3D photogrammetrische Erfassung von kraniellen Volumenänderungen durch Kraniosynostosenoperationen

Abstract

Bei dem Krankheitsbild der prämaturen Kraniosynostosen handelt es sich um ein selten vorkommendes klinisches Bild bei Patienten innerhalb des ersten Lebensjahres, welches zu einer zunehmenden Verformung des in diesem Zeitraum sehr stark wachsenden kindlichen Kopfes durch einen frühzeitigen Verschluss einer oder mehrerer Schädelnähte führt. Die Indikationsstellung zur chirurgischen Versorgung ist bislang ebenso wenig valide normiert wie die objektive Erfassung dessen, was durch eine dann durchgeführte chirurgische Schädelumformung resultiert. Eine neuartige Methode der Oberflächenuntersuchung steht nun auch im klinischen Alltag spezialisierter Zentren durch die dreidimensionale Photogrammetrie zur Verfügung. Hierbei wird es möglich, anhand einer multipositionellen Photographie ein genaues Abbild der Kopfform vor und nach einer Remodellations-Operation ohne Strahlenbelastung und artefaktanfällige anthropometrische Untersuchung eines (evtl. wehrhaften) Kindes zu generieren und dieses am Bildschirm und mit einer untersucherunabhängigen Software halbautomatisiert auszuwerten.Inhalt der hier vorliegenden Studie war es nun, 28 Kinder mit dem Krankheitsbild einer prämaturen Kraniosynostose jeweils prä- und postoperativ mit dieser photogrammetrischen Technik zu untersuchen und die durch den Eingriff stattgehabte Veränderung verschiedener kraniofazialer Indizes und Volumina zu erfassen und biometrisch auszuwerten. Das Patientengut setzte sich aus 8 Skaphozephali, 12 Trigonocephali und 8 synostotische Plagiocephali zusammen. Zeitunterschiede im Hinblick auf das Patientenalter zwischen den einzelnen Photoscans wurden durch eine statistische Kovarianzanalyse eliminiert. Das Fehlen von Vergleichsparametern machte eine Aussage zu Signifikanzunterschieden schwierig, allerdings konnten für alle Kinder Verbesserungstendenzen in den jeweils zur Verfügung stehenden und untersuchten Parametern (Cranial Index für Scaphocephali, anteriores Schädelvolumen für Trigonocephali und anteriore Symmetrie-Ratio für Plagiocephali) gezeigt werden. Damit steht mit der strahlungsfreien und nicht invasiven Methode der dreidimensionalen Photogrammetrie ein wertvolles klinisches Instrument zur Ersteinschätzung und Verlaufsbeobachtung synostotischer Schädeldeformitäten bei Säuglingen zur Verfügung. Mit dieser Arbeit wurde es erstmals möglich, Veränderungen, die im Bereich des Kraniums durch eine remodellierende chirurgische Maßnahme entstehen, objektiv festzuhalten, anthropometrisch und statistisch zu Zusammenfassung 86 untersuchen und letztlich anschaulich für Betroffene und deren Angehörige dreidimensional zu illustrieren. The clinical picture of a premature craniosynostosis is a rare occurrence in patients within the first year of life, which leads to an increased deformation, in this period very severe growing infantile head, due to an early closure of one or more sutures. The indication of a surgical treatment up to now is equally less valid normed as the objective acquisition of the outcome of a surgical cranium deformation.A novel method in the examination of the surface is now also available in everyday clinical specialist centres through the three dimensional (3D) photogrammetry. In this connection it is possible, based on a multi-positional photography, to generate an exact image of the shape of the head before and after remodelling surgery without radiation exposure and artifact-prone antroanthropom examination of an (possible defensive) infant and to semiautomatic analyse the image on the screen, using independent investigation software.Matter of this existent study was to examine 28 infants with symptoms of a premature craniosynostosis respectively pre and post surgery using photogrammetric techniques and to record and biometric analyse changes of craniofacial indices and volumes due to previous intervention. The sample consisted of 8 scaphocephaly, 12 trigonocephaly and 8 synostosis plagiocephaly patients. Time differences with regards to the age of the patients between the photo scans were eliminated using a statistical analysis of covariance. The lack of comparative parameters made a statement of significant differences difficult, however signs of improvement were evident in all infants and examined parameters (cranial index for scaphocephaly, anterior volume of the skull for trigonocephaly and anterior symmetry-ratio for plagiocephaly).Thus a radiation-free and non-invasive method of 3D photogrammetry for an initial assessment and observation of cranial deformities provides a valuable clinical tool. With this work it became possible for the first time to objective record changes of the cranium as a result of a remodelling surgical procedure, to anthropometric and statistical examine and finally to clearly illustrate in 3D for the persons concerned and their dependants.