Maßgetreue Dokumentation der Wundtopografie auf der Oberfläche der individuellen virtuellen Leichenpuppe

Abstract

Im Gerichtsmedizinischen Institut Tübingen wurde die Methode der dreidimensionalen, fotorealistischen Oberflächenvermessung mittels Streifenlichttopometrie für die gerichtsmedizinischen Erfordernisse adaptiert. Sie erlaubt die schnelle, im Submillimeterbereich auflösende, vollständige Erfassung von Körperoberflächen.

In der Routine werden momentan zwei SLT-Anlagen eingesetzt: eine mobile mit einem Streifenlichtprojektor und einer Kamera sowie eine fest installierte mit automatisiertem Messkopfvorschub. Dieser Messkopf umfasst drei Kameras und zwei Streifenlichtprojektoren. Letztere erlauben eine weitgehende Automatisierung des Messvorgangs.

Die Wunddokumentation mittels Streifenlichttopometrie zeigt sich gegenüber allen in der gerichtsmedizinischen Praxis angewandten Verfahren als überlegen. Dies wurde in der vorliegenden Arbeit belegt. Die verbal-beschreibende Verletzungsdokumentation zusammen mit einer individuell angefertigten Skizze hat Nachteile bezüglich ihrer mangelnden Genauigkeit und ihrer starken subjektiven Färbung. Die in der Gerichtsmedizin häufig verwendete Fotografie mit ihren Weiterentwicklungen – maßgetreue Sofortaufnahmen, die Automatisierung von Übersichts- und Detailfotografie, die Verwendung von nichtsichtbarem Licht, Fluoreszenzfotografie und die moderne digitale Fotografie – zeigen sich als deutlich objektiver und genauer. Jedoch fehlt der Fotografie naturgemäß die Dreidimensionalität und damit auch die Möglichkeit, genaue Messungen schnell anzufertigen oder Tatwerkzeuge und Wunden zu vergleichen. In der Literatur mehrfach beschrieben wird die Wunddokumentation mittels Fotogrammetrie. Diese ermögliche die räumliche, metrisch exakte Darstellung einzelner relevanter Punkte einer Verletzung im Raum. Die fotogrammetrische Verletzungsauswertung ist jedoch ein sehr aufwendiges Verfahren, das zudem keine Farbdarstellung zulässt. All diese Mängel weist die streifenlichttopometrische Oberflächenerfassung nicht auf. Sie kann deswegen als ein für die gerichtsmedizinische Leichenschau ideales Verfahren bezeichnet werden.

Die notwendigen Schritte bei der streifenlichttopometrischen Datengewinnung und -verarbeitung werden in der vorliegenden Arbeit beschrieben und mit Beispielen und Abbildungen verdeutlicht. Diese Schritte sind: Die Aufnahme und ihre Vorbereitung, das Matchen der einzelnen, noch ohne Bezug zueinander liegenden Punktwolken, die Selektion aller wesentlichen Informationen und eine folgende, am jeweiligen Bedarf orientierte Weiterverarbeitung der virtuellen Leichenpuppe.

Zudem beschreibt die vorliegende Arbeit ein wesentliches Problem der vollständigen Oberflächenaufnahme: das Entstehen von Bewegungsartefakten bei der Umlagerung der Leiche aus der Rücken- in die Bauchlage. Zur Lösung dieses Problems wurden ver-schiedene Strategien mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen vorgestellt: Die Lagere-konstruktion mit Laborstativen, mit Marken, Unterlagen und einer Wasserwaage sowie mit einer Fixiermatte und Spanngurten. Als die exakteste und schnellste Methode zur Vermeidung von Bewegungsartefakten bei der Umlagerung erwies sich die Kombination aus Fixiermatte und Spanngurten.

Zur Erleichterung, weiteren Objektivierung und Erweiterung der gerichtsmedizinischen Leichenschau wurde in der Literatur eine Vielzahl von radiologischen Verfahren be-schrieben. Es ist denkbar, so entstandene Bilder passgenau in die virtuelle Leichenpup-pe einzufügen. Das Resultat wäre ein vollständiger "digitaler Wundenmann", dessen Verletzungen mit dem jeweils geeignetsten Werkzeug objektiv darstellbar wären. Dieser Schritt würde die vollständige Objektivierung einer Leichenschau gewährleisten.

The department of forensic science at the university of Tübingen adapted the method of three-dimensional measurment of any given surface with fotorealistic colors by means of “Streifenlichttopometrie” (SLT) to the needs of forensic medicine. This technique allows the fast and complete measurement of a whole bodies’ surfaces.

In the daily routine two devices are used: a mobile one with one light-pattern projector and one camera, and a fix device with two light-pattern projectors and an automated feed of the measurement unit. This unit contains three cameras and allows a total automation of the measurement

The documentation of wounds and injuries with SLT turns out to be far superior to conventional methods used in forensic medicine. The verbal description of injuries shows grave disadvantages concerning accuracy and a heavy subjectivity of the physician performing the autopsy. The commonly used fotography (and its enhancments as real-live sized photography, automation in reproduction of details, the use of extra-spectral light, flourescence-fotography and modern digital techniques) appeared to be far more objective and more exact.

As photograpy naturally lacks the third dimension and therefore as well the possibillity to perform exact measurements, any fitting of instruments to injuries and the comparison of wounds. In literature, the use of fotogrammetry ist widely described for the purpose of documentation of wound. This technique allows exact, three-dimensional reproduction of any given point of the aquired surface. Fotogrammetry turns out to be an very time-consuming method that allows no display of colurs.

The mentioned deficencies do not occur with Streifenlichtopometrie. The technique therefore can be called an ideal tool for necropsies in forensic medizine.

In this publication all the necessary steps to gain a complete digital SLT-model are presented and explained by examples and pictures. These steps are as follows: Preparation of the body, the exposure, the matching of the multiple surfaces’ parts, which, at first, are without any sterical congruence, selection of the important information and the adaption of the virtual model to the individual forensic necessity.

This publicatuion also describes the basic problem in creating a complete virtual body: the development of artificial movements during the necessary rotation of the body. To solve this problem, several techniques were used. These were: Reconstruction of the bodies Lage with patches, colums and a water level; also a deflatable fixation unit and adjustable belts. Using a combination of the fixation unit and adjustable belts turned to be the fastest and most exact method to avoid any artificial movement.

For alleviation, further objectivity and as an amplification of forensic autopsies a large variety of radiological methods had been described, such as CT, NMR or PET. Together with the virtual bodies’ surface created with SLT these data will provide the possibility to perform a “virtual autopsy”. This tool would deliver the highest level of objectivity and completeness of all imaginable injuries of a bodies’ surface or its interior.