ColVerMod - Systementwicklung für Therapie- und Verlaufskontrolle und -dokumentation bei Wirbelsäulendeformationen und -erkrankungen

Ziel des Kooperationsvorhabens TheViSad (GFaI-Teilprojekt: ColVerMod) war die Schaffung einer neuartigen Gesamtlösung für die Therapie- und Verlaufskontrolle mehrerer spezieller Indikationen bei Patienten mit Wirbelsäulendeformationen auf der Grundlage von wissens- und geometriedatengestützter Modellierung. Hauptteile der Ziellösung waren die Weiterentwicklung der Gerätetechnik (Partner VITRONIC) und eine komplexe Auswertungs- und Dokumentationssoftware (GFaI) auf der Grundlage von Daten- und Wissensfusion. Die angestrebte neue medizinische Dokumentationsanwendung (Verfahren) soll im Ergebnis zu einer signifikanten Reduzierung der Röntgenstrahlenexposition beitragen, das Zielsystem jedoch auch direkt für die Fertigung von individualisierten Therapiehilfsmitteln (Korsette) und somit an der Schnittstelle zwischen Arzt und orthopädischen Werkstätten eingesetzt werden.

Im Projektteil des Partners VITRONIC GmbH wurde auf der Grundlage der bereits bestehenden Lösungen ein Bodyscanner entwickelt, der neben einer genauen und schnellen Geometrieerfassung auch messpunktbezogen hochwertige radiometrische Informationen (Oberflächenfarbe) bereitstellt und somit zusätzliche Merkmale für die Segmentierung und Registrierung Körperdaten, auch aus unterschiedlichen Messperioden liefert.

Teilprojekt ColVerMod

Im Rahmen des Teilprojektes ColVerMod der GFaI (Parametrische dynamische Modellierung des Wirbelsäulenstatus auf der Basis multisensorieller Daten und formalisierten Spezialwissens) stand die Einbindung von initialen Röntgenaufnahmen der Patienten sowie die Formalisierung und Parametrisierung von ärztlichem Spezialwissen zur Bewertung der relevanten Geometrieveränderungen im Therapieverlauf im Vordergrund. Aufgaben der Datenfusion von multiplen Sensor- sowie weiterer Daten (Statistik, formalisiertes Wissen, X-Ray) wurden gelöst und umfangreiche Untersuchungen und Entwicklungen für eine neue Auswertungs- und Dokumentationssoftware realisiert.

Wesentliche inhaltliche Zielstellungen des Vorhabens wurden nach Einschätzung der medizinischen Spezialisten erreicht, eine Evaluierung des Systems für die Verlaufskontrolle bei bestimmten Deformitätsindikationen konnte priorisiert werden. Die Erprobungen und weitere Untersuchungen des Einsatzpotentials sind aktuell noch nicht abgeschlossen und werden fortgesetzt, die hierfür zur Verfügung stehende Patienten-Datenbasis muss weiter ausgebaut werden, da sie aktuell für eine endgültige Bewertung der Kontrollverfahren noch nicht ausreichend ist. Mögliche Einsatzgebiete für die Gesamtlösung sind die medizinische Dokumentation und Verlaufskontrolle sowie die Fertigung individualisierter Therapiehilfsmittel. Ein wesentliches Argument für die Fortsetzung der Arbeiten und den Einsatz der geschaffenen Lösung bleibt die Möglichkeit, die Zahl der Röntgen- bzw. CT-Aufnahmen, die bei der Therapie-Verlaufskontrolle erforderlich sind und überwiegend junge PatientInnen im Wachstums- bzw. Reifestadium betreffen, zu senken und damit das Risiko einer schädlichen Strahlendosisleistung zu verringern. Im Ergebnis des Vorhabens erfolgte darüber hinaus auch die Erweiterung der Funktionalität der ScoliCAD^®-Plugins und der Software-Werkzeuge für die Korsettanpassung für das GFaI-Softwareprodukt Final Surface^®. Diese Werkzeuge werden in der Praxis von Dr. H.-R. Weiß und (vertrieben über die Firma KOOB GmbH & Co KG) aktuell auch von ausländischen Spezialisten und Partnern genutzt.

L. Paul, U. Bürgel: Nutzung von Zeitserien aus Textur-, Geometrie- und Röntgen-Daten in einer medizinischen Anwendung. In: 60. Heidelberger Bildverarbeitungsforum „Multisensorielle 3-Datenfusion“, Wiesbaden, März 2016. L. Paul: Software und 3D-Scan-Applikationen für Orthopädie und Orthopädietechnik aus der GFaI. In: GFaI-Informationen 3/2014, S. 2 f.

• VITRONIC Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH, Wiesbaden
• Praxis Dr. med. H.-R. Weiß, Gensingen