Verbund

3DFoot - Datenbasierte 3D-Muskelmodellierung zur Optimierung der Operationsplanung orthopädischer Eingriffe am Fuß

Ziel des Verbundes 3DFoot ist die Untersuchung der Fußfunktion beim Gehen und die Übertragung dieses Wissens an die orthopädische Chirurgie zur Behandlung von Fußfehlfunktionen. Im Verbund soll ein detailliertes muskuloskelettales Fußmodell entwickelt werden, welches alle wesentlichen strukturellen und funktionalen Merkmale von Unterschenkel, Sprunggelenk und Fuß auch in seiner pathologischen Form beinhaltet und quantitative Vorhersagen von möglichen operativen Eingriffen erlaubt. Die Hauptziele von 3DFoot sind die Anwendung maschineller Lernalgorithmen auf drei-dimensionale Bewegungsdaten zur Charakterisierung der Fußfunktion und die Erfassung von objektiven Messdaten vor, während und nach einer Fußoperation. Des Weiteren wird ein verbessertes klinisches Protokoll für die Fußbeurteilung, die Operationsplanung und Ergebnisvorhersage verschiedener Eingriffsszenarien entwickelt.

Die neu erarbeitete Methode der erweiterten Bestimmung der Fuß(-fehl)-funktion durch optische 3D-Markererfassung und 3D-Ultraschall wird einen wichtigen Beitrag zur personalisierten Therapieplanung und individuellen Behandlung von Patientinnen und Patienten leisten. Neben der wissenschaftsimmanenten Verwertung (u. a. Publikationen) soll die entwickelte Methode zur Fußanalyse auch als ein diagnostisches Werkzeug in der Hochschulambulanz des Universitätsklinikums Heidelberg speziell zur Fußchirurgie eingesetzt und über Kostenträger im Gesundheitswesen finanziert werden. Im Hinblick auf eine breite Umsetzung sind mehrere transferrelevante Institutionen im Vorhaben eingebunden.

Der Verbund 3DFoot ist Teil der Förderinitiative „interdisziplinäre Forschungsverbünde zu muskuloskelettalen Erkrankungen“.

Teilprojekte

Abgeschlossen

Der Fuß als muskuloskelettales System aus klinisch-biomechanischer und chirurgischer Sicht

Förderkennzeichen: 01EC1907A
Gesamte Fördersumme: 605.085 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2024
Projektleitung: Prof. Dr. Sebastian Wolf
Adresse: Universität Heidelberg, Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Departm. Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie
Schlierbacher Landstr. 200 a
69118 Heidelberg

Der Fuß als muskuloskelettales System aus klinisch-biomechanischer und chirurgischer Sicht

Abgeschlossen

Simulationen muskuloskelettaler Systeme und Muskelmechanik

Förderkennzeichen: 01EC1907B
Gesamte Fördersumme: 430.655 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2024
Projektleitung: Prof. Oliver Röhrle
Adresse: Universität Stuttgart, Institut für Modellierung und Simulation Biochemischer Systeme
Pfaffenwaldring 5a
70569 Stuttgart

Simulationen muskuloskelettaler Systeme und Muskelmechanik

Abgeschlossen

Muskelmechanik in Bezug auf Bewegungseinschränkungen des Sprunggelenks – eine Intraoperative Betrachtungsweise

Förderkennzeichen: 01EC1907B
Gesamte Fördersumme: 421.108 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2024
Projektleitung: Dr. Filiz Ates
Adresse: Universität Stuttgart, Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
Pfaffenwaldring 27
70569 Stuttgart

Muskelmechanik in Bezug auf Bewegungseinschränkungen des Sprunggelenks – eine Intraoperative Betrachtungsweise

Abgeschlossen

Erstellung der Geometrie des muskuloskeletallen Systems

Förderkennzeichen: 01EC1907D
Gesamte Fördersumme: 488.431 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2024
Projektleitung: Dr.-Ing. Okan Avci
Adresse: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart

Erstellung der Geometrie des muskuloskeletallen Systems