Description
Description (EN): Our society is facing enormous demographic change, resulting in an increase in the prevalence of diseases typical of the older population. Due to the trend of making the night of life more active, new prevention, treatment and rehabilitation algorithms are needed to maintain or improve the quality of life. Until now, research has focused mainly on large joint replacement, the shoulder complex has not been addressed to the same extent to date. This leads to the fact that the biomechanics of the shoulder joint are only disproportionately depicted. From this, treatments based only on the experience of the attending physician and not on scientific facts.
With the help of digital human models based on individual movement and individual muscle forces, biomechanics can be adequately mapped. The main objective of this project is to derive new prevention, treatment and rehabilitation algorithms based on validated models of patient-specific studies and thus to place them on a scientifically sound basis. The proposed project thus integrates into the context of individualised medicine and has great potential to improve the quality of life of older citizens, athletes and specialists with shoulder pathologies. The results of the requested project can also be translated into other fields of application, such as the planning of orthopaedic interventions and ergonomic workplace design. In the programme area, around 900,000 will be on the Bavarian and Czech sides. The project objectives can only be achieved by all partners in joint cooperation, as the expertise complement each other in an optimal way. The NTC (CZ) has created an in-house model of the shoulder complex, which still has to be validated as part of the project requested. The FAV (CZ) and the LBM (DE) perform these measurements together and share the essential measurement sensors for this purpose. The validated sub-model of the shoulder is then integrated by the LBM (DE) into a model of the upper body as well as a simulation environment for digital human models and prepares to be able to process data from the following clinical trial. The medical partner (ARTOS GP, DE) provides the data and patients necessary for the clinical trial, as well as the medical expertise.
The project creates new administrative, technical and scientific cooperations with great potential for new cooperation projects (e.g. H2020). The requested project creates a new expertise in the region and its partners, which additionally counteracts the migration of young scientists from the region.
Read more Description (CS): Naše společnost čelí významným demografickým změnám. Se stárnoucí populací narůstá i počet onemocnění typických pro tento věk. Současně si stárnoucí populace snaží zachovat zdravý, aktivní životní styl, což přímo volá po nových přístupech v ortopedii – při prevenci, léčbě a rehabilitaci. Doposud se výzkum zaměřoval zejména na dolní končetiny, a to kolenní či kyčelní klouby. Ramenní pletenec je z biomechanického pohledu stále málo prozkoumaný. Tudíž i léčba patologií má v tomto směru velké rezervy a je založena spíše na zkušenostech lékařů a fyzioterapeutů nežli na vědeckých výsledcích.
Zde nachází uplatnění počítačové modelování lidského těla založené na biomechanických výpočtech navíc propojené se snímáním pohybů a nervosvalové aktivity pacientů. Hlavním cílem projektu je navrhnout nový postup pro diagnostiku, léčbu a následnou rehabilitaci patologií ramenního kloubu. Optimální léčebný postup pro daného pacienta bude vyhodnocen na základě simulací s biomechanickým modelem člověka přizpůsobeným na míru pacientovi. To je příklad perzonalizovaného lékařství, které se stává stále víc vyhledávaným. Tento přístup léčby napomůže ke zkvalitnění života nejen stárnoucí populaci, ale i manuálně pracujícím či sportovcům majícím potíže s ramenním kloubem. Navržené postupy budou snadno přenositelné i do jiných oblastí ortopedie, najdou uplatnění při plánování chirurgických zákroků nebo v ergonomii při navrhování pracovního prostředí. Dopady projektu se budou týkat cca 900 000 lidí na bavorské a české straně. Hlavní cíl projektu se skládá z několika dílčích cílů, které mohou být splněny pouze zapojením všech partnerů. NTC vyvinulo vlastní propracovaný model ramenního komplexu, který je třeba validovat pomocí měření vybraných pohybů spojených s EMG měřeními svalů a MRI snímků. FAV spolu s OTH zajistí tato měření, FAV navíc vyvine poloautomatický nástroj pro zpracování MRI snímků. Validovaný model bude implementován za asistence OTH do modelu horní části lidského těla s podrobným modelem hrudní páteře, který je součástí prostředí pro virtuální simulace lidského těla. S celým modelem budou nadále prováděny simulace vybraných pohybů na základě měření jak zdravých jedinců, tak pacientů s patologiemi ramene. Další partner (ARTOS GP, DE) připraví nezbytná data a pacienty pro klinické studie a umožní lékařské expertízy.
Díky projektu vznikne nová administrativní, technická a vědecká spolupráce s velkým potenciálem pro spolupráci v nových projektech (např. H2020). Projekt navíc pomůže zvýšit odbornost zapojených výzkumných institucí, která se tak stanou více atraktivní pro nové absolventy univerzit a zabrání tak jejich odlivu z příhraničních regionů do hlavních měst či do zahraničí.
Read more Description (DE): Unsere Gesellschaft steht einem enormen demografischen Wandel gegenüber, was einen Anstieg der Prävalenz von Krankheitsbildern typisch für die ältere Bevölkerung zur Folge hat. Bedingt durch den Trend den Lebensabend aktiver zu gestalten, werden neue Präventions-, Behandlungs- und Rehabilittationsalgorithmen nötig, um die Lebensqualität zu erhalten oder zu verbessern. Die Forschung hat sich bis jetzt vor allem auf den Großgelenkersatz konzentriert, der Schulterkomplex wurde bis dato nicht im gleichen Maße adressiert. Dies führt dazu das die Biomechanik des Schultergelenk bis jetzt nur unverhältnismäßig abgebildet wird. Daraus folgern Behandlungen die nur auf der Erfahrung des behandelnden Arztes basieren und nicht auf wissenschaftlichen Fakten.
Mit Hilfe von digitalen Menschmodellen die auf der individuellen Bewegung und den individuellen Muskelkräften basieren, kann die Biomechanik adäquat abgebildet werden. Das Hauptziel dieses Projektes ist es, neue Präventions-, Behandlungs- und Rehabilitationsalgorithmen basierend auf zu validierenden Modellen von patientenindividuellen Studien abzuleiten und damit auf eine wissenschaftlich fundierte Basis zu stellen. Das beantragte Projekt gliedert sich damit in den Kontext der individualisierten Medizin ein, und birgt großes Potential die Lebensqualität der älteren Mitbürger, von Sportlern und Fachkräften mit Schulterpathologien zu verbessern. Die Ergebnisse des beantragten Projektes lassen sich auch in andere Anwendungsgebiete, wie z.B. die Planung von orthopädischen Interventionen sowie das ergonomisches Arbeitsplatzdesign übersetzen. Im Programmgebiet werden so auf bayerischer und tschechischer Seite ca. 900.
000. Menschen adressiert.Die Projektziele können nur von allen Partner in gemeinsamer Kooperation erreicht werden, da sich die Expertisen in optimaler Weise gegenseitig ergänzen. Das NTC (CZ) hat ein hausinternes Modell des Schulterkomplexes erstellt, welches noch im Rahmen des beantragten Projektes validiert werden muss. Das FAV (CZ) und das LBM (DE) führen diese Messungen im Schulterschluss durch und teilen die hierzu essentielle Messsensorik. Das validierte Sub-Modell der Schulter wird dann vom LBM (DE) in ein Modell des Oberkörpers sowie eine Simulationsumgebung für digitale Menschmodelle integriert und vorbereitet, Daten aus der folgenden klinischen Studie verarbeiten zu können. Der medizinische Partner (ARTOS GP, DE) stellt die für die klinische Studie notwendigen Daten und Patienten, sowie die medizinische Expertise zur Verfügung.
Durch das Projekt ergeben sich neue administrative, technische und wissenschaftliche Kooperationen, mit großem Potential für neue Kooperationsprojekte (z.B. H2020). Das beantragte Projekt schafft eine neue Expertise in der Region und den Partnern, was zusätzlich der Abwanderung von jungen Wissenschaftlern aus der Region entgegen wirkt.
Read more
Website: http://www.by-cz.eu
Expected Results (CS): Podíl organizačních jednotek zapojených do společných činností v oblasti výzkumu a inovací
Expected Results (DE): Anteil von Organisationseinheiten, die in gemeinsame F&I-Tätigkeiten eingebunden sind
Expected Outputs (CS): 1) Založení přeshraničního konsorcia složeného z projektových partnerů (nastavení společných administrativních, vědeckých a technických postupů)
2) Nové postupy pro prevenci, léčbu a rehabilitaci patologií ramenního pletence odpovídající na výzvu demografických změn ve společnosti a zlepšení kvality života pacienta. (všichni partneři)
3) Validovaný a verifikovaný model ramenního pletence, který bude schopen věrně reprodukovat libovolné pohyby. (NTC- CZ)
4) Virtuální model horní poloviny lidského těla včetně propracované hrudní páteře a ramenního pletence. Model bude schopen libovolných pohybů podložených stabilními biomechanickými výpočty. (LBM-DE)
5) Optimalizační algoritmus využívající svalovou aktivitu pro biomechanické výpočty ramenního pletence (LBM-DE)
6) Nástroj pro zpracování lékařských snímků (MRI) zobrazujících anatomii pacienta a umožňující její kvantifikaci (FAV-CZ)
7) Průběžná diseminace během projektu: účast na vybraných mezinárodních konferencích a hostování mezinárodního sympózia na téma modelování lidského těla. Publikování v impaktovaných časopisech.
8) Založení regionálního Česko-bavorského centra modelování lidského těla.
Díky projektu naroste počet odborníků zapojených do přeshraniční spolupráce.
Read more Expected Outputs (DE): 1) Einrichtung eines grenzübergreifenden Konsortium zwischen den Projektpartnern (Einrichtung von administrativen, wissenschaftlichen und technischen Kooperationsprozessen)
2) Neue Präventions- Behandlungs- und Rehabilitationsalgorithmen für Pathologien des Schulterkomplexes, die die Herausforderungen des demografischen Wandels bekämpfen und die Lebensqualität des Patienten verbessern (Alle Partner)
3) Ein validiertes und verifiziertes Modell des Schulterkomplexes. (CZ - NTC)
4) Ein virtuelles Modell des Oberkörpers - einschließlich Brustwirbelsäule und Schulter - das beliebige Bewegungen ausführen und dessen Biomechanik zuverlässig berechnet werden kann. (DE - LBM)
5) Ein Optimierungsalgorithmus, der gemessene Muskelaktivität für biomechanische Berechnungen des Schulterkomplexes verwenden kann. (DE - LBM)
6) Medizinische Bildverarbeitungswerkzeuge, die patientenspezifische Anatomie auf quantitativer Basis extrahieren können (CZ - FAV)
7) Kontinuierliche Dissemination während der Projektlaufzeit: Teilnahme an relevanten internationalen Konferenzen und Ausrichtung eines internationalen Symposiums zum Thema “digitale Menschmodelle”; Publikation von Artikeln in peer-reviewed Journalen mit hohem Impact Faktor.
8) Gründung eines “Tschechisch-Bayerischen Zentrums für digitale Menschmodelle”.
Durch das Projekt wird die Zahl an Personen, die an grenzübergreifender Kooperation beteiligt sind, erhöht.
Read more
Thematic information
Specific Objective:
Strengthening cross border R&I activities
Thematic Objective:
(01) strengthening research, technological development and innovation by:
Investment Priority:
(01a) enhancing research and innovation (R&I) infrastructure and capacities to develop R&I excellence, and promoting centres of competence, in particular those of European interest