@article{ZachowHeppt2015, author = {Zachow, Stefan and Heppt, Werner}, title = {The Facial Profile}, volume = {31}, journal = {Facial Plastic Surgery}, number = {5}, doi = {10.1055/s-0035-1566132}, pages = {419 -- 420}, year = {2015}, abstract = {Facial appearance in our societies is often associated with notions of attractiveness, juvenileness, beauty, success, and so forth. Hence, the role of facial plastic surgery is highly interrelated to a patient's desire to feature many of these positively connoted attributes, which of course, are subject of different cultural perceptions or social trends. To judge about somebody's facial appearance, appropriate quantitative measures as well as methods to obtain and compare individual facial features are required. This special issue on facial profile is intended to provide an overview on how facial characteristics are surgically managed in an interdisciplinary way based on experience, instrumentation, and modern technology to obtain an aesthetic facial appearance with harmonious facial proportions. The facial profile will be discussed within the context of facial aesthetics. Latest concepts for capturing facial morphology in high speed and impressive detail are presented for quantitative analysis of even subtle changes, aging effects, or facial expressions. In addition, the perception of facial profiles is evaluated based on eye tracking technology.}, language = {en} } @article{ZahnGrotjohannRammetal.2015, author = {Zahn, Robert and Grotjohann, Sarah and Ramm, Heiko and Zachow, Stefan and Putzier, Michael and Perka, Carsten and Tohtz, Stephan}, title = {Pelvic tilt compensates for increased acetabular anteversion}, volume = {40}, journal = {International Orthopaedics}, number = {8}, doi = {10.1007/s00264-015-2949-6}, pages = {1571 -- 1575}, year = {2015}, abstract = {Pelvic tilt determines functional orientation of the acetabulum. In this study, we investigated the interaction of pelvic tilt and functional acetabular anteversion (AA) in supine position.}, language = {en} } @article{ZahnGrotjohannRammetal.2016, author = {Zahn, Robert and Grotjohann, Sarah and Ramm, Heiko and Zachow, Stefan and Pumberger, Matthias and Putzier, Michael and Perka, Carsten and Tohtz, Stephan}, title = {Influence of pelvic tilt on functional acetabular orientation}, volume = {25}, journal = {Technology and Health Care}, number = {3}, publisher = {IOS Press}, doi = {10.3233/THC-161281}, pages = {557 -- 565}, year = {2016}, language = {en} } @article{LemanisKornZachowetal.2016, author = {Lemanis, Robert and Korn, Dieter and Zachow, Stefan and Rybacki, Erik and Hoffmann, Ren{\´e}}, title = {The Evolution and Development of Cephalopod Chambers and Their Shape}, volume = {11}, journal = {PLOS ONE}, number = {3}, doi = {10.1371/journal.pone.0151404}, year = {2016}, abstract = {The Ammonoidea is a group of extinct cephalopods ideal to study evolution through deep time. The evolution of the planispiral shell and complexly folded septa in ammonoids has been thought to have increased the functional surface area of the chambers permitting enhanced metabolic functions such as: chamber emptying, rate of mineralization and increased growth rates throughout ontogeny. Using nano-computed tomography and synchrotron radiation based micro-computed tomography, we present the first study of ontogenetic changes in surface area to volume ratios in the phragmocone chambers of several phylogenetically distant ammonoids and extant cephalopods. Contrary to the initial hypothesis, ammonoids do not possess a persistently high relative chamber surface area. Instead, the functional surface area of the chambers is higher in earliest ontogeny when compared to Spirula spirula. The higher the functional surface area the quicker the potential emptying rate of the chamber; quicker chamber emptying rates would theoretically permit faster growth. This is supported by the persistently higher siphuncular surface area to chamber volume ratio we collected for the ammonite Amauroceras sp. compared to either S. spirula or nautilids. We demonstrate that the curvature of the surface of the chamber increases with greater septal complexity increasing the potential refilling rates. We further show a unique relationship between ammonoid chamber shape and size that does not exist in S. spirula or nautilids. This view of chamber function also has implications for the evolution of the internal shell of coleoids, relating this event to the decoupling of soft-body growth and shell growth.}, language = {en} } @misc{JoachimskyAmbellanZachow2017, author = {Joachimsky, Robert and Ambellan, Felix and Zachow, Stefan}, title = {Computerassistierte Auswahl und Platzierung von interpositionalen Spacern zur Behandlung fr{\"u}her Gonarthrose}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-66064}, year = {2017}, abstract = {Degenerative Gelenkerkrankungen, wie die Osteoarthrose, sind ein h{\"a}ufiges Krankheitsbild unter {\"a}lteren Erwachsenen. Hierbei verringert sich u.a. der Gelenkspalt aufgrund degenerierten Knorpels oder gesch{\"a}digter Menisci. Ein in den Gelenkspalt eingebrachter interpositionaler Spacer soll die mit der Osteoarthrose einhergehende verringerte Gelenkkontaktfl{\"a}che erh{\"o}hen und so der teilweise oder vollst{\"a}ndige Gelenkersatz hinausgez{\"o}gert oder vermieden werden. In dieser Arbeit pr{\"a}sentieren wir eine Planungssoftware f{\"u}r die Auswahl und Positionierung eines interpositionalen Spacers am Patientenmodell. Auf einer MRT-basierten Bildsegmentierung aufbauend erfolgt eine geometrische Rekonstruktion der 3D-Anatomie des Kniegelenks. Anhand dieser wird der Gelenkspalt bestimmt, sowie ein Spacer ausgew{\"a}hlt und algorithmisch vorpositioniert. Die Positionierung des Spacers ist durch den Benutzer jederzeit interaktiv anpassbar. F{\"u}r jede Positionierung eines Spacers wird ein Fitness-Wert zur Knieanatomie des jeweiligen Patienten berechnet und den Nutzern R{\"u}ckmeldung hinsichtlich Passgenauigkeit gegeben. Die Software unterst{\"u}tzt somit als Entscheidungshilfe die behandelnden {\"A}rzte bei der patientenspezifischen Spacerauswahl.}, language = {de} } @misc{HegeMerzkyZachow2000, author = {Hege, Hans-Christian and Merzky, Andre and Zachow, Stefan}, title = {Distributed Visualization with OpenGL Vizserver: Practical Experiences}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-5992}, number = {00-31}, year = {2000}, abstract = {The increasing demand for distributed solutions in computing technology does not stop when it comes to visualization techniques. However, the capabilities of todays applications to perform remote rendering are limited by historical design legacys. Especially the popular X11 protokoll, which has been proven to be extremely flexible and usefull for remote 2D graphics applications, breaks down for the case of remote 3D rendering. In this white paper, we give a short overview of generic remote rendering technologies available today, and compare their performance to the recently released vizserver by SGI: a network extension to the SGI OpenGL rendering engines.}, language = {en} } @misc{KoberSaderZeilhoferetal.2001, author = {Kober, Cornelia and Sader, Robert and Zeilhofer, Hans-Florian and Prohaska, Steffen and Zachow, Stefan and Deuflhard, Peter}, title = {Anisotrope Materialmodellierung f{\"u}r den menschlichen Unterkiefer}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-6574}, number = {01-31}, year = {2001}, abstract = {Im Rahmen der biomechanischen Simulation kn{\"o}cherner Organe ist die Frage nach einer befriedigenden Materialbeschreibung nach wie vor ungel{\"o}st. Computertomographische Datens{\"a}tze liefern eine r{\"a}umliche Verteilung der (R{\"o}ntgen-)Dichte und erm{\"o}glichen damit eine gute Darstellung der individuellen Geometrie. Weiter k{\"o}nnen die verschiedenen Materialbestandteile des Knochens, Spongiosa und Kortikalis, voneinander getrennt werden. Aber die richtungsab{\"a}ngige Information der Materialanisotropie ist verloren. In dieser Arbeit wird ein Ansatz f{\"u}r eine anisotrope Materialbeschreibung vorgestellt, die es erm{\"o}glicht, den Einfluss der individuellen kn{\"o}chernen Struktur auf das makroskopische Materialverhalten abzusch{\"a}tzen.}, language = {de} } @phdthesis{Zachow2005, author = {Zachow, Stefan}, title = {Computergest{\"u}tzte 3D Osteotomieplanung in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie unter Ber{\"u}cksichtigung der r{\"a}umlichen Weichgewebeanordnung}, isbn = {3899631986}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10432}, year = {2005}, abstract = {In der Arbeit wird die computergest{\"u}tzte Planung von chirurgisch gesetzten Knochenfrakturen bzw. Knochenschnitten (sogenannten Osteotomien) an dreidimensionalen, computergrafischen Sch{\"a}delmodellen, sowie die Umpositionierung separierter kn{\"o}cherner Segmente im Kontext der rekonstruktiven MKG-Chirurgie behandelt. Durch die 3D Modellierung und Visualisierung anatomischer Strukturen, sowie der 3D Osteotomie- und Umstellungsplanung unter Einbeziehung der resultierenden Weichgewebedeformation wird den Chirurgen ein Werkzeug an die Hand gegeben, mit dem eine Therapieplanung am Computer durchgef{\"u}hrt und diese in Hinblick auf Funktion und {\"A}sthetik bewertet werden kann. Unterschiedliche Strategien k{\"o}nnen dabei erprobt und in ihrer Auswirkung erfasst werden. Dazu wird ein methodischer Ansatz vorgestellt, der zum einen die chirurgische Planung im Vergleich zu existierenden Ans{\"a}tzen deutlich verbessert und zum anderen eine robuste Weichgewebeprognose, durch den Einsatz geeigneter Planungsmodelle und eines physikalisch basierten Weichgewebemodells unter Nutzung numerischer L{\"o}sungsverfahren in die Planung integriert. Die Visualisierung der Planungsergebnisse erlaubt sowohl eine anschauliche und {\"u}berzeugende, pr{\"a}operative Patientenaufkl{\"a}rung, als auch die Demonstration m{\"o}glicher Vorgehensweisen und deren Auswirkungen f{\"u}r die chirurgische Ausbildung. Ferner erg{\"a}nzen die Planungsdaten die Falldokumentation und liefern einen Beitrag zur Qualit{\"a}tssicherung. Die Arbeit ist in sieben Kapitel gegliedert und wie folgt strukturiert: Zuerst wird die medizinische Aufgabenstellung bei der chirurgischen Rekonstruktion von Knochenfehlbildungen und -fehlstellungen in der kraniofazialen Chirurgie sowie die daraus resultierenden Anforderungen an die Therapieplanung beschrieben. Anschließend folgt ein umfassender {\"U}berblick {\"u}ber entsprechende Vorarbeiten zur computergest{\"u}tzten Planung knochenverlagernder Operationen und eine kritische Bestandsaufnahme der noch vorhandenen Defizite. Nach der Vorstellung des eigenen Planungsansatzes wird die Generierung individueller, qualitativ hochwertiger 3D Planungsmodelle aus tomografischen Bilddaten beschrieben, die den Anforderungen an eine intuitive, 3D Planung von Umstellungsosteotomien entsprechen und eine Simulation der daraus resultierenden Weichgewebedeformation mittels der Finite-Elemente Methode (FEM) erm{\"o}glichen. Die Methoden der 3D Schnittplanung an computergrafischen Modellen werden analysiert und eine 3D Osteotomieplanung an polygonalen Sch{\"a}delmodellen entwickelt, die es erm{\"o}glicht, intuitiv durch Definition von Schnittlinien am 3D Knochenmodell, eine den chirurgischen Anforderungen entsprechende Schnittplanung unter Ber{\"u}cksichtigung von Risikostrukturen durchzuf{\"u}hren. Separierte Knochensegmente lassen sich im Anschluss interaktiv umpositionieren und die resultierende Gesamtanordnung hinsichtlich einer funktionellen Rehabilitation bewerten. Aufgrund des in dieser Arbeit gew{\"a}hlten, physikalisch basierten Modellierungsansatzes kann unter Ber{\"u}cksichtigung des gesamten Weichgewebevolumens aus der Knochenverlagerung direkt die resultierende Gesichtsform berechnet werden. Dies wird anhand von 13 exemplarischen Fallstudien anschaulich demonstriert, wobei die Prognosequalit{\"a}t mittels postoperativer Fotografien und postoperativer CT-Daten {\"u}berpr{\"u}ft und belegt wird. Die Arbeit wird mit einem Ausblick auf erweiterte Modellierungsans{\"a}tze und einem Konzept f{\"u}r eine integrierte, klinisch einsetzbare Planungsumgebung abgeschlossen.}, language = {de} } @misc{ZachowZilskeHege2007, author = {Zachow, Stefan and Zilske, Michael and Hege, Hans-Christian}, title = {3D reconstruction of individual anatomy from medical image data: Segmentation and geometry processing}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10440}, number = {07-41}, year = {2007}, abstract = {For medical diagnosis, visualization, and model-based therapy planning three-dimensional geometric reconstructions of individual anatomical structures are often indispensable. Computer-assisted, model-based planning procedures typically cover specific modifications of "virtual anatomy" as well as numeric simulations of associated phenomena, like e.g. mechanical loads, fluid dynamics, or diffusion processes, in order to evaluate a potential therapeutic outcome. Since internal anatomical structures cannot be measured optically or mechanically in vivo, three-dimensional reconstruction of tomographic image data remains the method of choice. In this work the process chain of individual anatomy reconstruction is described which consists of segmentation of medical image data, geometrical reconstruction of all relevant tissue interfaces, up to the generation of geometric approximations (boundary surfaces and volumetric meshes) of three-dimensional anatomy being suited for finite element analysis. All results presented herein are generated with amira ® - a highly interactive software system for 3D data analysis, visualization and geometry reconstruction.}, language = {en} } @misc{GreweZachow2021, author = {Grewe, C. Martin and Zachow, Stefan}, title = {Release of the FexMM for the Open Virtual Mirror Framework}, doi = {10.12752/8532}, year = {2021}, abstract = {THIS MODEL IS FOR NON-COMMERCIAL RESEARCH PURPOSES. ONLY MEMBERS OF UNIVERSITIES OR NON-COMMERCIAL RESEARCH INSTITUTES ARE ELIGIBLE TO APPLY. 1. Download, fill, and sign the form available from: https://media.githubusercontent.com/media/mgrewe/ovmf/main/data/fexmm_license_agreement.pdf 2. Send the signed form to: fexmm@zib.de NOTE: Use an official email address of your institution for the request.}, language = {en} }