hirnmodells, welches die wichtigsten Blutgefäße des Hirns sowie das Parenchym enthält. Dabei gibt es für studentische Arbeiten mehrere Möglichkeiten. Die Anpassung und Erweiterung eines am Institut bestehenden Blutflussmodells ist eine Möglichkeit für eine studentische Arbeit. Hierzu gehört auch der Entwurf eines vereinfachten Userinterfaces zur Visualisierung und Gegenüberstellung von Modellergebnissen.
Eine weitere Arbeit ist die Integration von physiologischen Gewebereaktionen auf die induzierte Hypothermie in das Modell. Der Schwerpunkt liegt hier auf einer Recherche in der Literatur und der Realisierung und Evaluierung von Modellierungsansätzen.

Hinweise 

  • Vorkenntnisse in MATLAB sind erforderlich
  • Programmierkenntnisse in C++ und Simulink sind vorteilhaft
  • Die Arbeit beinhaltet praxisnahen Herausforderungen und soll einen relevanten Beitrag zur Entwicklung eines neuen Medizinprodukts liefern.