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In vivo measurements of human bone deformation using optical segment tracking: surgical approach and validation in a three-point bending test

Ganse, Bergita und Yang, Pengfei und Brüggemann, Gert-Peter und Müller, L.P. und Rittweger, Jörn und Koy, Timmo (2014) In vivo measurements of human bone deformation using optical segment tracking: surgical approach and validation in a three-point bending test. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions, 14 (1), Seiten 95-103. International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. ISSN 1108-7161.

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Kurzfassung

The purpose of the study was to validate optical segment tracking, a new method for in vivo human tibia deformation measurements and to assess bending in a three-point bending test. The approach relies upon optical motion capturing of reflecting marker clusters affixed to the bone via screws inserted three millimeters into the corticalis in local anesthesia. The method was tested in five healthy subjects. Screws were left in place for six to eight hours and a variety of exercises performed. A pain questionnaire was used to assess pain levels. PQCT-images were taken to locate screw holes in the bone. A three-point bending test was performed and repeatability evaluated. The new method shows good feasibility though this was previously considered impossible by many experts. Local anesthesia works for screw implantation and explantation. Results show linearity with an average of 0.25 degrees per 10 kg of weight applied with good repeatability (average variation coefficient 8%). Optical segment tracking is feasible for human in vivo bone deformation measurements. There is a variety of possible clinical and experimental applications including stability testing of osteosyntheses and joints, monitoring of bone healing, evaluation of exercises in physiotherapy, and assessment of bone deformation patterns in bone disease.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/88487/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:In vivo measurements of human bone deformation using optical segment tracking: surgical approach and validation in a three-point bending test
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ganse, Bergitabergita.ganse (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, PengfeiPengfei.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brüggemann, Gert-PeterDeutsche SporthhochschuleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, L.P.University of Cologne,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, Jörnjoern.rittweger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koy, Timmotimmo.koy (at) uk-koeln.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2014
Erschienen in:Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
Seitenbereich:Seiten 95-103
Verlag:International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions
ISSN:1108-7161
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Motion Capturing, Visual Analog Scale, Bone Deformation, pQCT, Three-point-bending
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Effekte von Mikro-g und Hyper-g (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Weltraumphysiologie
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:12 Mär 2014 12:34
Letzte Änderung:30 Aug 2017 10:18

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