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Medizintechnik

 3D-Aufnahme von Kinderschädeln

3D-Technik kommt bereits in verschiedenen Bereichen der Medizin zum Einsatz: Zahntechnik, Ultraschall bei Schwangerschaften oder aber auch zur Korrektur von Schädeldeformitäten bei Kleinkindern, um Kieferverformungen zu vermeiden. Die neue Methode ermöglicht die Herstellung einer Kopforthese ohne Gipsabdruck. // Von Saskia Tafuna und Sezen Yildirim

28.06.2017//Bei vielen Säuglingen und Kleinkindern wird nach der Geburt eine Verformung des Schädels festgestellt. Dies kann mehrere Ursachen haben, zum Beispiel durch falsches Liegen in den ersten Wochen und Monaten nach der Geburt. Das kann Folgen für die gesamte Kindheit haben und ist oft mit einer schlechten neurologischen Entwicklung verbunden.

Falsches Liegen kann Fehlbildung verursachen

Eine Schädeldeformität kann mehrere Ursachen haben. Manchmal ist sie vererbt, in anderen Fällen ist jedoch anhand einer parallelogrammförmigen Verschiebung eine lagebedingte Verformung des Kopfes während des Schlafens festzustellen. Um dem plötzlichen Kindstod, auch bekannt als SIDS (Sudden Infant Death Syndrome), vorzubeugen, empfiehlt das Robert-Koch-Institut, Säuglinge im ersten Lebensjahr nur auf den Rücken zu legen. Doch häufig entsteht nach einiger Zeit eine Plagiozephalie, also eine Abflachung des Hinterkopfes. Bei den meisten Kindern behebt sich dieses Problem von alleine, manchmal kann die Deformität jedoch dazu führen, dass auch das Gesicht schief wächst. Eine Störung des Zusammenspiels von Schädel und Kiefer äußert sich zum Beipiel in Ohrenschmerzen, Tinnitus oder Herzrhythmusstörungen.

Diese Fehlbildung kann aber mithilfe einer Helmtherapie korrigiert werden. Solange der Kopf noch im Wachstum und somit formbar sei, wäre eine Helmtherapie möglich, so Direktor Joachim Zöller, leitender Arzt der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie an der Uniklinik Köln. Dementsprechend ist eine solche Therapie im Erwachsenenalter nicht denkbar. Kleinkinder mit Schädeldeformitäten können grundsätzlich nur bis zu einem bestimmten Alter therapiert werden. Deswegen wird von Ärzten geraten, zwischen dem sechsten und zwölften Lebensmonat eine Korrektur vorzunehmen, denn der Schädelknochen wird ab dem zwölften Monat deutlich fester und dann kann es für den Kopf schwierig werden, in den Helm hineinzuwachsen.

Zur Korrektur einer solchen Fehlbildung wurde früher ein Gipsabdruck angefertigt und so bearbeitet, dass der Kopf genug Platz hatte, um symmetrisch zu wachsen. Die Helmtherapie selbst ist für das Kind ungefählich und schmerzfrei. Doch laut Andreas Röhrig, Oberarzt der Neurochirugie in der Asklepios Kinderklinik Sankt Augustin, ist die Gipsmethode "für das Kleinkind und alle Beteiligten eine Qual, da sie nicht nur viel Zeit in Anspruch nimmt, sondern der Gips auch ziemlich anfällig ist. Der hartwerdende Gips kann nämlich durch die Bewegungen des Kindes teilweise so verformt werden, dass der Abdruck, der dann entsteht, falsch ist".

3D-Technik als Alternative zum Gipsabdruck

Heutzutage wird ein Gipsabdruck zur Korrektur von Schädelfehlbildungen kaum noch gemacht, da der Aufwand zu groß ist. Mit der dreidimensionalen Fotografie ist die Vorbereitung für die Helmfertigung schneller und einfacher. Um die Schädelkontur exakt abzubilden, muss eine Mütze aus dünnem Material vorhandene Haare andrücken; die Ränder der Mütze müssen den Nacken und die Stirn des Patienten bedecken. Für die Kleinkinder ist das nicht sonderlich angenehm. "Sie fühlen sich je nach Temperament durch die Mütze und Fixierung der Arme gestört und werden unruhig", so Stephan Gutbier, Fotograf der MedizinFotoKöln (MFK), der ebenfalls für 3D-Fotografie an der Uniklinik Köln zuständig ist. Da die Kinder in diesem Alter leicht abzulenken sind, ist es nicht immer einfach, ihre Aufmerksamkeit im richtigen Moment auf den Bezugspunkt zu lenken. Deshalb hält eine Person die Arme des Kindes fest, während eine andere das Kind in Blickrichtung mit einer Spieluhr ablenkt. Die Dauer des Vorgangs ist je nach Kind ganz unterschiedlich. Während bei einem Kind eine einzige Aufnahme genügt, müssen beim anderen mehrere Aufnahmen hintereinander angefertigt werden. Inklusive Anpassung der Mütze und Berechnung der Daten kann eine Aufnahme bis zu 20 Minuten in Anspruch nehmen.

3D-Helmtherapie bei Kindern//Videointerview mit Dr. Andreas Röhrig

3D-Scan für die Vorbereitung einer Operation

Die Scann-Methode wird meist angewendet, wenn die Ursache für die Schädelfehlbildung ein frühzeitiger Verschluss von Schädelnähten (prämature Nahtsynostose) ist und die Deformität operativ korrigiert werden muss. Auch bei dieser Methode bekommt das Kleinkind einen Strumpf mit einer luftdurchlässigen Öffnung für das Gesicht über den Kopf gezogen. Die Kamera projiziert beim Scannen ein Zebramuster in den Farben schwarz und weiß auf den Kopf des Kindes. Aus diesem Muster erstellt das Programm ein 3D-Bild, aus dem sich ein "millimetergenaues, absolut normiertes Datenvolumen ergibt, mit dem man Schnitte machen kann", so Neurochirurg Andreas Röhrig.

Was passiert jedoch, wenn das Kind sich während des Scannens bewegt? Das 3D-Foto ist "völlig unabhängig von der Bewegung. Auch wenn das Kind nicht stillhält, müsste das Foto einigermaßen genau aussehen", so der Neurochirurg Andreas Röhrig. Ein Nachteil ist jedoch bei diesem Vorgang, dass sich die Mutter nicht im Lichtstrahl befinden darf. Das finden, so Andreas Röhrig, die Kinder "nicht witzig". Aber eine Gefahr gebe es beim 3D-Scan nicht.

Fotografie vs. Scan

Bei der 3D-Fotografie ist im Vergleich zu dem 3D-Scannen alles bis hin zu den Details des Gesichts zu sehen, beispielsweise die Nase und Hautfarbe, das Scannen ist jedoch günstiger und einfacher. Die Fotografie sei aufwändiger, aber um kosmetische Ergebnisse nicht nur anhand der Schädelform, sondern auch das Gesicht samt Augenbrauen, Lidschluss und die Lidachse erkennen zu können, brauche man die 3D-Fotografie, so Andreas Röhrig.

In der Uniklinik Köln werden in der Regel vier bis zwölf Wochen für die Korrektur eingeplant. Eine Fräsmaschine macht den Helm fertig für das Kind. Das einzige, was der Mensch macht, ist das Abschleifen des Helmes, falls es drücken sollte. Die Kosten der Helmtherapie können von der Krankenkasse übernommen werden, das hängt jedoch immer vom Einzelfall ab. Dank der heutigen Technik ist es in der Medizin möglich, durch dreidimensionale Fotografien und Scans, millimetergenaue Daten zu erfassen. Wegen ihrer vielen Vorteile wird die 3D-Methode häufiger verwendet als die Gipsmethode, welche zukünftig möglicherweise komplett abgeschafft wird.

Ein Artikel von Saskia Tafuna und Sezen Yildirim

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Die Autoren

  

Saskia Tafuna & Sezen Yildirim