Dokument: Volumetrie der Schulterregion - Entwicklung eines optoelektronischen Messprotokolls

Titel:Volumetrie der Schulterregion - Entwicklung eines optoelektronischen Messprotokolls
Weiterer Titel:Volumetry of the shoulder region - Development of an optoelectronic measurement protocol
URL für Lesezeichen:https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=70128
URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20250715-125320-4
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Scherer, Sebastian Josef [Autor]
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Dateien vom 08.07.2025 / geändert 08.07.2025
Beitragende: Gehrmann, Sebastian Viktor [Gutachter]
Dizdar, Levent [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:Schwellungen der Schulterregion werden in der klinischen Behandlung häufig beobachtet und können bei akuten Verletzungen, chronischen Pathologien, aber auch postoperativ auftreten. Bisher existiert keine klinische Methode zur Quantifizierung des Volumens der Schulter, daher können klinische Verläufe lediglich subjektiv ein-geschätzt werden, obwohl diese Verläufe Therapieentscheidungen bedingen können. Ebenso ist in der aktuellen Literatur gezeigt worden, dass die Bestimmung von Schwellungszuständen an anderen Körperregionen der Extremitäten, wie dem Handgelenk oder dem Kniegelenk, zu klinisch relevanten Ergebnissen führt. Die Studienhypothese ist, dass die zu entwickelnde Methode präzise, reproduzierbar und praktikabel das Volumen der Schulterregion erfassen kann. Es wird mit dieser Arbeit ein Messprotokoll erzeugt, um klinisch anwendbar eine Volumenbestimmung der Schulterregion am Menschen durchzuführen. Die Erfassung des Schultervolumens beinhaltet die Datenregistrierung mithilfe einer lasergestützten 3D-Kamera (Fa. Artec, Mod. Eva) und die Datenverarbeitung durch 3D-Programme (Fa. Artec Studio Professional©, 3D Systems Geomagic Freeform©) zur Erzeugung einer virtuellen Oberfläche der Schulterregion mit vorher festgelegten anatomischen Land-marken. Die Methode wird auf Inter- und Intraobservervariabilität überprüft und mithilfe von Phantommessungen sowie Messungen an gesunden Probanden optimiert. Die Ergebnisse der Messreihen werden anschließend statistisch deskriptiv ausge-wertet. Die Volumina des Prüfphantoms lagen bei 2,24 Litern, die der Probanden im Mittel bei 1,95 Litern. In Messungen konnte das Volumen der Schulter mit einer Varianz ± 0,00 bis 0,3 Litern, entsprechend einem Unterschied von ± 1,15 % bis 5,24 %, bestimmt werden. Es zeigt sich außerdem eine niedrige Variabilität der Messreihen am Phantom unter verschiedenen Untersuchern, aber eine höhere Variabilität zu unterschiedlichen Messzeitpunkten bei Verwendung verschiedener Schnittmasken am Probanden. Die Schnittmasken weichen, gesehen über alle Messzeitpunkte, bis zu 0,4 Litern voneinander ab. Durch die Methode ist es nun erstmals möglich, im klinischen Umfeld die Volumetrie der Schulterregion nichtinvasiv zur Beurteilung von Schwellungen zu verwenden und Behandlungsergebnisse im Verlauf zu objektivieren. Durch die Modularität des gewählten Ansatzes werden auch zukünftige, weiterentwickelte Registrierverfahren ermöglicht. Klinisch sind Anwendungen in verschiedenen Fachdisziplinen wie der Orthopädie und Unfallchirurgie, der Allgemein-, Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie sowie der Plastischen Chirurgie denkbar.

Swelling of the shoulder region is frequently observed in clinical treatment and can occur in acute injuries, chronic pathologies, but also postoperatively. To date, there is no clinical method for quantifying the volume of the shoulder, so clinical progressions can only be assessed subjectively, although these progressions can inform treatment decisions. It has also been shown in the current literature that the determination of swelling conditions in other body regions of the extremities, such as the wrist or knee joint, leads to clinically relevant results. The hypothesis of the study is that the method to be developed can measure the volume of the shoulder region in a precise, reproducible and practicable manner. This work creates a measurement protocol for clinically applicable volume determination of the shoulder region in humans. The acquisition of the shoulder volume includes data registration using a laser-based 3D camera (Artec, Mod. Eva) and data processing using 3D programs (Artec Studio Professional©, 3D Systems Geomagic Freeform©) to generate a virtual surface of the shoulder region with previously defined anatomical landmarks. The method is tested for inter and intraobserver variability and optimized using phantom measurements and measurements on healthy subjects. The results of the series of measurements are then analysed statistically and descriptively. The volumes of the test phantom were 2.24 litres, those of the test subjects on average 1.95 litres. In measurements, the volume of the shoulder could be determined with a variance of ± 0.00 to 0.3 litres, corresponding to a difference of ± 1.15 % to 5.24 %. There is also a low variability of the measurement series on the phantom under different examiners, but a higher variability at different measurement times when using different cutting masks on the test subject. The cutting masks deviate from each other by up to 0.4 litres across all measurement times. The method now makes it possible for the first time to use non-invasive volumetry of the shoulder region in a clinical setting to assess swelling and objectify treatment results over the course of treatment. The modularity of the chosen approach also enables future, more advanced registration procedures. Clinical applications are conceivable in various specialist disciplines such as orthopaedics and trauma surgery, general surgery, oral and maxillofacial surgery and plastic surgery.
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Bezug:2021-2025
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:15.07.2025
Dateien geändert am:15.07.2025
Promotionsantrag am:02.04.2025
Datum der Promotion:03.07.2025
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