Masterarbeit Anja Kraft
Titel der Arbeit:
Untersuchung photogrammetrischer Methoden zur Bestimmung des Schädelvolumens und Schädeldeformitäten Frühgeborener
Betreuer:
Dr.-Ing. Danilo Schneider, Dr. med. Sascha Ifflaender
Beschreibung:
Ein Bereich, in dem die Photogrammetrie in der Medizin eingesetzt wird, ist die Neonatologie. Vor allem bei Frühgeborenen und kranken Neugeborenen müssen das physiologische und ein eventuell pathologisches Wachstum des Schädels (Schädeldeformitäten) in regelmäßigen Abständen untersucht und bewertet werden. Im Fachbereich Neonatologie und Pädiatrische Intensivmedizin der Klinik und Poliklinik Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Dresden ist zu diesem Zweck der Laserscanner STARscanner im Einsatz.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde die Genauigkeit des STARscanners untersucht und mit anderen photogrammetrischen Messsystemen verglichen. Diese sind: ATOS II Triple Scan (Streifenprojektionssystem), MicroScan 3D (Laserlichtschnittverfahren) sowie PMD[Vision] CamCube 2.0 (Distanzmesskamera). Außerdem wurde ein bildbasiertes Verfahren nach dem Structure-from-motion-Prinzip angewendet. Um diese zu vergleichen, wurden die drei Untersuchungsobjekte Puppenkopf, Halbkugel und Quader verwendet. In der Software Geomagic Studio wurden Differenzanalysen (siehe Abbildungen 1 bis 3) sowie Vergleiche verschiedener Volumina und Umfänge durchgeführt.
Abb. 1: 3D-Abweichung des Puppenkopfes aus STARscanner-Aufnahme zum ATOS II Triple Scan
Abb. 2: 3D-Abweichung der Halbkugel aus STARscanner-Aufnahme zum ATOS II Triple Scan
Abb. 3: 3D-Abweichung aus STARscanner-Aufnahme zum ATOS II Triple Scan
Am Ende der Arbeit erfolgte eine Bewertung der genutzten Messsysteme im Hinblick auf ihre Genauigkeit und ihre Eignung für die Erfassung von Schädelwachstum und Schädeldeformitäten für medizinische Studien. Die Analysen haben gezeigt, dass der STARscanner bei allen Aufnahmen bessere Genauigkeiten erreichte als die vom Hersteller angegebenen 0,5 mm. Dieser und das Structure-from-motion-Prinzip eignen sich für die Erfassung von Kindsköpfen und müssen hinsichtlich weiterer Aspekte untersucht werden.