Thema Bachelor-/Masterarbeit: FEM-Simulation der Ultraschall-Ausbreitung im Oberschenkel mit Hüftimplantat

Im Rahmen des Förderprojekts „UltraHip – Nicht-invasives Ultraschall-Messverfahren zur Frühdiagnostik der Lockerung bei Hüftprothesen“ (https://forschung.hs-coburg.de/forschungsprojekt/1030-ultrahip) entwickelt das Institut für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der HAW Coburg ein neuartiges Mess- und Signalverarbeitungsverfahren, um den Integrationszustand von Hüftprothesen auf Basis einer Ultraschall-Untersuchung zu bewerten. Ziel ist die frühzeitige Erkennung einer Hüftprothesenlockerung sowie die Erkennung pathologischer Veränderungen (z. B. Infektion/ Biofilm-Bildung zwischen Knochen und Prothese) durch quantitative Charakterisierung des Knochen-Implantat-Grenzbereichs.
In der Entwicklung und Erprobung des neuartigen Signalverarbeitungsverfahrens spielt die simulative
Datenerzeugung eine entscheidende Rolle. Dazu soll ein FEM-Simulationstool in COMSOL Multiphysics aufgebaut werden, welches die geometrischen und akustischen Eigenschaften von menschlichem Knochen, Weichgewebe und des Implantats möglichst realitätsnah nachbildet. Mithilfe des Modells soll die Ausbreitung von Ultraschall-Wellen bei verschiedenen Eigenschaften (z. B. verschiedenen Lockerungsstadien oder bei Vorliegen eines Biofilms) bewertet und die Funktionalität der entwickelten Signalverarbeitungsmethoden überprüft werden können. Optional kann auch eine experimentelle Validierung des Simulationsmodells anhand ausgewählter Gewebe-Ersatzmaterialien die Abschlussarbeit ergänzen.

Dein Anforderungsprofil:
• Laufendes Hochschulstudium in technischem oder naturwissenschaftlichem Fachgebiet (z. B. Simulation und Test, Maschinenbau, Physik)
• Grundkenntnisse in numerischen Simulationsmethoden
• Erste Erfahrungen im Umgang mit FEM-Simulationssoftware vorteilhaft
• Erste Erfahrungen in der Messdatenerfassung und -auswertung vorteilhaft
• Gute Programmierkenntnisse (insbesondere in Python) sind wünschenswert
• Interesse an den Bereichen Akustik und Medizintechnik
• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Bei Fragen zum Thema steht dir Herr Jan Lützelberger (jan.luetzelberger@hs-coburg.de, 09561 317-
8116) zur Verfügung. Deine Bewerbungsunterlagen (Lebenslauf, Anschreiben, aktuelles Notenblatt, Abschlusszeugnis(se)) übersende bitte ebenfalls direkt an Herrn Jan Lützelberger