Die Magnetresonanztomographie als Grundlage biomechanischer Analytik

A. Wischnik; K. J. Lehmann; E. Nalepa; K. U. Wentz; M. Georgi; F. Melchert

doi:10.1055/s-2008-1033018

RöFo - Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren, Inhaltsverzeichnis

Rofo 1992; 157(10): 333-337
DOI: 10.1055/s-2008-1033018

Originalarbeiten

Die Magnetresonanztomographie als Grundlage biomechanischer Analytik

Die Simulation des Geburtsvorganges als Beispiel für erweiterte Aussagemöglichkeiten segmentierender bildgebender VerfahrenBiomechanical analysis based upon nuclear magnetic resonance imaging The simulation of birth as an example for expanded information obtainable from segmental imaging proceduresA. Wischnik¹ , K. J. Lehmann² , E. Nalepa³ , K. U. Wentz² , M. Georgi² , F. Melchert¹

¹Frauenklinik (Direktor: Prof. Dr. F. Melchert)
²Institut für Klinische Radiologie (Direktor: Prof. Dr. M. Georgi)
Klinikum Mannheim, Fakultät für Klinische Medizin der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
³Electronic Data Systems (Deutschland), Rüsselsheim

Abstract

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Zusammenfassung

Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem die (statischen) Informationen aus der Kernspintomographie (MRI) einer (dynamischen) biomechanischen Analyse zugeführt werden können. Mit einer eigens entwickelten Software werden die MRI-Pixel-Matrices zunächst farbkodiert, sodann werden nach dem Ordnungsprinzip gleicher Dichte Liniendaten generiert. Nach schnittweiser Zuordnung der so gewonnenen Polygonzüge wird für die einzelnen anatomischen Strukturen ein räumlich orientiertes Netz sog. Finiter Elemente erstellt, die dann zur Verformungsanalyse zur Verfügung stehen. Das Verfahren wird exemplarisch vorgeführt an einem Projekt zur Simulation des Geburtsvorganges, wobei die biomechanischen Analysen letztlich der Validierung von Aussagen der radiologischen Pelvimetrie dienen sollen. Erste Analysen zeigen, daß bereits bei als normal angesehenen Kopfverformungen so sensible Strukturen wie Kleinhirn bzw. Hirnstamm sowie Ventrikelsystem und Plexus chorioidei im Bereich der Maximalisobaren von ca. 104-140 N (10,6-14,3 kp) gefunden werden.

Summary

A method is presented that enables the use of (static) informations from magnetic resonance imaging (MRI) for (dynamic) biomechanical analysis. Using a specially developed software MRI pixel matrices are colour-coded and - according to the principle of same density - line data are created. After sectional attribution of the resulting polygones a three-dimensional mesh of so-called finite elements is created which can then be used in deformation analysis. This method is exemplified by a project dealing with the simulation of birth mechanics, which is finally aimed at validating the results from radiologic pelvimetry. First analyses show that even under foetal head moulding conditions, being considered as normal, such sensitive structures as the cerebellum, brain stem as well as the ventricles with the plexus chorioidei are to be found within the maximum isobars within a range of 104-140 N (10.6-14.3 kp).

Schlüsselwörter

Kernspintomographie - Finite Element-Analyse - Biomechanik - Geburtsmechanik - Geburtstrauma - Pelvimetrie

Key words

Magnetic resonance imaging - Finite element analysis - Biomechanics - Birth mechanics - Birth injury - Pelvimetry

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