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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

Segmentation of Musculotendinous Structures of the Hip from 3D Imaging for Patient-Specific Individualization of Biomechanical Simulations

verfasst von : Christopher Fleischmann, David Scherb, Irina Leher, Alexander Wolf, Jörg Miehling, Sandro Wartzack, Stefan Sesselmann

Erschienen in: Human Interaction, Emerging Technologies and Future Applications III

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Due to a steady increase of total hip arthroplasty, biomechanical multibody simulations are moving more and more into focus. These simulations allow to calculate forces, moments and muscle activities in the human body and, thus, can help to improve surgery planning and outcomes. However, generic human body models based on anthropometric data are mostly used for these simulations. Since these models are not customized to patients, there is a need to adapt the models to the individual patient. Therefore, 3D models of bones are created by segmentation of CT and MRI scans and assigned different landmarks. This allows to define both, the shape and size of bones, in this case the femur, which leads to patient-specific adjustments of muscle attachment points. Also muscles can be segmented to determine important parameters such as muscle volume, allowing the definition of important simulation parameters, like the maximum isometric force or the tendon slack length of individual patients leading to customized models.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Eingartner, C.: Current trends in total hip arthroplasty. Ortop. Traumatol. Rehabil. 9(1), 8–14 (2007) Eingartner, C.: Current trends in total hip arthroplasty. Ortop. Traumatol. Rehabil. 9(1), 8–14 (2007)
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Zurück zum Zitat Scherb, D., Fleischmann, C.: Conceptual approach to estimate the musculoskeletal follow-ups of endoprosthetic hip replacements. In: CAMS-Knee OpenSim Workshop – Zürich (2020) Scherb, D., Fleischmann, C.: Conceptual approach to estimate the musculoskeletal follow-ups of endoprosthetic hip replacements. In: CAMS-Knee OpenSim Workshop – Zürich (2020)
7.
Zurück zum Zitat Sesselmann, S., Reinmuth, M., Tiefenböck, S., Strödick, N., Forst, R.: Retrospektiver Vergleich der Ergebnisse präoperativer Planung in der Hüftendoprothetik mittels 2D-bzw. 3D-Software – DKOU – Berlin (2017) Sesselmann, S., Reinmuth, M., Tiefenböck, S., Strödick, N., Forst, R.: Retrospektiver Vergleich der Ergebnisse präoperativer Planung in der Hüftendoprothetik mittels 2D-bzw. 3D-Software – DKOU – Berlin (2017)
Metadaten
Titel
Segmentation of Musculotendinous Structures of the Hip from 3D Imaging for Patient-Specific Individualization of Biomechanical Simulations
verfasst von
Christopher Fleischmann
David Scherb
Irina Leher
Alexander Wolf
Jörg Miehling
Sandro Wartzack
Stefan Sesselmann
Copyright-Jahr
2021
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-55307-4_50