Quantitative Knochendichtemessungen an der Scapula als Basis für dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle

Quantitative bone-density measurement at the scapular bone as a base for finite element modells

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-11054
  • Finite Elemente Modelle werden derzeit als Basis von biomechanischen Analysen für Glenoidimplantate verwendet. Dafür werden üblicherweise herkömmliche CT-Daten benutzt, die jedoch nur eine grobe Annäherung an die dreidimensionalen trabekulären Strukturen der Spongiosa darstellen. Ziel der Untersuchung war eine genaue räumliche Erfassung des strukturellen Aufbaus und der Mineralisation der gelenknahen Scapula. Für die Untersuchung wurden 34 Scapulae von 17 Leichen (9 weibliche und 8 männliche) mit einem Sterbealter von 47 - 86 JahrenFinite Elemente Modelle werden derzeit als Basis von biomechanischen Analysen für Glenoidimplantate verwendet. Dafür werden üblicherweise herkömmliche CT-Daten benutzt, die jedoch nur eine grobe Annäherung an die dreidimensionalen trabekulären Strukturen der Spongiosa darstellen. Ziel der Untersuchung war eine genaue räumliche Erfassung des strukturellen Aufbaus und der Mineralisation der gelenknahen Scapula. Für die Untersuchung wurden 34 Scapulae von 17 Leichen (9 weibliche und 8 männliche) mit einem Sterbealter von 47 - 86 Jahren (Durchschnitt 76 Jahre) in einer Alkohol-Formmalin-Lösung fixiert und mit einem pQCT-Scanner (Stratec XCT 2000)untersucht. Der pQCT-Scanner erlaubt eine selektive, volumenbezogene Bestimmung der kortikalen und spongiösen Bereiche des Knochens. 35 definierte Schnittbilder pro Scapula wurden anschließend auf einem UNIX-System der Firma HERMES in digitale 3D-Modelle umgewandelt. Die Auswertung der Daten und Vermessung, sowie die Berechnung der Geometrie erfolgte mittels des Programms AVS-Express der Firma Advanced Visual Systems. Bestimmte ROIs (Regions of Interest) wurden an Punkten der Scapula definiert und anschließend vermessen. Als zentraler Fixpunkt wurde das geometrische Zentrum der Glenoidfläche verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass die übliche Reduktion auf kortikale und spongiöse Bereiche gleicher Dichte nur eine grobe Annäherung darstellt, die zugunsten einer komplexeren räumlichen Verteilung verlassen werden muss. Die gewonnen Daten stellen eine solide Grundlage für zukünftige Finite-Element-Analysen unter Einbeziehung der komplexen trabekulären Strukturen innerhalb der Scapula dar.show moreshow less
  • Finite element modells are used as a base for biomechanical analyses for glenoidimplants. Most commonly though the database used is from computertomographic measurements, which are only an approximation of the trabecular threedimensional structures of the cancellous bone. This study was done for an exact measurement of space of the structural building and the mineralisation in the joint area of the scapula. 34 Scapulae, taken from 17 corpses (9 female 8 male) with dying age from 47 - 86 years, fixated in alcohol-formalin-solution, wereFinite element modells are used as a base for biomechanical analyses for glenoidimplants. Most commonly though the database used is from computertomographic measurements, which are only an approximation of the trabecular threedimensional structures of the cancellous bone. This study was done for an exact measurement of space of the structural building and the mineralisation in the joint area of the scapula. 34 Scapulae, taken from 17 corpses (9 female 8 male) with dying age from 47 - 86 years, fixated in alcohol-formalin-solution, were examinated by pQCT scanning (Stratec XCT 2000). A pQCT scan allows selective volume-based determination of cortical and cancellous bone. 35 scans per scapula were taken and were digitized on an unix system by HERMES. Analyses of the data and measurement was done with AVS-Express by Advanced Visual Systems. Certain ROIs (regions of interest) were set at definated spots within the scapula and were measured. The central fiaxtion point was the geometrical center of the glenoid. We could show, that the usual distinction in cortical and cancellous bone of homogenic density is only an approximation, which should be left for a more complex structure. The achieved data is a base for further finite element analyses regarding the more complex trabecular strutures found in the scapula.show moreshow less

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar Statistics
Metadaten
Author: Andreas Mehling
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-11054
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Medizinische Fakultät
Faculties:Medizinische Fakultät / Lehrstuhl für Orthopädie
Date of final exam:2004/11/10
Language:German
Year of Completion:2004
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Tag:Finite Elemente; Knochendichte; Schulter
bone density; finite element; shoulder
Release Date:2004/12/15
Advisor:Prof. Dr. med. Frank Gohlke