Der Thorax im Alter Anthropometrische Veränderungen Anja Wagner 1, Therese Fuchs 1, Andre Eggers 2, Steffen Peldschus 1,3

Ähnliche Dokumente
Modellierung der veränderlichen Gewebeeigenschaften: Knochen und Knorpel im Brustbereich

ORTHOLUTIONS. Klinische statische Maße. Gut sichtbar markieren:

Klimawandel in Hessen Wie wir Klimaprojektionen nutzen können. Prof Dr. Klaus Hanewald Leiter Fachzentrum Klimawandel. Gliederung

Open Book Verletzungen des Beckenrings

Segmentierung und Datenapproximation von Laserscanneraufnahmen mittels statistischer Methoden

Grundlagen der optischen Geometrievermessung und deren Anwendungen

Zahlen und Fakten zur Rede von Dr. Paul Becker, Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes

Klimawandel in Deutschland: Was wissen wir und worauf fußen diese Erkenntnisse? Dr. Thomas Deutschländer Deutscher Wetterdienst.

Verteidigung der Diplomarbeit. Mathias Magdowski

Simulationsmodell zur Unterstützung der Risikokommunikation in der Krebsepidemiologie Gärtig-Daugs A, Radespiel-Tröger M, Meyer M

HELIOS Klinikum Emil von Behring

So viel wie möglich Extremwertaufgaben aus Geometrie

Bachelorarbeit Camilla Philipp FS 2014

Der Human Development Index. Entwicklungsregionen der Erde

Veränderungen der Hydrodynamik in der westliche Ostsee

Schematische Darstellung der horizontalen Referenzlinien bei lateralen Fernröntgenaufnahmen.

Ist Winkelstabilität in jedem Fall vorteilhaft? Eine biomechanische Untersuchung an der distalen Fibula.

Scene Reconstruction with Multiple View Geometry

Lehrforschungsprojekt Webpräsentation zur Hausarbeit

C5 kortikal C6 kortikal C5 trabekulär C6 trabekulär. Grafik 1: BMD, x = Präparate nach Nummern,y = BMD in mg CaHA/ml

Tabelle 1: Altersverteilung der Patienten (n = 42) in Jahren

11. Symposium Energieinnovation. Die Wasserkraftnutzung in Österreich bei Klimaänderungen

Heckaufprallversuche mit Autoscootern

Multivariate Statistik

Maßhaltigkeitsoptimierung bei der Blechumformung für hochfeste Stähle mit LS-DYNA und HyperWorks

Projektarbeit. Projektarbeit. Angewandte Methoden zur Beurteilung der Materialeigenschaften von Bauholz

Niels Bandick Annett Martin Christine Müller-Graf

GLOWA-ELBE Abschlusskonferenz 15./16. März 2004 in Potsdam

Qualitätssicherung ingenieurgeodätischer Prozesse im Bauwesen

Klima-Vortragsreihe Meeresspiegelanstieg und Sturmfluten an

Leitthema: Klima und Wetter, langfristige Trends und kurzzeitige Fluktuationen

Validierung von Messmethoden. Validierung von Messmethoden

Olaf Nollmeyer. 30 Minuten für. einen freien Rücken

Programmieren mit Statistischer Software - Simulationen -

Gliederung. Körpergrundformen - Grundbegriffe Körpermodelle und netze

Lungenfunktion/Spirometrie in der Praxis - Durchführung und Interpretation

Aktive Sensoren: Kontextbasierte Filterung von Merkmalen zur modellbasierten Segmentierung

Klinikpfade in der Thoraxchirurgie: Evidenzbasierte Datenlage. Dr. med. Ulrich Ronellenfitsch Universitätsklinikum Mannheim, Chirurgische Klinik

Palpation der Schulter

Datenauswertung. Inhalt der Übung. Durchführung (eigentliche Messungen) Übungen Biomechanik WS 15/16. Datenerfassung

Lokalisierung von inneren und äußeren Grenzen in Sensornetzwerken

Rekonstruktion von Gletscher-Höhenmodellen

Schulcurriculum Mathematik Kursstufe November 2011

J. Wulff, Südwestsächsisches Tumorzentrum Zwickau e.v.

Validierung eines Fragebogens zur Selbsteinschätzung des Parodontitisrisikos

Lioba Markl-Hummel (Autor) Multikriterielle Entscheidungsunterstützung für kommunale Klimaschutzmaßnahmen

Neue Klimaszenarien für Deutschland:

Nichtlineare Widerstände

Mathematik Curriculum Kursstufe

Stabilitätsprüfung projizierter Referenzpunkte für die Erfassung großvolumiger Messobjekte

Unternehmensgründungen in Dortmund: Bedeutung und Arbeitsplatzeffekte für den Wirtschaftsstandort Dortmund

Tabelle 11: AgNOR- und Zellparameter aller benignen Tumoren

Analysis of Crash Simulation Data using Spectral Embedding with Histogram Distances

ALGEBRA Der Lösungsweg muss klar ersichtlich sein Schreiben Sie Ihre Lösungswege direkt auf diese Aufgabenblätter

Teil 2: Kurven und Flächen. Kurven und Flächen. Kurven. Parametrische Objekte. Kurven: 1D-Objekte Flächen: 2D-Objekte, basierend auf Kurven

Determinanten des Milchpreisniveaus: Einfluss von Innovation und Wertschöpfungstiefe

Probabilistische HCF-Untersuchung von Verdichterschaufeln"

Einsatz der Bildverarbeitung bei der Auswertung. von AFM-Daten. Fachgebiet Graphische Datenverarbeitung / TU-Ilmenau. PD Dr.-Ing. habil. K.-H.

Offene Masterarbeitsthemen der AG Geothermie am LS Hydrogeologie

1) Warum ist die Lage einer Verteilung für das Ergebnis einer statistischen Analyse von Bedeutung?

Effizienz & Gütekriterien

Biomechanik der Wirbelsäule Wichtige Bausteine der Wirbelsäule Anatomie B 09

Improving the Accuracy of GPS

Zyklostratigraphie des Unteren Buntsandsteins in der Hessischen Senke anhand einer numerischen Analyse von Gamma-Ray-Logs

Palpation Rumpf /Thorax

IMPROVE XT arbeitet in gleicher Weise für Dreiecks-Netze wie für Tetraeder-Netze

Schwachstellensuche. Qualitätsüberwachung im Netz durch Klassifizierung des HADES One-Way-Delays. Dr. Stephan Kraft, Birgit König, Martin

SKOLIOSESYSTEM. Innovative Fertigung für individuelle Versorgungen. Servicefertigung neu gedacht BESTELLOPTIONEN

Globale und regionale Klimaänderungen durch den Menschen im 21. Jahrhundert

H 2 S-Freisetzung im Mastschweinestall mit Slalomsystem während des Gülleaufrührens

Ein kritischer Blick auf die Determinanten einer Behandlung nach 64 StGB nicht nur der Patient beeinflusst das Outcome

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik im Dienstleistungsbereich

Klimaszenarien für Österreich womit müssen wir rechnen?

Standardisierte Vorgehensweisen und Regeln zur Gewährleistung von: Eindeutigkeit Schlussfolgerungen aus empirischen Befunden sind nur dann zwingend

3D-Scan bei der DB Systemtechnik

Soziale Unterschiede in der Lebenserwartung

Landau-Theorie der Phasenumwandlung von Membranen

Demografische Entwicklung und mögliche ökonomische Folgen. Überlegungen

Approximationsverfahren für die Kurvendarstellung

Dekubitusprophylaxe Wie viel Dokumentation wird benötigt? Thomas Petzold Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden Berlin, den 30.

Geschlechts- und altersspezifische Unterschiede bei der beruflichen Strahlenexposition in der Röntgendiagnostik

Tomosynthese. Dipl.-Ing. A. Sommer. Referenzzentrum für Mammographie am Universitätsklinikum Münster

F435. 3D-Geometrie von Druckfedern

Arbeitspaket 2.2 Definition einer einheitlichen gemeinsamen Grenzgeometrie und deren Generalisierung für die Folgemaßstäbe

*** Viel Erfolg!!! ***

Spulenanordnung nach Helmholtz, zur dynamischen Untersuchung von Magnetfeldsensoren bei veränderlicher Umgebungstemperatur

21. Es ist notwendig, eine große Anzahl von Wirbelsäulen morphometrisch zu vermessen,

Bevölkerungsvorausschätzung für die Stadt Iserlohn für den Zeitraum 2007 bis 2022 Zusammenstellung der wichtigsten Ergebnisse

NEUE KOORDINATEN FÜR DIE SCHWEIZ UND DEN KANTON URI BEZUGSRAHMENWECHSEL

Einfluss verschiedener Beschleunigerparameter auf die VMAT - Planqualität. Max Graf Dr. Thomas Koch

Anwendung stochastischer und geometrischer Analysen zur systematischen Robustheitsuntersuchung im Strukturcrash

Zur Statistik im neuen Genehmigungsantrag

Auswirkungen des PSG II auf Einrichtungen im Ev. Johanneswerk e.v.

3.2 Speiseröhre. Kernaussagen

Barbara Bredner. NOT-Statistik. Nachweise führen, Optimierungen finden, Toleranzen berechnen mit Minitab und R. Auszug: Inhaltsverzeichnis

fh management, communication & it Constantin von Craushaar fh-management, communication & it Statistik Angewandte Statistik

Die Deformation von Weichgewebe der Brust

Inhaltsverzeichnis. Vorwort. Liste der verw endeten Sym bole. 1 N ew ton sche Mechanik 1. 2 Spezielle R elativitätstheorie 15 CM CO ^

Wie werte ich meine Daten richtig aus?

Transkript:

Der Thorax im Alter Anthropometrische Veränderungen Anja Wagner 1, Therese Fuchs 1, Andre Eggers 2, Steffen Peldschus 1,3 1 Arbeitsgruppe Biomechanik, Institut für Rechtsmedizin, LMU München 2 Bundesanstalt für Straßenwesen 3 Hochschule Furtwangen

Gliederung 1. Hintergrund Erfassung modellierungsrelevanter biomechanischer Daten: Materialkennwerte aus Literatur, Daten zu Kortikalisdicke, Kent Studie zu Rippenwinkel in der Sagittalebene 2. Geometriedefinition Anthropometrische Basismessungen des Thorax, morphometrische Studie zu Rippenwinkeln innerhalb des ganzen Thorax, Studie zu Parametern an einzelnen Rippen 3. Modellanpassung verschiedene gemorphte THUMS 3 Thorax Varianten: Verwirklichung unterschiedlicher Zielgeometrien: global/lokal Durchschnittswerte/Extremwerte reales Individuum 4. Ausblick Erstellung eines Full-scale Modells durch Kriging

Hintergrund Thoraxverletzungen in älteren Insassen Epidemiologische Daten: Thorax verletzungsrelevanteste Region bei älteren Insassen * Mortalität durch Rippenbrüche steigt im Alter signifikant an** Leichenversuche: geringere Toleranz gegenüber Brustkorbeindrückung im Alter *** 13% 35% * Kent et al (2005a) 1, ** Bulger et al (2000) 2, *** Kent, Patrie (2004) 4

Welche Faktoren sind verantwortlich? Hintergrund Materielle und strukturelle Veränderungen sind wichtig Abnahme des Elastizitätsmoduls*, der Fließspannung und der Bruchdehnung Verringerung der Kortikalisdicke/-fläche** aber nicht alles! - Auch die Geometrie spielt eine Rolle Kent et al (2005b 3 ): Winkel der 9ten Rippe in der Sagittalebene nimmt im Alter zu (ca. 0,08 /Jahr) In Simulationen gezeigt: Die Zunahme dieses Winkels wirkt sich ungünstig auf die Verletzungstoleranz aus *Carter und Spengler (1978) 5 ** Stein, Granik (1976) 6

Gliederung 1. Hintergrund Erfassung modellierungsrelevanter biomechanischer Daten: Materialkennwerte aus Literatur, Daten zu Kortikalisdicke, Kent Studie zu Rippenwinkel in der Sagittalebene 2. Geometriedefinition Anthropometrische Basismessungen des Thorax, morphometrische Studie zu Rippenwinkeln innerhalb des ganzen Thorax, Studie zu Parametern an einzelnen Rippen 3. Modellanpassung verschiedene gemorphte THUMS 3 Thorax Varianten: Verwirklichung unterschiedlicher Zielgeometrien: global/lokal Durchschnittswerte/Extremwerte reales Individuum 4. Ausblick Erstellung eines Full scale Modells durch Kriging

Kollektive Material Post mortem Kollektiv: 146 Individuen (98 Männer, 48 Frauen), Atmungszustand unklar, vermutlich eher expiriert (Quelle: Institut für Rechtsmedizin, LMU) Klinisches Kollektiv zur Abschätzung der Validität der post mortem Daten: 57 Individuen (37 Männer, 20 Frauen), inspirierter Zustand (Quelle: Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf) Anzahl 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Postmortem Kollektiv - Altersverteilung 26 24 21 18 18 14 8 8 18-34 Jahre 35-49 Jahre 50-65 Jahre > 65 Jahre Altersgruppen Männer Frauen 4 Altersgruppen 25 Klinisches Kollektiv - Altersverteilung Abschätzung des Einflusses der Einund Ausatmung an Hand eines einzelnen Individuums Ausschluss Thorax-Geometrie verändernder Faktoren durch Sektionsprotokoll bzw. Begutachtung durch Radiologen (Frakturen, Faßthorax, Lungenemphysem, Tumoren) Anzahl 20 15 10 5 0 16 12 9 8 6 5 1 0 18-34 Jahre 35-49 Jahre 50-65 Jahre > 65 Jahre Altersgruppen Männer Frauen

Anthropometrische Basismaße - Messung Gemessene Längen: Thoraxtiefe: Abstand des anteriorsten Punktes am Unterrand des Manubriums sterni und des Corpus sterni vom posteriorsten Punkt des gegenüberliegenden Wirbels* Thoraxbreite: breiteste Ausdehnung des Thorax auf Höhe der Rippen 3 und 7 bis 10* Außen- (Sternum außen bis Proc. spinosus) und Innenmaße (Sternum außen bis hinterer Wirbelkörper und Sternum Innen bis vorderer Wirbelkörper) Messung an beiden Kollektiven (post mortem, klinisch) * Definition nach Knussmann 1988

Ergebnisse Anthropometrische Basismaße (post mortem Kollektiv) Thoraxtiefe Manubrium Zunahme der Thoraxtiefe mit dem Alter Maximale absolute Zunahme: 2,6cm (= 16 %) Trend verläuft kontinuierlich über alle Altersgruppen Unterschied alt-jung deutlich größer als eingeatmet-ausgeatmet Thoraxtiefe Corpus sterni Ebenfalls Zunahme mit dem Alter (Maximum 3cm, 15,8%) Thoraxbreite Ab Rippe 7 immer größere Zunahme Thorax erhält im Alter eine trichterförmige Form

Rippenwinkel - Definition Definition anatomischer Landmarks an der Rippe Erfassung des Thorax als Punktewolke l p t h Übereinander legen und Skalierung aller Punktewolken durch Procrustes Algorithmus c s Definition mehrerer Winkel (11 Stück) an Hand der Punkte Berechnung dieser Winkel in Matlab und Mittelwertvergleich Grafische Darstellung: Differenz Mittelwert Gruppe 1 und 4

Rippenwinkel - Mittelwertvergleich rechts links dorsal ventral dorsal ventral blau: 17 bis 34 Jahre rot: über 64 Jahre

Winkel am lateralsten Punkt des Rippenbogens Differenz der Mittelwerte: alt - jung p t Winkel nimmt im Alter auf beiden Körperseiten zu l PLC h Trend auch bei Frauen angedeutet aber nicht so deutlich c s Trend durch klin. CTs bestätigt Interpretation: Krümmung am lateralen Rippenbogen nimmt im Alter ab eventuell von Bedeutung für Seitenanprall

Vermessung einzelner Rippen, Wirbel und des Sternum Segmentierung des 3D Objekts mit Software Mimics Messung von Rippenkrümmung, longitudinaler Verdrehung (Twist) und Querschnittsparametern entlang der Rippe (6. und 7. Rippe rechts)* Vermessung anthropometrischer Maße des Wirbelkörpers und Sternum Analyse mit Methode der Geometrischen Morphometrie (statistische Auswertung dreidimensionaler Landmarks Principal Components Analyse) * nach Mohr et al 2008

Gliederung 1. Hintergrund Erfassung modellierungsrelevanter biomechanischer Daten: Materialkennwerte aus Literatur, Daten zu Kortikalisdicke, Kent Studie zu Rippenwinkel in der Sagittalebene 2. Geometriedefinition Anthropometrische Basismessungen des Thorax, morphometrische Studie zu Rippenwinkeln innerhalb des ganzen Thorax, Studie zu Parametern an einzelnen Rippen 3. Modellanpassung verschiedene gemorphte THUMS 3 Thorax Varianten: Verwirklichung unterschiedlicher Zielgeometrien: global/lokal Durchschnittswerte/Extremwerte reales Individuum 4. Ausblick Erstellung eines Full scale Modells durch Kriging

Wie kommt man von den Daten zum Modell? Erstellung mehrerer Thoraxmodelle auf Basis unterschiedlicher Ergebnistypen aus der Geometriedefinition Verwirklichung durchschnittlicher und extremer Werte Geometrieerstellung durch Morphing in Hypermesh (Altair) Ausgangsmodell: THUMS 3

Thorax Varianten Szenario 1: Mittelwert lokal jung/alt Input Daten: einzelne Thoraxwinkel Szenario 2: Mittelwert global jung/alt Input Daten: Thoraxtiefe/Thoraxbreite Szenario 3: Extrem global jung/alt Input Daten: Thoraxtiefe/Thoraxbreite

Gliederung 1. Hintergrund Erfassung modellierungsrelevanter biomechanischer Daten: Materialkennwerte aus Literatur, Daten zu Kortikalisdicke, Kent Studie zu Rippenwinkel in der Sagittalebene 2. Geometriedefinition Anthropometrische Basismessungen des Thorax, morphometrische Studie zu Rippenwinkeln innerhalb des ganzen Thorax, Studie zu Parametern an einzelnen Rippen 3. Umsetzun der Daten Modellanpassung verschiedene gemorphte THUMS 3 knöcherner Thorax Varianten: Verwirklichung unterschiedlicher Zielgeometrien: global/lokal Durchschnittswerte/Extremwerte reales Individuum 4. Ausblick Erstellung eines Full scale Modells durch Kriging

Fazit/ Ausblick Es existieren altersabhängige geometrische Parameter am knöchernen Thorax Datengrundlage zur Erschaffung eines FE-Modells des alten Insassen geschaffen derzeit in Arbeit: Erstellung eines Thoraxmodells eines realen Individuums, das in möglichst vielen der in AP2 bestimmten Punkte sehr alt ist Kriging nach Input-Kontrollpunkten Integration in THUMS3 Modell

Danke! Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!