Medizin
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Gentechnik im Klassenzimmer
(2010)
Gerlach zum zweiten Mal in den Rat der Gesundheitsweisen berufen Foto: Institut für Allgemeinmedizin
(2010)
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die computergestützte, lichtoptometrische Gesichtsscannung ‚Primos body‘ zur dreidimensionalen Weichteilvermessung des Gesichts gegenüber der althergebrachten, manuellen Gesichtvermessung durch das ‚Clinometer nach Dr. Behrend‘ für den Bereich der Kieferorthopädie zu evaluieren. An dieser Untersuchung haben insgesamt 42 gesunde Erwachsene im Alter zwischen 24 und 51 Jahren teilgenommen. Um die optimalen Versuchsanordnungen sowie die Untersucher-Intervariabilität der Geräte festzustellen sind Voruntersuchungen durchgeführt worden. Bestandteil der Hauptuntersuchungen ist es mittels beider Apparaturen definierte Winkel zu vermessen und vergleichend auszuwerten. Für beide Messreihen kommen Landmarken im Bereich der Gesichtsmitte (Glabella, Nasenspitze und Hauptpogonion) zur Anwendung. Bezüglich Primos body werden zusätzlich die Abbildungen lächelnder sowie nicht lächelnder Gesichter (l- und nl- Messreihe) softwaregestützt nach definierten Winkeln ausgewertet. Die Voruntersuchungen ergeben, dass für das Clinometer die Methode „Fläche – Kopfhalterung“ als die sicherste Variante bezüglich der Reproduzierbarkeit der Messwerte einzustufen ist. Zur zusätzlichen Fixierung des Clinometers sollte daher zukünftig eine Kopfhalterung eingesetzt werden. Ferner sollte es auf eine Fläche aufgelegt werden. Abgesehen davon besagen die statistischen Auswertungen, dass das Clinometer nach Dr. Behrend einer häheren Untersucher-Intervariabilität unterliegt, als das Primos body. Die Untersucher-Intervariabilität des Clinometers liegt aber in einer klinisch wenig relevanten Größenordnung (<1°).
Für die Messungen der Hauptuntersuchungen mittels des Primos bodys sind folgende Winkel gewählt worden: Die erste Halbgerade stellt immer die Bipupillarlinie dar, die zweiten Halbgeraden werden gebildet aus den Verbindungslinien zwischen 1) Glabella und Nasenspitze (BN); 2) Glabella und Hauptpogonion (BK); 3) den beiden äußeren Augenwinkeln (BäA); 4) den bei-den Mundwinkeln (BM); 5) den beiden inneren Augenwinkeln (BiA); 6) Glabella und dem Interincisalpunkt (BI) sowie 7) den beiden Eckzahnspitzen (BE).
Der Winkel BN hat in den l- und nl-Messreihen die größte Distanz zur Symmetrieebene, beim Lächeln verändert er sich am stärksten und bezüglich der Standardabweichung unterliegt er der größten Streuung. Der Winkel BäA unterliegt der kleinsten Distanz zur 0°-Ebene, verändert sich beim Lächeln am wenigsten und weist bezüglich der Standardabweichung die geringste Streuung auf. Der Winkel BK konnte vom Untersucher am präzisesten bestimmt werden, dem Winkel BE wird hingegen die größte Ungenauigkeit zugeschrieben. Die Gesichter der Probanden dieser Studie werden beim Lächeln nicht symmetrischer oder asymmetrischer. Vielmehr nähert sich die Veränderung einer Gauß`schen Normalverteilung an. Der Winkel BK verändert sich beim Lächeln signifikant stärker, wenn er in nicht lächelnder Stellung weit von der Symmetrieebene entfernt ist (Spearman-Rho-Test: p=0,015). Für alle anderen Winkel sind keine Signifikanzen diesbezüglich festzustellen. Auch gilt für BK: Die Gesichter der Frauen der Studie sind sowohl in der nl- als auch l-Messreihe bezüglich des Winkels BK signifikant symmetrischer als die der Männer (Wilcoxon-Mann-Whitney-U-Tests: p<0,05). Der Bland-Altman-Test ergibt, dass der Winkel BK eher mit dem Ästhetikwinkel vergleichbar ist als der Winkel BN. Für zukünftige Vermessungen mit dem Clinometer sollte die Gesichtsmitte daher eher durch Hinzuziehen der Kinnmitte, als der Nasenachse zur Bestimmung des Ästhetikwinkels miteinbezogen werden. Weiterführend ist die softwaregestützte Gesichtsvermessungsmethode mit Primos body bezüglich der Messgenauigkeit dem Clinometer überlegen. Die vorliegende Dissertation kann somit ein neues bildgebendes Verfahren im Bereich der dreidimensionalen Gesichtsvermessung spe-ziell für das kieferorthopädische und kieferchirurgische Gebiet vorstellen, mit Hilfe jener zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Diagnostik, Planung, Therapie und Nachsorge bestehen. Zusätzlich sollen die Ergebnisse Anstoß für weitere Forschungen im Bereich der dreidimensionalen Gesichtsvermessung sein um zukünftig invasive bildgebende Verfahren ersetzten zu können.
Hintergrund: Die Unterschidung von Augen mit frühem Keratokonus (KC) von normalen Augen bereitet nach wie vor Schwierigkeiten. Die vorliegende Untersuchung vergleicht konventionelle keratometrie-basierte mit wellenfront-basierten Maßzahlen hinsichtlich ihrer Eignung, normale Augen von Augen mit sehr frühem Keratokonus zu unterscheiden.
Methoden: Es wurden 17 Augen von 17 Patienten mit frühem KC eingeschlossen. Bei diesen 17 Augen handelt es sich um klinisch unauffällige Partneraugen des stärker betroffenen Auges. 123 Normalaugen von 69 Patienten dienten als Negativkontrolle. Von den axialen Kurvaturdaten wurden folgende Maßzahlen berechnet: zentrale Keratometrie (cK), Astigmatismus (AST), inferior-superiore Brechwertdifferenz (I-S), Verkippung der radialen Achsen (SRAX), KISA% index (eine Maßzahl, die auf cK, AST, I-S und SRAX basiert) und corneale Zernike-Koeffizienten (1.–7. Ordnung, Pupillendurchmesser: 6 mm). Aus Zernike-Koeffizienten wurden Diskriminanzfunktionen konstruiert. Receiver-Operatiing-Charakteristik (ROC)-Kurven wurden erstellt, um die diagnostische Trennschärfe dieser Werte zur Unterscheidung von klinisch unauffälligen Partneraugen von Augen mit frühem Keratokonus und normalen Kontrollen zu evaluieren.
Ergebnisse: Der I-S-Wert (Korrektheit 92,1%, kritischer Wert 0,59 D) und die vertikale Coma (C3-1; 96,7%, –0,2 µm) waren die beiden Einzelwerte mit höchster Trennschärfe. Mit den ursprünglich publizierten kritischen Werten lag der Rabinowitz-McDonnell test (cK und I-S) bei 83,3% (Sensitivität 0%, Spezifität 100%) und der KISA% bei 70,8% (81,3%, 60,3%). In Verbindung mit Diskriminanzanalyse errichten Zernike-Koeffizienten eine Korrektheit von 96,7% (100%, 93,4%).
Schlussfolgerungen: Auf cornealen Zernike-Koeffizienten basierende Maßzahlen erreichte die höchste Trennschärfe bei der Unterscheidung von Augen mit subklinischem KC von Normalaugen. Dennoch konnten konventionelle KC-indices eine ähnlich hohe Trenschärfe wie die Zernike-Methode erreichen, wenn die kritischen Werte entsprechend angepasst werden.
Hintergrund: Im Rahmen der Erforschung von Mechanismen der Presbyopie-Entstehung hat das Interesse an Methoden zur Linsendensitometrie wieder zugenommen. Für spezielle Fragestellungen sind flexible Untersuchungsmethoden notwendig.
Methoden: Basierend auf Aufnahmen mit der Scheimpflug-Kamera Pentacam HR (Oculus, Wetzlar) wurde ein MATLAB-Programm (V7.0, The MathWorks) erstellt, um größere Datenmengen automatisiert auszuwerten. Die Erkennung der Pupillenmitte als Referenzpunkt erfolgt mittels eines Randerkennungsalgorithmus. Als Kennzahlen dienen klassische Parameter der beschreibenden Statistik (Mittel, Minimum, Maximum, Standardabweichung und Variationskoeffizient) für einen definierten rechteckigen Bereich und für die zentrale vertikale Achse.
Ergebnisse: In einer Präliminarserie von 18 Augen war eine automatisierte Messung mit korrekter Pupillenerkennung in 80% der Fälle möglich. Verglichen mit der hersteller-eigenen Software (Pentacam 6.03r11) besitzt das eigene Programm eine erweiterte Spannweite der Messwerte. Die Messwerte können automatisch nach Excel (Microsoft) exportiert werden. Ein modularer Aufbau ermöglicht eine flexible Erweiterung für weitere Fragestellungen (z.B. Quantifizierung von Kern- und Rindentrübungen).
Schlussfolgerungen: Mittels eines selbst programmierten MATLAB-basierten Programmes kann eine automatisierte Messung und Analyse von linsndensitometrischen Parametern durchgeführt werden.