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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Simulation weiblicher Beckenverletzungen mit einem anthropometrisch angepassten Finite Elemente Beckenmodell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Sarah Doerfel - Institut für Rechtsmedizin, Ludwig-Maximilians-Universität München, München, Germany
  • Anja Wagner - Institut für Rechtsmedizin, München, Germany
  • Johannes Drexel - Institut für Rechtsmedizin, München, Germany
  • Jörg Böhme - Klinik für Unfall-, Wiederherstellungs-, und Plastische Chirurgie, Leipzig, Germany
  • Steffen Peldschus - Institut für Rechtsmedizin, Ludwig-Maximilians-Universität München, München, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocPO17-863

DOI: 10.3205/12dkou612, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou6124

Published: October 2, 2012

© 2012 Doerfel et al.
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Fragestellung: Beckenfrakturen sind vor allem bei älteren Frauen eine häufig vorkommende Verletzung und weisen eine im Vergleich zu anderen Frakturen hohe Letalitätsrate von bis zu 20% auf. Numerische Simulationen mit Finite Elemente Menschmodellen bieten das Potential den Verletzungsvorgang genauer zu analysieren und entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung dieser Verletzungen zu ergreifen. Allerdings basieren aktuell verfügbare numerische Menschmodelle wie THUMS oder HUMOS 2 auf Daten männlicher Individuen. Das Ziel dieser Studie war es daher, ein numerisches Modell des weiblichen knöchernen Beckens zu erstellen und in das THUMS Modell (Version 3) einzugliedern. Die Geometrie des Beckens basiert hierbei auf Schnittbildern (CT) einer 68-jährigen Patientin, die sich bei einem Sturz am linken Hüftbein Beckenringverletzungen des Typs B zuzog. Auf der Grundlage des Unfallberichts der Patientin wurde dann der Sturz rekonstruiert.

Methodik: Beckengeometrie und Dicke der Knochenkompakta wurden aus CT Aufnahmen der Patientin ermittelt. Die knöchernen Anteile des Beckens wurden hierbei mit der Segmentierungssoftware MIMICS (Materialise GmbH, Oberpfaffenhofen) erfasst und rechtes und linkes Hüftbein sowie das Kreuzbein als getrennte 3D-Modelle im STL-Format erstellt. Diese Oberflächen wurden dann mit der Preprocessingsoftware Hypermesh (Altair) mit Schalenelementen vernetzt. Die Dickenverteilung des knöchernen Beckens wurde mit der CAD-Software 3-matic (Materialise GmbH, Oberpfaffenhofen) erfasst und in fünf Bereiche unterteilt, die dann dem zuvor erstellten Netz zugewiesen wurden. Nach Zuweisung für kompakten Knochen gängiger Materialeigenschaften wurde das Beckenmodell in das Menschmodell THUMS durch Neuknüpfung der Verbindungen eingliedert und das Sturzgeschehen mit LSDyna (Dynamore) simuliert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Frakturen der Patientin am linken Hüftbein konnten in der numerischen Simulation erfolgreich nachgestellt werden. Die Frakturen traten in den Bereichen des Ramus superior und Ramus inferior des Os pubis auf. Diese Frakturen entsprechen denen des Sturzes.

Die Ergebnisse zeigen, dass das neu erstellte Modell des weiblichen Beckens zur Verletzungssimulation von Beckenfrakturen geeignet ist. Weitere Studien werden den aus Bändern bestehenden Halteapparat, der für die strukturelle Integrität des Beckenrings essentiell ist, in das Modell mit einbeziehen. Weitere Simulationen mit dem so vervollständigten Modell werden folgen.