Virtual Osteoporotic Pelvic Fracture (VOPF)

Projekt-Titel

Virtual Osteoporotic Pelvic Fracture (VOPF) – Etablierung einer virtuellen biomechanischen Simulationskette zur verbesserten Versorgung von osteoporotischen Beckenfrakturen unter Berücksichtigung der ligamentären, muskulären und ossären Eigenschaften des geriatrischen Patienten

Ansprechpartner

• PD Dr. med.Thomas Mendel, Projektleiter
  Stellv. Chefarzt der Klinik für Unfall- und Wiederher­stellungs­chirurgie | Leitender Arzt des Funktionsbereiches Allgemeine, Becken- und Wirbelsäulen­traumatologie
  Tel.: 0345 132 - 66 32 
  E-Mail: VOPF-Studie[at]bergmannstrost.de 
• Dr. med. Friederike Klauke
  Assistenzärztin und Wiss. Mitarbeiterin der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie | Ärztin des Funktionsbereiches Allgemeine, Becken- und Wirbelsäulentraumatologie
  Tel.: 0345 132 - 78 14 
  ​​E-Mail: VOPF-Studie[at]bergmannstrost.de 

Partner

• BG Klinikum Bergmannstrost Halle
  -  Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie 
  -  Institut für Radiologie und Neuroradiologie
  -  Therapie / Bereich Physiotherapie
• Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS)

Förderer

• Europäischer Fonds für regionale Entwicklung
• Investitionsbank Sachsen-Anhalt

Ausgangslage

Heute nimmt die Mehrheit der Beckenfrakturen die 7. und 8. Dekade des Lebens ein und begründet sich auf einer im Alter abnehmenden Knochenqualität (Osteopenie/Osteoporose), sodass Bagatelltraumata ausreichen, um einen Bruch des Beckens zu verursachen.  Es wird aktuell eine Inzidenz dieser Insuffizienz­frakturen des Os sacrum von 446/100.000 Frauen bzw. von 37/100.000 Personen ausgegangen, Tendenz zunehmend. Zu über 90% ist das weibliche Geschlecht in vorrangig postmenopausaler Phase betroffen (Cotty et al. 1989; Davies et al. 1988; Grasland et al. 1996).
Derzeit gibt es keinen einheitlichen Konsens zur Versorgung dieser Frakturen. Gerade in unserer stark alternden Bevölkerung in Sachsen-Anhalt ist eine suffiziente Versorgung von immenser Bedeutung. Um die biomechanische Wertigkeit einzelner OP-Methoden und Implantate zu ermitteln, ist die Entwicklung eines virtuellen Modells des osteoporotischen Beckens unter Berücksichtigung der geriatrischen Bänder-, Muskel- und Knocheneigenschaften nötig.
Bisherige Modelle berück­sich­tigen dies nicht und sind somit für die methodische Evaluierung von Behandlungsoptionen ungeeignet.

Ziel

Ziel des Vorhabens ist es daher erstmalig eine relevante Versor­gungsdienstleistung in Form eines Virtuellen-OP (App) für osteoporotische Beckenfrakturen von geriatrischen Patienten anbieten zu können, die eine mittelfristige Überlebenswahrschein­lichkeit mit Erhaltung der Selbständigkeit gewährleistet.

Methode

Die Finite-Elemente-Modelle haben sich bereits seit langen im Bereich der Medizintechnik und Biomechanik stark etabliert. Ziel des Modells ist eine vollständige Beschreibung von Knochen­eigenschaften und Spannungsfeldern in Knochenstrukturen, die mittels dreidimensionaler Simulationen durch FEM-Anwendungen geliefert werden. Für die Erstellung von eigenen exemplarischen Bilddatensätzen werden dreidimensionale radiologische Daten wie Computertomographie (CT), µCT und Magnetresonanztherapie (MRT) genutzt, um Auskunft über die Geometrie und die innere Struktur des Knochens sowie die Geometrie des umgebenden Weichgewebes genutzt. Diese Datensätze werden in FE-Simulationen implementiert, dabei sollen Algorithmen entwickelt werden, welche Bilddaten und FE-Netze einlesen und Material­eigenschaften abgeleitet werden können. Patientenspezifische Modelle sollen zukünftig Chirurgen als Entscheidungshilfe bei der Wahl der idealen Rekonstruktionstechnik dienen.

Laufzeit

01.10.2020 – 30.04.2022