Anthropometrische Datenerhebung mittels 3D-Ganzkörperscan bei idiopathischer Skoliose

Zusammenfassung

Einleitung: Ein neues Laserscan-Verfahren zur 3D-Ganzkörperoberflächenvermessung bei Skoliose wird vorgestellt. Es wird untersucht, ob mittels einer automatischen Dateninterpretation die Erhebung anthropometrischer Parameter ausreichend reproduzierbar ist. Material und Methode: Es wurden 32 Patienten (Altersdurchschnitt 15,3 Jahre, 25 Mädchen und 7 Jungen) mit idiopathischer Skoliose (Cobb-Winkel 11 bis 72 Grad) untersucht. Die Ganzkörpererfassung erfolgt über einen 3D-Laser-Scanner. Der Patient steht in einer Messzelle. In einer Messzeit von 15 Sekunden wird die Körperoberfläche durch Laserstrahlen und vier Kameras erfasst. Die Messwerte werden zu digitalen 3D-Modellen umgerechnet. Die Tiefenauflösung liegt bei etwa 1 mm. Mittels automatischer Dateninterpretation wurden definierte anthropometrische Parameter berechnet. Bei jedem Patienten erfolgte eine Wiederholungsmessung. Ergebnisse: Von allen Patienten wurde ein digitales 3D-Modell mit hoher Oberflächengenauigkeit erhalten. Die skoliosetypischen Rumpfasymmetrien waren am virtuellen Modell sichtbar. Bei der automatischen Dateninterpretation lag die mittlere Abweichung der Wiederholungsmessungen zwischen 0,23 und 0,71 cm. Die Reproduzierbarkeit war abhängig von der Art der anthropometrischen Parameter. Klinische Relevanz: Das Laserscan-Verfahren ermöglicht eine schnelle, berührungslose und genaue 3D-Ganzkörperoberflächenvermessung bei Skoliose. Die automatische Berechnung zeigte für die meisten anthropometrischer Parameter eine ausreichend genaue Reproduzierbarkeit.

Abstract

Purpose: A new, non-invasive method of 3D-measurement is presented which allows the spatial recording of the entire body surface in scoliotic deformities. The application of the system is examined to raise automatically anthropometric data of patients with scoliosis. Method: 32 patients with idiopathic scoliosis were examined (average age 15.3 years, 25 girls and 7 boys, Cobb angles between 11 and 72 degrees). The whole body recording is carried out with a 3D laser scanner. During the measuring process the patient is standing in a frame. Within the measuring time of 15 seconds the body surface is registered by lasers and four cameras. The measured values are converted to a digital 3D model. The resolution is up to 1 mm. On the digital 3D model an automatic calculation of defined anthropometric parameters were carried out. Each patient was measured twice. Results: In all patients a virtual 3D model with a high surface accuracy was obtained. Was the model the typical body asymmetries in scoliotic deformities were visible. The automatic calculation shows a mean deviation of the second measurements between 0.23 and 0.71 cm. The reproducibility depended on the type of the measured parameters. Conclusions: The laser scanning system allows a rapid, touchless and accurate 3D measurement of the whole body in scoliotic deformities. To determine anthropometric parameters the reproducibility of the automatic calculation is sufficient in most parameters.

Schlüsselwörter

Oberflächenvermessung - Skoliose - Laser-Scanner - anthropometrische Daten

Key words

Surface measurement - scoliosis - laser scan - anthropometric data

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