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Erfahren Sie, was eine Knickfraktur des Handgelenks ist und warum sie bei Kindern häufig vorkommt. Erfahren Sie, wie KI und Computer Vision Ärzten helfen, Frakturen genau zu erkennen und zu behandeln.
Eine Handgelenksknickfraktur, auch Torusfraktur oder distale Radiusknickfraktur genannt, ist eine häufige Verletzung des Handgelenks, die auftritt, wenn sich der Handgelenksknochen verbiegt und leicht ausbeult, anstatt vollständig zu brechen. Diese Art von Fraktur tritt am häufigsten bei Kindern auf, insbesondere im Bereich des Handgelenks.
Obwohl sie schmerzhaft sind, sind Knochenbrüche in der Regel stabil und heilen schnell mit einer einfachen Behandlung, wie dem Tragen einer Schiene. Bisher haben sich die Ärzte bei der Diagnose dieser Art von Verletzungen auf Röntgenbilder verlassen, aber subtile Frakturen können manchmal übersehen werden.
Heute wird eine Spitzentechnologie, das so genannte Computer Vision, zur Verbesserung der Diagnose erforscht. Computervision ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz (KI), das es Computern ermöglicht, Bilder, wie z. B. Röntgenbilder, ähnlich wie der Mensch zu sehen und zu interpretieren. Durch die Unterstützung der Ärzte bei der genauen Erkennung von Handgelenksknochenbrüchen kann die Computervision auch dazu beitragen, unnötige Behandlungen zu vermeiden.
In diesem Artikel werden wir einen genaueren Blick darauf werfen, was eine Knickfraktur ist, warum sie bei Kindern so häufig vorkommt, wie sie behandelt wird und wie die Computervision die Zukunft der Diagnose und Heilung gestaltet. Fangen wir an!
Wie entsteht eine Handgelenksknickfraktur?
Bevor wir uns damit befassen, wie die Computervision die Patientenversorgung bei Frakturen verbessert, sollten wir zunächst besser verstehen, was eine Handgelenksknickfraktur ist, wie sie entsteht und warum sie bei Kindern so häufig vorkommt.
Handgelenkknochenbrüche sind bei Kindern unter 12 Jahren häufig. Die Knochen von Erwachsenen sind härter und brüchiger, während die Knochen von Kindern weicher und flexibler sind. Außerdem haben Kinderknochen eine dünnere, flexiblere Kortikalis (die harte äußere Schicht des Knochens) und eine dickere Knochenhaut (die Schutzschicht, die die Heilung des Knochens unterstützt).
Wenn ein Kind auf eine ausgestreckte Hand fällt, bricht der Knochen aufgrund dieser Flexibilität normalerweise nicht, wie es bei einem Erwachsenen der Fall sein könnte. Stattdessen wird eine Seite des Kortex zusammengedrückt und wölbt sich nach außen, was Ärzte als Knick bezeichnen.
Knickfrakturen treten im distalen Radius (dem größeren Knochen in der Nähe des Handgelenks) und manchmal in der Elle (dem kleineren Knochen daneben) auf. Selbst einfache Unfälle wie ein Sturz vom Fahrrad, ein Stolpern auf dem Spielplatz oder ungeschickte Landungen bei Kontaktsportarten können einen ausreichenden Druck auf das Handgelenk eines Kindes ausüben, um diese Art von Fraktur zu verursachen.
Abb. 1. Eine Knickfraktur des Handgelenks am distalen Radius.(Quelle)
Im Gegensatz zu schweren Verletzungen, wie z. B. Greenstick-Frakturen oder vollständigen Frakturen, handelt es sich bei Knickbrüchen um unvollständige Frakturen, die in der Regel schnell heilen und selten langfristige Probleme verursachen. Dennoch ist es wichtig, dass die Verletzung richtig diagnostiziert und behandelt wird, damit der Knochen richtig heilt und Komplikationen vermieden werden.
Anzeichen für einen Bruch der Handgelenkspange zu Hause erkennen
Nachdem wir nun einen Überblick darüber haben, was eine Handgelenksknickfraktur ist, wollen wir uns ansehen, wie sie normalerweise behandelt wird, bevor wir zu den Herausforderungen und der Rolle der Computer Vision kommen.
Eine Knickfraktur ist oft schwer zu erkennen, da das Handgelenk nicht immer schwer verletzt aussieht. Die häufigsten Anzeichen sind Schmerzen, Schwellungen und Druckempfindlichkeit im Bereich des Handgelenks. In manchen Fällen kann eine kleine Beule oder eine leichte Formveränderung auftreten, aber oft sieht das Handgelenk ganz normal aus.
Was Eltern oft verwirrt, ist die Tatsache, dass ein Kind selbst bei einem Knickbruch sein Handgelenk noch recht gut bewegen kann. Bei einem vollständigen Bruch wird das Handgelenk instabil und eine Bewegung ist fast unmöglich, aber ein Knickbruch ist stabiler, so dass eine gewisse Bewegung noch möglich ist.
Dies kann dazu führen, dass ein Knickbruch leicht mit einer Verstauchung verwechselt wird. Beide verursachen Schmerzen und Schwellungen, aber eine Fraktur betrifft den Knochen, während eine Verstauchung die Bänder betrifft. Wenn sich die Schmerzen nicht innerhalb von ein oder zwei Tagen bessern oder immer wieder auftreten, wenn das Kind sein Handgelenk benutzt, sollte es sich von einem Arzt untersuchen lassen. Auch wenn Knickbrüche weniger schwerwiegend sind als andere Brüche, müssen sie dennoch richtig behandelt werden, damit sie gut heilen.
Behandlung: Wie Ärzte Handgelenksknickfrakturen behandeln
Die meisten Spangenbrüche heilen schnell und müssen nicht weiter behandelt werden. Die Genesung besteht hauptsächlich darin, das Handgelenk stabil und bequem zu halten, während der Knochen heilt.
Die Ärzte konzentrieren sich in der Regel auf drei einfache Schritte: Schienung, Schmerzlinderung und eine kurze Nachuntersuchung, um den Fortschritt zu überprüfen. Lassen Sie uns diese drei Schritte durchgehen.
Schienung und Ruhigstellung
Anstelle eines schweren Gipsverbands verwenden Orthopäden häufig eine abnehmbare Schiene, die das Handgelenk umschließt, um es ruhig zu halten. Diese Handgelenksschienen sind für die Eltern leichter zu handhaben, für die Kinder bequemer und werden vom NHS (Nationaler Gesundheitsdienst des Vereinigten Königreichs) empfohlen. Auf Anraten des Arztes können sie manchmal zum Baden oder für kurze Pausen abgenommen werden.
Abb. 2. Eine abnehmbare Handgelenksschiene(Quelle)
Schmerzlinderung
In den ersten Tagen kann die Fraktur schmerzen, doch reicht oft eine geringe Dosis Schmerzmittel wie Ibuprofen oder Paracetamol aus. Wenn das Handgelenk mit einer Schiene gestützt wird und die Schmerzen gelindert werden, fühlen sich die meisten Kinder schnell wohler.
Erholung und Nachbereitung
Knickbrüche heilen in der Regel innerhalb weniger Wochen und verursachen selten dauerhafte Probleme. Bei einigen Kindern kann ein Nachsorgetermin erforderlich sein, bei dem ein Arzt überprüft, ob der Knochen richtig heilt.
Sobald die Schiene abgenommen ist und die Schmerzen nachgelassen haben, können die Kinder wieder normal spielen, auch wenn Kontaktsportarten wie Fußball oder Turnen etwas mehr Zeit in Anspruch nehmen können. In den meisten Fällen heilt die Fraktur vollständig und ohne langfristige Folgen aus.
Der Bedarf an Computer Vision im Gesundheitswesen
In Krankenhäusern und Kliniken prüfen Ärzte täglich Hunderte von medizinischen Bildern, wie Röntgenaufnahmen, CT-Scans und MRTs. Diese Bilder geben zwar wichtige Informationen preis, doch können bei der manuellen Prüfung feine Details übersehen werden. Computer-Vision-Modelle sind darauf ausgelegt, diese Bilder und andere visuelle Informationen schnell und präzise zu interpretieren.
Abb. 3. Röntgenbild, das eine Knickfraktur des Handgelenks zeigt(Quelle)
KI-Modelle wie Ultralytics YOLO11 und Ultralytics YOLOv8 unterstützen beispielsweise Aufgaben wie die Objekterkennung (Lokalisierung von Objekten in einem Bild), die Bildklassifizierung (Zuweisung einer Bezeichnung für das gesamte Bild) und die Instanzsegmentierung (exakte Beschreibung der Form und der Grenzen von Objekten). Wenn YOLO11 und YOLOv8 auf einem benutzerdefinierten Satz von Röntgenbildern trainiert werden, können sie lernen, die subtilen Anzeichen von Knickfrakturen zu erkennen, was sie für die Diagnose nützlicher macht.
Im Zusammenhang mit Frakturen kann die Objekterkennung helfen, die genaue Position der Verletzung auf einem Röntgenbild zu bestimmen, während die Bildklassifizierung feststellen kann, ob der Scan normal ist oder eine Fraktur zeigt, und sogar die Art der Fraktur identifizieren kann. Die Segmentierung von Instanzen kann noch einen Schritt weiter gehen, indem sie die genaue Form und die Grenzen der Fraktur umreißt und den Ärzten ein klareres Bild davon vermittelt, wie viel vom Knochen betroffen ist.
Warum die YOLO-Modelle von Ultralytics für die Erkennung von Handgelenksfrakturen verwenden?
Sie fragen sich vielleicht, warum man bei der Vielzahl der heute verfügbaren Computer-Vision-Modelle ein Ultralytics YOLO-Modell wie YOLO11 verwenden sollte. YOLO-Modelle wie YOLO11 und YOLOv8 sind beliebt, weil sie Geschwindigkeit, Genauigkeit, Effizienz und Präzision in einer Weise kombinieren, die sie für den praktischen Einsatz geeignet macht. Dies ist besonders in Krankenhäusern und Kliniken wichtig, wo Ärzte täglich eine große Anzahl von Röntgenbildern prüfen.
In einer kürzlich durchgeführten Studie zur Erkennung von pädiatrischen Handgelenksanomalien verglichen die Forscher mehrere YOLO-Modelle(Ultralytics YOLOv5, YOLOv6, YOLOv7 und YOLOv8) mit herkömmlichen zweistufigen Objekterkennungsansätzen wie Faster R-CNN und sogar herkömmlichen CNN-Klassifikatoren.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Modelle der YOLO-Familie nicht nur schneller arbeiteten, sondern auch Frakturen mit höherer Genauigkeit aufspürten. Besonders gut schnitt YOLOv8m ab, das eine Sensitivität von 92 % und eine mittlere Präzision (mAP) von 95 % bei der Frakturerkennung erreichte.
Abb. 4. Ein Beispiel für die Verwendung von YOLOv8 zur Erkennung von Handgelenksfrakturen(Quelle)
Die wichtigsten Erkenntnisse
Knickbrüche kommen bei Kindern häufig vor, heilen aber in der Regel schnell mit einer Schiene und etwas Ruhe. Ärzte beginnen jetzt damit, diese Frakturen mit Hilfe von Computer Vision genauer zu erkennen, was weniger Fehldiagnosen und eine schnellere Behandlung bedeutet. Mit der richtigen Behandlung und ein wenig Hilfe durch die KI können Kinder ihre normalen Aktivitäten wieder aufnehmen.