Ein biomechanisches Modell unterscheidet Verletzungen durch Sturz oder Schütteln
Zu unterscheiden, ob die Hirnverletzungen eines Babys aus einem Unfall oder aus einer gewalttätigen Handlung resultieren, stellt eine zentrale forensische Herausforderung dar. Um dies zu bewältigen, setzen Experten nun einen Workflow basierend auf 3D-Simulation ein, der objektive digitale Beweise erzeugt. Diese Methode wandelt medizinische Daten in dynamische Modelle um, die die Mechanik des Traumas offenlegen. 🧠
Vom MRT zum virtuellen Modell
Der Prozess beginnt mit den Bildern der Magnetresonanztomographie (MRT) des Patienten. Mit spezialisierter Software wie 3D Slicer segmentieren und rekonstruieren die Techniker die Hauptanatomiestrukturen, um ein präzises dreidimensionales digitales Modell zu erstellen. Dieses Modell umfasst das Gehirn, die Schädelknochen und die Halswirbelsäule und bildet die geometrische Basis für virtuelle Tests.
Schlüsselphasen der Rekonstruktion:- Importieren und Verarbeiten der MRT-Daten des Patienten.
- Segmentieren der Gewebe, um Gehirn, Schädel und Wirbel zu isolieren.
- Generieren eines detaillierten 3D-Netzes, bereit für die Simulation.
Die Wahrheit liegt nicht immer in dem, was gesagt wird, sondern darin, wie die Meningen in einer digitalen Datei bewegt werden.
Zwei kritische Szenarien simulieren
Das anatomische Modell wird in eine biomechanische Simulationsumgebung wie Madymo oder LS-DYNA exportiert. Dort definieren die Ingenieure die Eigenschaften der biologischen Materialien und die Randbedingungen. Anschließend führen sie zwei separate Szenarien aus: eines repliziert einen Sturz aus einer bestimmten Höhe und das andere simuliert die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte, die typisch für ein gewaltsames Schütteln sind. Die Software berechnet die Scherkräfte und Beschleunigungen, die das Gehirngewebe in jedem Fall beeinflussen.
Was die Simulation berechnet:- Die Trägheits- und Scherkräfte im Gehirnparenchym.
- Die Muster von Spannung und Verformung in den Strukturen.
- Die Fluiddynamik der Zerebrospinalflüssigkeit.
Virtuelle Daten mit realen Beweisen vergleichen
Das Endergebnis der Simulation, das Karten von Schäden und mechanischem Stress zeigt, wird rigoros mit den in der Autopsie oder in der Neurobildgebung des Babys dokumentierten Verletzungen verglichen. Dieser objektive Vergleich ermöglicht es, eine Hypothese über die Ursache des Traumas zu stützen oder zu widerlegen. Die Anpassung fortschrittlicher Plattformen, wie z. B. Simulia Living Heart, zur Modellierung der Hirndynamik, markiert einen Fortschritt in der forensischen Ingenieurwissenschaft und liefert messbare Daten zu einer Debatte, die zuvor stärker von subjektiven Zeugenaussagen abhing. 🔍