Vibroakustische Nadel Navigation

Interdisziplinäre Erforschung Neuer Diagnoseverfahren

-VIBRONAV- (Vibroakustische Navigation)

Im Rahmen meines Projekt VIBRONAV beschäftige ich mich mit der Anwendung von vibroakustischen Signalen zur Analyse von Gewebeinteraktionen während minimalinvasiver Eingriffe. Dieses innovative Diagnoseverfahren hat das Potenzial, bildgebende Verfahren um Echtzeit-Diagnose- und Navigationshilfen zu erweitern und ist Teil eines umfassenden interdisziplinären Ansatzes, der neue medizinische Geräte und Technologien in den klinischen Alltag integriert.

Ein wichtiger Bestandteil meiner Arbeit ist die Untersuchung von vibroakustischen Signalen, die bei der Interaktion von Nadeln mit Gewebe entstehen. Zur besseren Erforschung dieser Signale arbeite ich auch mit Modelorganismen wie Manduca sexta, um die spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Gewebetypen und deren Übergänge zu verstehen. Diese Erkenntnisse sollen als Grundlage für die Entwicklung einer robusten, universellen Diagnosemethode dienen, die in Zukunft auf den Menschen übertragbar ist.

Neben der Forschung liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Transition von Forschungideen zu vermarktungsfähigen Produkten. Die internationale Zusammenarbeit mit Partneruniversitäten (University of Kraków), Industrie und Endanwendern ist hierbei entscheidend, um sicherzustellen, dass die entwickelten Methoden und Geräte einen praktischen Nutzen in der klinischen Praxis finden. Für mehr Informationen über unsere Partner: https://healthtech-innovation.agh.edu.pl/ .

Für Studierende aus den Bereichen Data Science, Data Analytics, Biologie, Bioinformatik oder medizinische Forschung biete ich spannende Themen für Praktika sowie Bachelor- und Masterarbeiten an, die technische und (bio)medizinischem Praxis vereinen. Gerne könnt Ihr aber auch mit eigenen Vorschlägen auf mich zukommen.

Feature Extraction von vibroakustischen Signalen

In diesem Projekt lernen Studierende, relevante Merkmale aus vibroakustischen Signalen zu extrahieren und diese mit Punktionsereignissen während minimalinvasiver Eingriffe in Beziehung zu setzen. Dabei kommen Datenanalysetechniken zum Einsatz, um Signalmuster zu identifizieren und zu validieren. Dieses Thema bietet die Möglichkeit, Datenanalyse in einem realen medizinischen Kontext anzuwenden und trägt zur Entwicklung von Verfahren bei, die zukünftig direkt im klinischen Alltag genutzt werden können.

Filtermethoden für vibroakustische Signalverarbeitung

Studierende erproben verschiedene Signalfiltermethoden, um Rauschen zu minimieren und relevante Signalmerkmale herauszuarbeiten. Das Ziel ist es, Datenqualität zu optimieren und relevante Ereignisse zuverlässig zu detektieren. Dieses Thema verbindet Signalverarbeitung und medizinische Technologie und ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von Diagnoseverfahren, die zukünftig in klinischen Settings zur Echtzeit-Navigation und -Diagnose eingesetzt werden sollen.

Aufnahme und Analyse vibroakustischer Signale zur Pulsbestimmung

In diesem Projekt nehmen Studierende selbstständig vibroakustische Signale während Punktionen auf und analysieren sie, um Pulsfrequenzen sowie die Lokalisierung von Blutgefäßen zu bestimmen. Durch den Einsatz von Datenanalyse-Methoden und Mustererkennung wird das Potenzial dieser Technologie zur nicht-invasiven Diagnose erforscht. Dieses Thema eignet sich besonders für datenaffine Medizindoktoranden, oder Biologiestudenten im Master, die Interesse an einer experimentellen Laborarbeit haben und die Entwicklung innovativer medizinischer Geräte und Verfahren sowie deren Anwendung im klinischen Alltag vorantreiben möchten.

Integration von Ultraschall zur Synchronisation mit vibroakustischer Datenaufnahme während der Punktion

In diesem Projekt werden Studierende daran arbeiten, Ultraschall- und vibroakustische Signale während minimalinvasiver Punktionen zu synchronisieren, um eine präzisere Beobachtung der Nadelbewegung im Gewebe zu ermöglichen. Ziel ist es, eine parallelisierte Datenaufnahme zu entwickeln, bei der das Ultraschallgerät und die vibroakustische Sensorik gleichzeitig arbeiten und miteinander kombiniert werden, um die Nadel in Echtzeit zu verfolgen. Studierende werden sich mit der Technik der Geräteanbindung und der Datenintegration beschäftigen, um die beiden Systeme zu synchronisieren und eine Aufnahme der Nadel im Gewebe zu gewährleisten. Diese Integration dient als Ground Truth, um die Nadelposition und -bewegung in Verbindung mit den vibroakustischen Signalen zu validieren und somit eine präzisere Steuerung und Navigation zu ermöglichen. Das Projekt verbindet Signalverarbeitung, Medizintechnik und Echtzeit-Datenanalyse.

Interesse geweckt?

Ich freue mich über Initiativbewerbungen von engagierten Praktikant*innen und Studierenden, die ihre Kenntnisse in unsere interdisziplinären Projekte einbringen und die einzigartige Gelegenheit nutzen möchten, in einem innovativen, klinisch orientierten Umfeld zu arbeiten. Bewerbungen mit Lebenslauf und einem kurzen Anschreiben bitte an: Katharina.Steeg@radiol.med.uni-giessen.de