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Modellierung und Optimierung von Korrekturmaßnahmen an menschlichen Extremitätenknochen

Ein Forschungsprojekt gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen .

Problemstellung

Das in den Jahren 2004 - 2007 behandelte Projekt basiert von medizinischer Seite her auf den vom wissenschaftlichen Kooperationspartner, Prof. Dr. med. Rainer Baumgart, und seiner Arbeitsgruppe am Zentrum für korrigierende und rekonstruktive Extremitätenchirurgie München (ZEM) erzielten Fortschritten bei der Korrektur angeborener oder posttraumatischer Beinfehlstellungen mittels voll implantierbarer Marknägel. Die dort entwickelte Technik ermöglicht eine äußerst patientenschonende Behandlung komplexer Achsen-, Längen- und Torsionsfehlstellungen. Die stete Weiterentwicklung des Distraktionssystems, einhergehend mit immer größeren Anforderungen an die Präzision der Korrekturen, erfordert eine Revision der bisherigen Planungslehre, die auf 2D-Röntgenaufnahmen basiert.

Im Laufe des Projektes wurden die mathematischen Grundlagen für eine präzise, teilautomatisierte Korrekturplanung auf der Basis von CT-Daten entwickelt. Dabei standen Fragen der Angewandten Geometrie und der Computational Convexity im Vordergrund. Die entsprechenden Erkenntnisse fanden Eingang in eine computergestützte 3D-Planungshilfe.

Poster

  • Problemstellung und Modellierung (pdf)
  • mathematische Behandlung und Software-Tool (pdf)

Mitarbeiter

Kooperationpartner

Zentrum für korrigierende und rekonstruktive Extremitätenchirurgie München (ZEM )
  • Prof. Dr. med. Rainer Baumgart
  • Dr. med. Peter H. Thaller

Förderung

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF ), Förderkennzeichen 03GRNGM1
  • Förderzeitraum: 2004 - 2007

Abschluss-Publikation

Research Unit M9


Department of Mathematics
Boltzmannstraße 3
85748 Garching b. München
Germany
phone:+49 89 289-16858
fax:+49 089 289-16859
sekretariat-m9ma.tum.de

Professors

Prof. Dr. Peter Gritzmann
Applied Geometry and Discrete Mathematics

Prof. Dr. Andreas S. Schulz
Mathematics of Operations Research
(affiliated member of M9)

Prof. Dr. Stefan Weltge
Discrete Mathematics

News

April 2018
Case Studies 2018: Save the date: Case Studies poster presentation on May 25th, 2018, final workshop on July 7th, 2018.