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Digital Imaging Correlation als Alternative zu Dehnungsmessstreifen in der Biomechanik des proximalen Femurs
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Published: | October 23, 2023 |
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Fragestellung: Zur Ableitung von Oberflächendehnungen gelten Dehnungsmessstreifen (DMS) als der Goldstandard. Sie setzen jedoch eine aufwendige Oberflächenpräparation voraus, zudem ist die zu untersuchende Fläche durch die Größe des Messstreifens begrenzt. Mit Digital Imaging Correlation (DIC) lässt sich eine deutlich größere Fläche darstellen, Regions of Interests können in der Nachbearbeitung festgelegt oder verändert werden. Diese biomechanische Studie soll untersuchen, ob die DIC im Vergleich zu DMS als gleichwertiges Verfahren zur Messung von Oberflächenspannungen am proximalen Femur dienen.
Methodik: Die Oberflächendehnung wurde an fünf nativen Sawbone Femora mit DMS sowie DIC an denselben Stellen gemessen. Ein Standardprotokoll mit Belastungszyklen von 200 bis 1.000 Newton wurde verwendet, die Positionierung der Femora in der hydraulischen Prüfmaschine erfolgte unter Respektierung der mechanischen Femurachse. Die Aufzeichnung erfolgte in anterioposteriorer sowie mediolateraler Ausrichtung durch jeweils vier Kameras. Die Ergebnisse wurden durch den Kolmogorov-Smirnov-Test auf Normalverteilung geprüft und die Gruppen mit abhängigen t-Test verglichen, als Signifikanzniveau wurde p=0,05 gewählt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: In den zwei medialen DMS konnte unter Belastung eine lineare Kompression, in den zwei lateralen eine lineare Extension gemessen werden. Die DIC lieferte ebenfalls eine zur Belastung lineare Kompression medial sowie Extension lateral. Statistisch konnten in den gepaarten t-Test keine signifikanten Unterschiede in der erhobenen Oberflächendehnung der beiden Verfahren dargestellt werden. In dieser Studie konnte nachgewiesen werden, dass die DIC an Sawbones den DMS gleichwertige Ergebnisse liefert. Für biomechanische Studien an proximalen Femora bietet die DIC nach Etablierung der Methodik eine gute Alternative, mit der Oberflächenspannungen in einer großen Region of Interest abgeleitet werden können und somit genauere Daten für zum Beispiel Einwachsverhalten von Prothesen oder Frakturverhalten liefern können.
Abbildung 1 [Abb. 1]