Carina Micheler (Munich; Garching), Kerim Yavaşoğlu (Munich), Jochen Kollofrath (Munich), Rüdiger von Eisenhart-Rothe (Munich), Christian Große (Munich), Michael Zäh (Garching), Rainer Burgkart (Munich), Jan Lang (Munich)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Die biomechanische Forschung hat sich bisher hauptsächlich auf die trabekuläre Struktur des Femurs konzentriert, was wesentlich zur Entwicklung und Optimierung von Endoprothesen beigetragen hat. Die trabekuläre Struktur des Beckens kann ebenfalls wertvolle Informationen für die Optimierung des Designs von acetabulären Implantaten liefern.
Ziel dieser Studie war es daher, eine Methodik zu entwickeln, um mögliche Vorzugsrichtungen der Trabekelstrukturen im Becken systematisch identifizieren zu können.
In dieser Studie wurden 5 humane Becken (w:4, m:1) mittels Mikro-CT (Auflösung 100 µm) untersucht, um hochauflösende Bilder der trabekulären Knochenstruktur zu erhalten. Die Bilder wurden anschließend mit der Software Dragonfly segmentiert (U-Net++), um die spongiöse Struktur des Beckenknochens zu isolieren. Für die detaillierte Analyse der Spongiosa wurden definierte Volumenelemente (5x5x5 mm) generiert und mit einer angepassten Mean Intercept Length (MIL) Methode in Dragonfly analysiert. Diese Analyse ermöglichte es, die Anisotropie der trabekulären Strukturen im Becken als Vektorfeld räumlich darzustellen.
Die Vektorfelder der Spongiosastruktur im Becken wurden visuell analysiert (Abb. 1 & 2). Die Auswertungen ergaben verschiedene Vorzugsrichtungen der Trabekel, die den Ansatzpunkten der Muskeln und Bänder sowie dem Kraftfluss vom Iliosakralgelenk zum Acetabulum entsprechen.
In dieser Studie waren hochauflösende Bilder und mehrere Segmentierungsiterationen grundlegend für die Anisotropieanalyse. Die Trabekel waren hauptsächlich entlang des Kraftflusses zwischen Iliosakralgelenk und Acetabulum ausgerichtet. Der methodische Ansatz über die MIL-Analyse war quantitativ, während die Bewertung der Vektorfelder bisher visuell und qualitativ erfolgte. Eine umfassende quantitative Analyse der einzelnen Vektorstränge ist noch ausstehend. Allerdings lieferten die vorhandenen Daten bereits aussagekräftige visuelle Ergebnisse im Becken.