Muskuloskelettale Simulationen zur Vorhersage individueller Belastungen der Wirbelsäule und des Beckens

• Antragsteller: Professor Dr. Hendrik Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439742772

Auf der Grundlage unserer weltweit einzigartigen telemetrischen In-vivo-Messungen von Wirbelsäulen- und Hüftbelastungen haben wir validierte muskuloskelettale Modelle entwickelt. Mit diesen Modellen zielen wir darauf ab, die Wechselbeziehung zwischen den 2Ms, dem Alignement (Formgebung der Wirbelsäule und des Beckens = Morphologie) und den daraus resultierenden Wirbelsäulenbelastungen (=Mechanik) zu entschlüsseln. Darüber hinaus werden wir Personen mit und ohne Rückenschmerzen identifizieren, die einem hohen Risiko einer mechanischen Überlastung und somit dem Beginn (schmerzhafter) degenerativer Gewebeprozesse ausgesetzt sind. Wir stellen die Hypothesen auf, dass (1) die Form und Orientierung der Wirbelsäule und des Beckens physikalische Kräfte reguliert. (2) Diese Interaktion ändert sich im Alter, variiert zwischen den Geschlechtern und ist mit Schmerzen verbunden. Angesichts dieser Ergebnisse werden prädiktionsbasierte Algorithmen entwickelt, um Einschluss- und Ausschlusskriterien für eine angemessene Patientenauswahl vor einer Operation zu definieren. Der Einsatz solcher biomechanischer Analysen wird es uns ermöglichen, eine mechanische Argumentationsweise zu finden wie eine Wirbelsäulendegeneration entsteht, und von solchen zu unterscheiden, die nicht mit der Mechanik zusammenhängen. Mit einem derartigen Ansatz wollen wir strukturelle und formbezogene Merkmale identifizieren, die als klinische diagnostische Marker dienen und die Wirbelsäulenmorphologie, Belastungen, Gewebedehnungen und -anpassungen mit spezifischen Schmerzbeschreibungen des Patienten verknüpfen könnten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5177: Die Dynamik der Wirbelsäule: Mechanik, Morphologie und Bewegung für eine umfassende Diagnose von Rückenschmerzen
• Internationaler Bezug: Iran
• Mitverantwortliche: Professor Adamantios Arampatzis, Ph.D.; Dr. Stefan Zachow
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Navid Arjmand