Lutz Pauli im Gespräch

  Portraitaufnahme von Dr. Lutz Paulli Urheberrecht: © Dr. Lutz Pauli

Über Lutz Pauli

Lutz Pauli studierte von 2006 bis 2011 Computational Engineering Science, kurz CES, an der RWTH Aachen. CES ist zwischen den Disziplinen Maschinenbau, Mathematik und Informatik angesiedelt, wodurch er früh in den Kontakt mit interdisziplinären Denkweisen kam.

Während seiner Promotion am Lehrstuhl für computergestützte Analyse technischer Systeme, kurz CATS, erweiterte er diese Denkweisen um medizinische Aspekte. Hier beschäftigte er sich mit der Modellierung und Entwicklung von Simulationsmethoden für das Strömungsverhalten von Blut in Medizinprodukten.

Seit Abschluss seiner Promotion im Jahr 2016 steht er dem Lehrstuhl CATS als Post-Doc zur Verfügung. Dabei leitet er die Struktureinheit „Modellierung“ im Profilbereich Computational Science and Engineering, kurz CompSE, und wird in Zukunft als Junior-Nachwuchsgruppenleiter auch die Graduiertenschule AICES unterstützen.

 

Woran forschen Sie zurzeit, und in welchem Kontext ist Ihre Forschung von Bedeutung?

Allgemein beschäftige ich mich mit der Entwicklung von Softwarewerkzeugen für die Simulation von Blutströmungen. Im Gegensatz zu traditionellen Ingenieursdisziplinen, wie zum Beispiel der Luft- und Raumfahrttechnik, gibt es in diesem Bereich noch sehr hohen Bedarf, maßgeschneiderte Modellierungs- und Berechnungsansätze zu entwickeln, denen in der Praxis vertraut werden kann. Zum Beispiel entwickeln wir am Lehrstuhl für computergestützte Analyse technischer Systeme, kurz CATS, ein neues Simulationsmodell zur Abschätzung von Blutschädigung in Medizinprodukten. Dieses Modell kommt unter anderem bei der Entwicklung von Herzunterstützungssystemen – das sind kleine implantierbare Blutpumpen für chronisch herzkranke Patienten – zum Einsatz.

Was hat zu Ihrem Aufenthalt an der Stanford University (beziehungsweise Ihrer dortigen Gastinstitution, dem Cardiovascular Biomechanics Computation Lab, CBCL) geführt?

Meine Forschungsanwendungen waren bisher im Bereich der Entwicklung von Medizinprodukten angesiedelt. Bei Professorin Marsden am CBCL in Stanford werden patientenspezifische Simulationen der Blutströmung durchgeführt. Ziel ist es, chirurgische Verfahren in der Kinderheilkunde besser zu planen beziehungsweise methodisch zu verbessern. Für mich birgt die Idee, Simulationsverfahren in chirurgische Prozesse einzubinden, sehr viel Potential, weswegen ich mich auf diesem Gebiet gerne weiterbilden wollte. Dank des Theodore-von-Kármán-Fellowships hatte ich die finanziellen Mittel, dies in die Tat umzusetzen.

Was haben Sie während des Forschungsaufenthaltes genau gemacht und welche sind die wichtigsten greifbaren Resultate Ihres Forschungsaufenthalts?

Zum einen war es mein Ziel, die Softwarewerkzeuge des CBCL kennen zu lernen. Es wird dort eine Software entwickelt, mit der die Blutgefäße eines Patienten aus CT- oder MRT-Bildern segmentiert werden können, um anschließend die Blutströmung in den Gefäßen zu simulieren. Diese Software steht mir jetzt für zukünftige Projekte zur Verfügung. Zum anderen habe ich mich, als Spezialist für Blutschädigungssimulationen, sehr intensiv mit einem neuartigen Chirurgieverfahren beschäftigt, das am CBCL erforscht wird. Dabei geht es um die Auslegung eines Shunts bei Patienten mit Einkammerherz, die nach der sogenannten Glenn-Operation unter lokalem Bluthochdruck leiden. Ein Shunt ist hierbei eine künstliche Verbindung vom Kreislaufsystem des Körpers zum Kreislaufsystem der Lungen. Dazu habe ich für verschiedene Shuntgeometrien Blutschädigungsabschätzungen durchgeführt, um zu untersuchen, welche Geometrien das Blut am wenigsten schädigen.

Wie sehen Ihre Pläne für die weitere Zusammenarbeit aus?

Am Ende meines Aufenthaltes hatten wir viele Ideen für die zukünftige Zusammenarbeit. Für eine erste Kollaboration beantragen wir gerade ein Projekt zusammen mit einer Firma aus Aachen, die ein neues Herzunterstützungssystem entwickelt. Dabei soll die Blutströmung im Herzen in Verbindung mit einer implantierten Blutpumpe computergestützt analysiert werden. Falls das Projekt gefördert wird, werden wir vom CBCL bei der Strömungsberechnung des Herzens unterstützt.

Gibt es Ihrer Meinung nach etwas, das man an deutschen Universitäten von Hochschulen in den USA lernen kann und umgekehrt?

Bemerkenswert in Stanford und speziell im CBCL fand ich den Grad an Interdisziplinarität, der dort gelebt wird. Zum Beispiel gab es monatliche Treffen mit Kardiologen der Universitätsklinik, in denen der Fortschritt verschiedener Forschungsprojekte diskutiert wurde. Die Offenheit, mit der beide Seiten (Ingenieure und Mediziner) miteinander kommunizierten, hat mich beeindruckt.
Interdisziplinäre Forschung ist auch eine Stärke der RWTH. Aber die Offenheit dafür, diese Interdisziplinarität zu leben, könnte sicherlich noch zunehmen. Dazu müssen aber auch Hürden abgebaut werden.
Deutlich besser gefällt mir an deutschen Universitäten der freie Zugang zur Bildung. Natürlich hat Stanford durch seine immensen Studiengebühren auch höheres Kapital, um in Forschung und Bildung zu investieren. Aber ich persönlich hätte im amerikanischen System wohl nicht die gleichen Bildungschancen bekommen, wie ich sie im deutschen System erfahren durfte.

Können Sie für diesen Aufenthalt ein Highlight, ein Erlebnis oder einen Moment nennen, der Ihnen besonders in Erinnerung geblieben ist?

Besonders in Erinnerung geblieben ist mir der Moment, als ich auf der kardiologischen Intensivstation der Kinderklinik eine kleine Patientin besuchen durfte, die mit einem Herzfehler auf die Welt gekommen ist. Die Patientin wurde mit einer künstlichen Blutpumpe versorgt, die aufgrund der Größe extrakorporal – also außerhalb des Körpers – geführt wird. Dieses System ist das einzige, das in den USA für Kinder zugelassen ist. Auf der einen Seite war ich begeistert, dass diese Systeme auf dem Markt sind, Kinder am Leben halten und ihnen sogar einen kleinen Teil von Alltag zurückgeben können. Auf der anderen Seite war ich enttäuscht, dass wir nicht in der Lage sind, noch bessere Systeme anzubieten. Dieses Erlebnis war sicherlich kein Highlight, aber ein Moment, der einem viel Motivation für zukünftige Forschungsprojekte gibt.

An dieser Stelle möchte ich mich noch einmal herzlich bei Professorin Marsden für das Ermöglichen und die Zeit während des Aufenthaltes bedanken. Genauso bedanke ich mich bei Professor Behr, der mich während des Aufenthaltes von Institutsaufgaben freigestellt hat.

Herr Dr. Pauli, herzlichen Dank für diese Informationen!