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Mira Lauff

• Das Ziel dieser Arbeit war es, eine neuartige, drei-dimensionale Messmethode (BodyScan) zur Körperoberflächenbestimmung an Neugeborenen zu evaluieren. Die exakte Bestimmung der Oberfläche ist, besonders in der Pädiatrie, von großer Bedeutung für die Beurteilung physiologischer Parameter und der Dosierung von Medikamenten bzw. Infusionstherapien. Bestimmungen der Körperoberfläche mit 3D-Scannern liegen zwar für Erwachsene in zahlreichen Studien vor, jedoch wurden Neugeborene aus technischen Gründen bislang nicht untersucht, da ihre komplette Oberfläche in einem Scan nicht dargestellt werden kann. Das verwendete Messgerät „BodyScan“ der Firma 3D-Shape GmbH, Erlangen, arbeitete mit einer Messmethode, die es ermöglichte eine kontaktfreie, schonende, drei-dimensionale Vermessung der Körperoberfläche vorzunehmen (Streifenprojektionstechnologie). Die Neugeborenen konnten nur in liegender Position vermessen werden. Mit Hilfe einer Spiegelkonstruktion war es möglich drei Körperseiten des Neugeborenen im gescannten Bild zu erfassen. Diese gescannte Fläche wurde mit einem Korrekturfaktor zur gesamten Körperoberfläche extrapoliert. Dazu wurde der BodyScan vor Beginn der Studie mit einem artifiziellen Objekt (Messpuppe) kalibriert. Die genaue Oberfläche der Messpuppe war zuvor von einem ähnlichen genormten Gerät (BodyScan3DShape) auf 1632,24 cm², als Zähler des Korrekturfaktors bestimmt worden. Danach fanden 20 Messungen der Puppe mit dem Studien-Scanner statt. Es konnte gezeigt werden, dass der BodyScan die Körperoberfläche der Messpuppe mit einen Fehler von unter 0,1 % genau bestimmen konnte. Die ermittelte mittlere Oberfläche war der Nenner des so erhobenen Korrekturfaktors für unseren BodyScan, der schließlich 1,9787 betrug. Danach wurden 209 gesunde Neugeborenen, geboren in der Universitätsklinik Frankfurt am Main, untersucht. Sie wurden mit dem BodyScan in Bauch- und Rückenlage abgebildet, und die Körperoberfläche wurde zu beiden Ansichtsmodi computerunterstützt ermittelt. Die Ergebnisse des BodyScan wurden mit herkömmlichen, als empirischer Standard betrachteten Methoden, und zwar aus der Literatur bekannten Formeln nach DU BOIS & DU BOIS (1916), nach BOYD (1935), nach HAYCOCK ET AL. (1978), nach MEBAN (1983), und nach MOSTELLER (1987) verglichen. Zwei Neugeborene wurden außerdem mit der Geometrischen Methode untersucht, dazu wurden verschiedene Strecken und Umfänge einzelner Körperteile vermessen und deren Oberfläche mittels mathematischer Formeln bestimmt. Zudem wurde auch ein Subkollektiv von 25 Neugeborenen aus dem Gesamtkollektiv hinsichtlich der Ergebnisse der Körperoberflächenbestimmung mit dem BodyScan und den Formeln gesondert betrachtet. Dieses Subkollektiv setzte sich aus Neugeborenen zusammen, welche unter optimalen Bedingungen abgebildet wurden und von welchen qualitativ „sehr gute“ Aufnahmen erstellt wurden. Die durchschnittliche Körperoberfläche eines unter optimalen Bedingungen vermessenen Neugeborenen betrug mit dem BodyScan 2163,66 cm². Der Vergleich mit den fünf Formeln zur Oberflächenberechnung zeigte zwar geringfügige Abweichungen , aber dennoch gute Übereinstimmung der Ergebnisse unter den optimalen Studienbedingungen [besonders mit den Formeln nach DU BOIS & DU BOIS (1916), HAYCOCK ET AL. (1978), MEBAN (1983) , und MOSTELLER (1987)]. Die durchschnittliche Abweichung des BodyScans von den Formeln lag hier bei 2,55%. Als weiteres Ergebnis erhielten wir gute Übereinstimmungen für die Körperlängenbestimmung durch den BodyScan sowohl im Vergleich zu den Messungen der Hebammen als auch zu denen des Infantometers. Er betrug weniger als 0,1 % Fehler bei der Messpuppe und 2,8 % bei den Neugeborenen. Abschließend kann die Körperoberflächenmessung an Neugeborenen mit dem BodyScan als valide Methode bezeichnet werden. Sie setzt jedoch eine exakte Einstellung des Probanden in der Apparatur voraus. Weitere Untersuchungen sollten an kranken Neugeborenen und Frühgeborenen stattfinden, da die Methode wenig belastend und durch die Verwendung von weißem Licht unschädlich ist.
• The main aim of this study was to evaluate a novel three-dimensional scanning- method (BodyScan) for estimating the body surface area of newborn infants. The accurate estimation of the body surface area is of great importance for the assessment of physiological parameters as well as drug and fluid dosing, especially in pediatric patients. There are many studies for estimating the body surface area of adults with three- dimensional scans, but because of the technical difficulties none of those examined newborns or infants. In contrast to the studies on adults (measured in standing up position) it is not possible to view the complete body surface area of newborns in one scan. The utilized measurement instrument “BodyScan”, provided by 3D-Shape GmbH, Erlangen, Germany, offered a contactless, gentle, three-dimensional measurement of the body surface area (structured light projection).The infants could only be measured in lying position. Therefore a special mirror- construction allowed the imaging of three out of four body-sides. These scanned surfaces were extrapolated with a correction factor to derive the overall body surface area. In advance the BodyScan was therefore calibrated with an artificial measurement device (baby-doll). The exact surface area of the baby-doll was estimated with an comparable standardized scanning device (BodyScan3DShape) to be 1632,24 cm² and was set to be the numerator for the correction factor. After that 20 measurements were made of the baby-doll with our BodyScan. We could show that our BodyScan estimated the body surface area of the baby-doll correctly with an error less than 0,1%. The mean surface area was determined to be the denominator of the correction factor for our BodyScan, which was estimated to be 1,9787. After the calibration of our BodyScan we examined 209 healthy newborns, born at the Universitätsklinik Frankfurt am Main, Germany. The newborns were scanned in prone and supine position and the total body surface area was computer assisted extrapolated to each of the views. The results of the measurements with the BodyScan were compared with conventional empiric standards. These were formulas, which already were established in the literature, such as the formula by DU BOIS & DU BOIS (1916), by BOYD (1935), by HAYCOCK ET AL. (1978), by MEBAN (1983) and by MOSTELLER (1987). Despite that, two of the newborns were also measured by a linear method using defined distances and circumferences of certain body parts to calculate their surface areas with geometrical formulas. Furthermore we examined a sub- group of 25 newborns, with optimal imaging conditions and perfect rated scans, of the main cohort regarding to their results in body surface area measurements by using the BodyScan and the formulas. The mean body surface area of a newborn, measured under optimal conditions with the BodyScan, was determined to be 2163,66 cm². The comparison of the five formulas and the BodyScan showed some minor differences between the methods but overall a relatively good similarity of the results [especially with the formulas by DU BOIS & DU BOIS (1916) , HAYCOCK ET AL. (1978), MEBAN (1983) and MOSTELLER (1987)]. The mean error in this optimal sub- group was determined to be about 2,55% for the body surface area estimation with our BodyScan. Beside the main results of body surface area estimation, we also got good results for the body length estimation with the BodyScan in comparison with the midwife‟s measurements as well as the Infantometer. In case of the baby-doll the error was less than 0,1 % and 2,8 % error in the neonatal cohort under optimal conditions. In conclusion the body surface area estimation of newborns with the BodyScan is a valid method. It requires the exact positioning of the subject in the BodyScan. More studies should be made especially with sick and premature newborns, because this is a very gentle and innoxious (because of the use of white light) method to estimate the body surface area.