gms | German Medical Science

44. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen e. V. (DGPRÄC), 18. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen e. V. (VDÄPC)

12.09. - 14.09.2013, Münster

Cloud-basierte 3-dimensionale Bilderfassung mittels Autodesk Catch®: Zukünftiger Nutzen von Smartphones zur 3-dimensionalen Darstellung im Vergleich zum etablierten Vectra Volumetric 3D Surface Imaging® System

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Konstantin Koban - Ludwig-Maximilian-Universität München, Handchirurgie, Plastischen Chirurgie und Ästhetischen Chirurgie, München, Deutschland
  • Sebastian Leitsch - Ludwig-Maximilian-Universität München, Handchirurgie, Plastischen Chirurgie und Ästhetischen Chirurgie, München, Deutschland
  • Thomas Holzbach - Ludwig-Maximilian-Universität München, Handchirurgie, Plastischen Chirurgie und Ästhetischen Chirurgie, München, Deutschland
  • Philipp Metz - Ludwig-Maximilian-Universität München, Handchirurgie, Plastischen Chirurgie und Ästhetischen Chirurgie, München, Deutschland
  • Riccardo Giunta - Ludwig-Maximilian-Universität München, Handchirurgie, Plastischen Chirurgie und Ästhetischen Chirurgie, München, Deutschland

Deutsche Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen. Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen. 44. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 17. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC). Münster, 12.-14.09.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocFV 72

doi: 10.3205/13dgpraec079, urn:nbn:de:0183-13dgpraec0794

Published: September 10, 2013

© 2013 Koban et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Outline

Text

Einleitung: Das Erstellen von 3-dimensionalen Abbildungen aus Fotografien (Photogrammetrie) ist ein mittlerweile etabliertes Verfahren zur Oberflächenerfassung von Patienten. Es kommt meist zur Planung und Dokumentation bei formverändernden Eingriffen zum Einsatz. Obwohl die Qualität jener Aufnahmen ausreichend bewiesen wurde, sind die meist großen und technisch aufwendigen Geräte unflexibel und mit einem hohen Anschaffungspreis verbunden. Einen anderen Ansatz bietet hier die Firma Autodesk® mit ihrer Software 123d Catch® für Heimcomputer und Smartphones: Sie ermöglicht durch externe cloud-basierte Verarbeitung aus Digitalfotografien aufwendige 3-dimensionale Abbildungen von Körpern zu berechnen. So könnten in Zukunft mittels Smartphone auch aufwändige 3D Modelle von Patienten durch den behandelnden Arzt im plastisch-chirurgischen Alltag erreicht und eingesetzt werden.

Material und Methoden: Wir nutzen in dieser Arbeit das Programm 123d Catch® der Firma Autodesk® zur Verarbeitung von Digitalfotos eines Referenzkörpers und Probanden. Diese werden mit einem Apple® iPad® der dritten Generation und Apple® iPhone 4s® mit gleichwertigem optischen System aufgenommen. Die erhaltenen 3-dimensionalen Modelle werden ausgewertet und mit jenen unseres Vectra 3D-Imaging® System verglichen. Als Referenzkörper dient ein Kopfmodell, das zuvor zusätzlich manuell ausgemessen wurde. Desweiteren wurden 5 Gesichter von Probanden ausgewertet. Insgesamt wurden 6 Längenverhältnisse der 6 Modelle von 3 Untersuchern je 5 Mal ausgewertet (n=540).

Ergebnisse: Die Auswertung aller Längenverhältnisse am Kopfmodell als Referenzkörper ergab eine mittlere Messabweichung von 2,8% gegenüber der manuellen Messung, sowie 1,6% gegenüber dem Vectra System. Die Auswertung der Probanden Gesichter ergab eine mittlere Messabweichung von 0,6 mm (3%) gegenüber der manuellen Messung, sowie 0,3 mm (1,5%) gegenüber dem Vectra System. Es bestand kein signifikanter Unterschied zwischen den Messabweichungen der Systeme, sowie geringe Interobserver-Variabilität.

Diskussion: Unsere Ergebnisse unterstreichen exemplarisch anhand der Autodesk® Catch® Software das Potential, welches zukünftig im Bereich der mobilen digitalen Photogrammetrie zu erwarten ist. Obwohl die Längenbestimmungen mit einer sehr geringen Abweichung sowohl von der Manuellen Messung, als auch im Vergleich zu unserem Vectra® System äußerst zufriedenstellende Ergebnisse erbrachte, sind noch zu viele fehlerhafte Ergebnisse im Netz (engl. Mesh) des Modells ersichtlich. Auch ist die Aufnahme- und Verarbeitungszeit mit jener Software im Minutenbereich, gemessen an der einzeitigen millisekundenschnellen Aufnahme durch das Vectra® System, noch nicht konkurrenzfähig. Unregelmässige Abstürze und Fehlermeldungen der Software verzögerten den Ablauf, trotz sorgfältiger Anwendung. Zusätzlich darf die Sicherheit im Umgang mit Patientendaten bei externer cloud-basierter Verarbeitung nicht außer Acht gelassen werden. Das angewandte Smartphone und Tablet unterscheiden sich bezüglich Haptik und Bildschirmdurchmesser bei der Aufnahme. Zwar erwies sich das iPad® als marginal unhandlicher, dafür vereinfachte sich die Aufnahme durch den größeren Bildschirmdurchmesser für den Untersucher. Somit variieren die Einsatzorte hinsichtlich dieser Eigenschaften. Es ist eine konsequente Verbesserung und Entwicklung sowohl von Software, als auch von eingebauten Smartphone- und Tablet-Kameras von Nöten. Unsere Arbeitsgruppe ist aber zuversichtlich, dass Applikationen für diese Geräte in Zukunft eine bedeutende Rolle im Bereich der 3-dimensionale Bilderfassung spielen werden.

Schlussfolgerung: Die Anwendung der Software 123d Catch® mit einem iPhone 4s® oder iPad® der dritten Generation ermöglicht untersucherunabhängige Längenmessungen im fazialen Bereich mit geringer Abweichung von 0,6 mm (3%) gegenüber der manuellen Messung und 0,3 mm (1,5%) im Vergleich mit dem Vectra System. Weitere Studien sind notwendig, um den Einsatz an anderen Körperregionen und mit anderen Smartphone-Kameras zu evaluieren.