Ursachen
Die Entstehung einer erworbenen Schädeldeformität kann verschiedenste Ursachen haben. Seit der Einführung des „Zurück zu Sleep“-Konzeptes gegen den plötzlichen Kindstod (SIDS, Sudden Infant Death Syndrome) hat die Zahl der lagebedingten Schädeldeformitäten zugenommen1. Der am häufigsten auftretende Fall ist eine einseitige oder immer gleiche Lagerung des Säuglings. Die dabei wirkende Schwerkraft übt Einfluss auf das Wachstum des Schädels aus. Weitere Ursachen können eine muskuläre Dysbalance im Nackenbereich und damit eine einseitige Schlafhaltung, neuronale Funktionsstörungen im Halswirbelsäulenbereich, eine eingeschränkte aktive oder passive Rotation im Halswirbelsäulenbereich, eine langsame motorische Entwicklung, eine geringe oder fehlende Bauchlage im Wachstumsalter, ein hohes Geburtsgewicht, Mehrlingsgeburten sowie Frühgeburtlichkeit darstellen.
Erscheinungsbild
Die erworbene Verformung des Schädels wirkt sich als Brachyzephalus (griech.: brachy – kurz; zephalus – Kopf) oder Plagiozephalus (griech.: plagio – schief; zephalus – Kopf) aus und kann auch als Mischform vorkommen. Je nach Stärke dieser Verformungen kann es ebenfalls zu einer Verschiebung der Ohr-Achse führen2.
Der lagebedingte Plagiozephalus charakterisiert einen seitlich abgeflachten oder auch schrägen Schädel, bei dem auch die Achse des Ohres verschoben sein kann. Die Klassifizierung nach dem amerikanischen Mediziner Louis Argenta beschreibt 5 Schweregrade der Schädelverformung3.
Der lagerungsbedingte Brachyzephalus charakterisiert eine Abflachung des Schädels im occipitalen Bereich auf der linken und rechten Seite. An der Schädelrückseite weist er eine Fläche auf. Die Länge des Schädels, in Abhängigkeit zu seiner Breite, besitzt eine charakteristische Verkürzung.
Der Plagiobrachyzephalus charakterisiert eine Mischform aus Plagiozephalus und Brachyzephalus. Die Form des Schädels weist eine Asymmetrie auf, also eine Abflachung des Schädels an einer Seite der Stirn und am gegenüberliegenden Anteil des Hinterkopfes. Zusätzlich ist ein solcher Schädel deutlich kürzer als ein Schädel mit einer physiologischen Form.
Diagnostik – Erhebung der Messwerte
Die Diagnostik der Schädeldeformität erfolgt in der Regel durch eine ärztliche klinische Untersuchung. Sie kann jedoch auch durch Kinderärzte erfolgen. Nach gestellter Diagnose ist es sinnvoll, frühzeitig einen Spezialisten aufzusuchen.
Zur Einteilung des Grades der Asymmetrie müssen kephalometrische Messungen des Schädels mit Hilfe eines Maßbandes und eines Beckenzirkels vorgenommen werden. Gemessen werden der Kopfumfang, die Länge und Breite des Schädels sowie der Schrägdurchmesser. Um digitale 3D-Messdaten erfassen zu können, kommt eine 3D-Stereophotogrammetrie zum Einsatz4.
Moss und Mortenson/Steinbok definieren die sogenannte Cranial Vault Asymmetry (CVA) 5 6. Sie beschreibt die Differenz der größten und kleinsten Diagonale des Schädels (Abb. 1, durchgezogene Linie). Die Differenz der beiden Diagonalen ergibt den Wert der Asymmetrie. Bei einer Differenz, die geringer ist als 3 mm, ist diese nicht zu beachten. Ist sie größer als 3 mm, aber geringer als 12 mm, spricht man von einer leichten Asymmetrie. Liegt der Wert oberhalb von 12 mm, handelt es sich um eine schwere Asymmetrie.
Der Cranial Vault Asymmetry Index (CVAI) wurde erstmals von Loveday et. al 20017 eingeführt und gibt den Grad der Verformung in Prozent an und ist seither internationaler Standard zur Bestimmung des Grades der Verformung. Zur Bestimmung der diagonalen Achsen wird der Schädel in eine Längs- und eine Querachse geteilt. Jeweils 30 Grad rechts und links von der Längsachse weg werden die Diagonalen gebildet (Abb. 1, gestrichelte Linie). Zur Bestimmung des CVAI wird die kürzere Diagonale b von der längeren Diagonale a subtrahiert und durch die kürzere Diagonale dividiert. Das Ergebnis wird dann mit 100 % multipliziert8.
Berechnet wird mit Hilfe folgender Formel:
– CVAI = 0 % bis 3,5 %
➞ Normalwert (Level 1)
– CVAI = 3,5 % bis 6,25 %
➞ leichte Asymmetrie (Level 2)
– CVAI = 6,25 % bis 8,75 %
➞ mäßig bis schwere Asymmetrie (Level 3)
– CVAI = 8,75 % bis 11 %
➞ schwere Asymmetrie (Level 4)
– CVAI = 11 % oder größer
➞ sehr schwere Asymmetrie (Level 5)
Der Cranial Index (CI) beschreibt das Verhältnis der Länge zur Breite des Schädels in Prozent. Je weiter der Wert vom Normalwert abweicht, desto länger (CI < 75 %) / kürzer (CI > 90 %)
ist der Schädel im Verhältnis. Berechnet wird der CI über das Verhältnis der Verbindungsdiagonale der beiden Ohren und der Verbindungslinie der Nase und des Hinterkopfes multipliziert mit 100 %9.
Berechnet wird dies mit Hilfe folgender Formel:
– CI = < 90 %
➞ normal
– CI = 90 % bis 95 %
➞ leichter Brachyzephalus
– CI = 95 % bis 100 %
➞ mittel bis schwerer Brachyzephalus
– CI = > 100 %
➞ schwerer Brachyzephalus
Vergleich der Kopfkorrekturorthesen
Beratungsgespräch
Zu Beginn jeder orthopädietechnischen Versorgung steht immer ein Beratungsgespräch, welches beim Eigenbau und bei einer gedruckten Variante identisch ist.
Vor dem Erstkontakt mit dem Säugling und dessen Angehörigen wird durch einen Facharzt eine Diagnose gestellt und diese mit Hilfe eines Scans in Daten beschrieben (Abb. 2).
Unter Einbeziehung des Scans werden die tatsächliche Kopfform und das Ausmaß der Asymmetrie festgestellt. Das Alter und der Schädelumfang werden berücksichtigt, um ein mögliches Wachstumspotenzial abschätzen zu können. Zusätzlich werden Begleiterkrankungen, Diagnosen oder Auffälligkeiten im Alltag des Säuglings abgefragt, um diese bei der Auswahl der Versorgung berücksichtigen zu können.
Im weiteren Verlauf werden die beiden Helmarten mit ihren Vor- und Nachteilen besprochen, in ihrer Wirkung und dem Ablauf erläutert und vorgestellt. Unterschieden wird dabei zwischen einem Kopfkorrekturhelm in Eigenbau und dem im 3D-Druck gefertigten Helm Talee. Der Hersteller Invent Medical (Regensburg) bietet 2 verschiedene Versorgungsmöglichkeiten, das Basismodell und das 2in1-Modell. Zusätzlich werden Fotos des Schädels von oben, vorn, hinten und von den Seiten erstellt.
Die Entscheidung über die Art der Versorgung erfolgt dabei anhand verschiedenster Kriterien (siehe Entscheidungskriterien) und immer in Absprache mit Orthopädietechniker, Arzt und Angehörigen. Nach dem Beratungsgespräch wird der Kostenvoranschlag mit dem Scan des Facharztes und den Fotos des Schädels bei der Krankenkasse eingereicht.
Eigenfertigung einer Kopfkorrekturorthese an einem Versorgungsbeispiel
Fertigungskonzept
Das Konzept des Kopfkorrekturhelmes in Eigenfertigung basiert auf einer Wachstumslenkung. Die Kopforthese besitzt bestimmte Anlageflächen und Freiräume, die in den Helm eingearbeitet werden. Diese Anlageflächen sichern den Halt des Helmes am Kopf und wirken in den Bereichen, in denen der Schädel nicht weiterwachsen soll. Diese Flächen befinden sich an den Schläfen, dem occipitalen Bereich, den seitlichen Schädelbereichen bei besonders starken Asymmetrien und den prominenten Anteilen der Stirn und des Hinterhauptes, in denen der Schädel ein übermäßiges Wachstum aufweist. An diesen Stellen kann im Verlauf der Behandlung Polstermaterial reduziert werden, um den Druck an den flächigen Anlagen zu reduzieren. An den betroffenen Stellen der Stirn und des Hinterhauptes befinden sich die sogenannten Freiräume oder Bereiche, in die der zu wenig gewachsene Teil des Schädels hineinwachsen soll (Abb. 3).
Das Tragen des Kopfkorrekturhelmes sollte täglich 23 Stunden erfolgen, da jederzeit Wachstumsschübe des Schädels auftreten können. Die Tragedauer des Helmes wird ca. bis zum 14. Lebensmonat empfohlen; dann verlangsamt sich das Wachstum stark10.
Entscheidungskriterien
- empfohlener Therapiebeginn bis zum 9. Lebensmonat
- anwendbar bei Kindern mit allen Arten von Schädeldeformitäten
- anwendbar bei Kindern mit Neurodermitis
- direkte Passgenauigkeit
- guter Halt am Schädel
- geringe Herstellungsdauer
- gute Anpassbarkeit im Laufe der Therapie
- individuelle Gestaltbarkeit
Fertigungsablauf
Bevor die Fertigung des Helmes in Eigenbau beginnt, wird ein virtuelles Model des Schädels erstellt. Das geschieht mit Hilfe des 3D-Handscanners der Firma Artec 3D (Senningerberg, Luxemburg). Dieses digitale Model wird dann über die Software Free Form zugeschnitten und ausgerichtet. Zusätzlich werden der spätere Kantenverlauf und Lotlinien zur Positionierung im Raum angegeben.
Der Randverlauf ist so gewählt, dass das Gesichtsfeld und damit die Sicht des Säuglings uneingeschränkt ist. Der Stirnabschluss verläuft oberhalb der Augenbrauen. Der Abschluss an den Schläfen ist so zu wählen, dass er im vorderen Bereich die Augen nicht einschränkt und im hinteren Bereich das Ohr nicht bedeckt. Der Abschluss liegt oberhalb des Ohrläppchens. Im Hinterhauptbereich liegt der Abschluss in Höhe des Ohrläppchens, wobei bei der späteren Anprobe darauf zu achten ist, dass eine uneingeschränkte Bewegung des Schädels möglich ist. Das virtuelle Modell wird dann aus einem Polyurethan-Schaum mit einer Dichte von 140 kg/m³ gefräst (Abb. 4).
Das gefräste Model wird anschließend so mit Gips bearbeitet, dass eine gleichmäßige Form des Schädels entsteht. In den Bereichen, in denen der Schädel noch nicht so ausgeprägt ist, wird Gips aufgetragen; hier ist ein späteres Wachstum des Schädels möglich. In den Bereichen, in denen der Schädel schon stark gewachsen ist, wird das Modell in seiner Form beibehalten und bildet eine spätere Anlagefläche im Kopfkorrekturhelm (Abb. 5).
Über das fertige Modell wird ein ca. 15 mm dickes Polstermaterial PPT gezogen. Der spätere Zuschnitt wird übertragen, die Führungsstege und die Sägehilfe werden an der Stelle angebracht, an der der Helm später geöffnet wird. Die Öffnung befindet sich mittig vom späteren Ausschnitt des Ohres. Die Führungsstäbe werden dabei leicht nach hinten versetzt zur Öffnung des Helmes angebracht. Im vorderen Bereich werden sie mit der Orthese verklebt, im hinteren Bereich bilden sie die Führung im Material (Abb. 6).
Im nächsten Schritt wird der harte Rahmen in Faserverbund gegossen. Dies geschieht mittels eines speziellen Laminierprotokolls und kann farblich individuell gestaltet werden (Abb. 7). Nach dem Aushärten des Gusses wird der endgültige Zuschnitt angezeichnet und der harte Rahmen ausgesägt und beschliffen. Ein Verschluss aus Gurtband, das mit Klett- und Flauschband versehen ist, wird angebracht, um den Formschluss des Helmes zu generieren. Der harte Rahmen wird mit 1526-Kontaktkleber auf dem Polster fixiert und im Anschluss wird das Polstermaterial endgültig nach definiertem Zuschnitt beschliffen. Die Lieferzeit beträgt ca. 3 Tage.
Lieferung
Im Anschluss an die Fertigung des Kopfkorrekturhelmes wird dieser erprobt und auf dem Kopf des Säuglings anprobiert. Bei dieser Anprobe werden die Kantenverläufe des Helmes, der Halt auf dem Schädel und die Anlageflächen und Freiräume kontrolliert.
Mit den Angehörigen werden nochmals der Ablauf der Therapie und alltägliche Hinweise zur Handhabung besprochen und Kontrollintervalle erläutert.
Alltägliche Hinweise
Ist die Lieferung des Helmes erfolgt, muss er innerhalb der ersten Woche erprobt werden und die Haut des Säuglings muss sich an den Helm gewöhnen. Aus diesem Grund wird mit einer Tragedauer von 1 h begonnen, ehe der Helm für 30 min abgelegt wird. In dieser Zeit sollte die Haut kontrolliert werden; Druckstellen und Rötungen an den Anlageflächen des Helmes sollten dann verschwunden sein. Die Dauer der Tragezeit wird stundenweise gesteigert. Wenn die Tragedauer am Tag die Dauer des Nachtschlafes erreicht, kann der Helm auch nachts getragen werden. Es wird empfohlen, den Helm ab der 3. Nacht zu tragen, da der Nachtschlaf unbewacht und lang ist. Im schlimmsten Fall kann das Tragen zu Druckstellen und Verletzung der Haut führen. Die Tragedauer im Anschluss an die Eingewöhnungsphase sollte 23 Stunden betragen, um möglichst alle Wachstumsschübe mitzubekommen. Die einstündige Helmpause dient der Haut- und Helmpflege. Der Helm sollte täglich mit Shampoo und Wasser ausgewaschen werden. Er darf aber nicht auf der Heizung, bei direkter Sonneneinstrahlung oder mit dem Föhn auf heißer Stufe getrocknet werden, da sich dann das Polstermaterial verformen könnte. Anlageflächen des Helmes, an denen die Kopfhaut gerötet war, können mit einer Feuchtigkeitscreme versorgt werden. Diese sollte vor erneutem Tragen des Helmes eingezogen sein, da es sonst zu einer Reibung zwischen Haut und Helm kommen kann.
Ist der Säugling ein Rückenschläfer, ist zu empfehlen, von den Schultern abwärts eine Decke unter den Körper zu legen, um so die (Material-)Stärke des Kopfkorrekturhelmes auszugleichen. Hierdurch sollen muskuläre Verspannungen im Bereich des Nackens verhindert werden. Anwendbar ist dies auch für den Autositz und den Kinderwagen.
Bei Fieber über 38 Grad ist das Tragen des Helmes zu unterlassen, da die Körpertemperatur über den Kopf reguliert wird. Beim Babyschwimmen und Baden sollte der Kopfkorrekturhelm ebenfalls abgesetzt werden. Er sollte erst wieder aufgesetzt werden, wenn die Haut vollständig abgetrocknet ist, um Reibung und Hautirritationen zu vermeiden.
Kontrollintervalle
Die erste Kontrolle findet ca. 1 Woche nach Lieferung des Helmes statt. Dabei werden die Akzeptanz des Hilfsmittels, die Hautbeschaffenheit und die Passform kontrolliert. Sollten Druckstellen oder andere Komplikationen in diesem Zeitraum entstanden sein, werden diese beseitigt. Monatlich finden Kontrollen statt, bei denen das Wachstum des Schädels, die Hautbeschaffenheit überprüft und mögliche Druckstellen beseitigt werden. Alle 2 Monate findet zusätzlich ein Termin zur Kontrolle beim Facharzt statt, der jeweils einen Scan des Säuglingsschädels zur Auswertung und zum Vergleich der Wachstumsdaten erstellt. Der Facharzt erklärt die Therapie im weiteren Verlauf als beendet.
Kopfkorrekturhelmversorgung durch 3D-Druck
Fertigungskonzept
Wenn die Wahl der Versorgung auf die Fertigung eines Helmes durch die Firma Invent Medical fällt, kann derzeit noch zwischen dem Basic- und dem 2in1-Modell gewählt werden. Das Basic-Modell wird bei Säuglingen mit einer geringen Deformität empfohlen. Das 2in1-Modell wird hingegen bei stark bis sehr stark ausgeprägten Asymmetrien empfohlen und im Rahmen einer 2‑Phasen-Therapie eingesetzt.
Die Wirkung des Helmes beruht auf dem Prinzip der Wachstumslenkung. Mit Hilfe einer KI-basierten Software wird das zu erwartende Kopfwachstum während der Therapiedauer errechnet und der Helm in der entsprechenden Größe gefertigt.
Beim 2in1-Modell werden zusätzlich zur Außenschale des Helmes 2 weitere wechselbare Schalen für den hinteren Schädelanteil erstellt, die im Laufe der Therapie ausgetauscht werden. Die erste Schale soll die vorhandene Asymmetrie ausgleichen. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, soll die 2. Schale die Länge des Schädels zu seiner Breite anpassen11.
Entscheidungskriterien
- empfohlener Therapiebeginn zwischen dem 4. und 6. Lebensmonat
- empfohlen bei Kindern mit Plagiozephalus
- geringes Helmgewicht
- gute Luftzirkulation
- Wandstärke des Kopfkorrekturhelmes gering
Fertigungsablauf
Zu Beginn der Fertigung steht wie bei der konventionellen Herstellung ein Scan, der mit dem 3D-Handscanner Leo erstellt wird.
Die entstandene STL-Datei wird in die Software hochgeladen, um den später entstehenden Helm zu konfigurieren und zu individualisieren. In diesem Schritt können der Randverlauf der späteren Orthese angepasst, die farbliche Gestaltung nach den vorgegebenen Mustern vorgenommen und ein Schriftzug und Muster eingefügt werden.
Ist der Helm virtuell erstellt, folgt der Druckauftrag. Mit Hilfe eines Modifikationsreportes werden die Maße und Daten in unterschiedlichen Grafiken dargestellt. Die Tabelle 1 geht in der linken Spalte auf die einzelnen gemessenen Umfangs‑, Breiten- und Diagonalmaße ein. In der 2. Spalte von links sind die zum Zeitpunkt der Maßnahme entstandenen Maße hinterlegt und in der 3. Spalte ist das berechnete Wachstum aufaddiert. Die rechte Spalte gibt dabei die Differenz zwischen den Ausgangsmaßen und den modifizierten Maßen an12.
Im Lieferumfang enthalten sind 2 bzw. 4 harte Schalen mit jeweils einem Verschluss auf ihren Seiten. Die Schalen bestehen aus einem 3D-gedruckten PA12-Polyamid-Material. Im Inneren sind sie mit einem Plastazotepolster versehen; die Polsterschicht dient dem Schutz der Kopfhaut vor Druckstellen. Pads aus Plastazote, die in verschiedenen Stärken mitgeliefert werden, dienen zur Positionierung und Fixierung des Helmes am Schädel (Abb. 8). Die Lieferzeit beträgt ca. 10 Tage.
Lieferung
Der Ablauf der Lieferung sowie die allgemeinen Hinweise zum Gebrauch des Kopfkorrekturhelmes sind identisch mit jenen des Kopfkorrekturhelmes in Eigenfertigung.
Kontrollintervalle
Die Kontrollintervalle bei dieser Kopfkorrekturhelmversorgung sind identisch mit denen bei der Fertigung im Eigenbau. Der einzige Unterschied besteht darin, dass zu jedem monatlichen Kontrolltermin durch den Orthopädietechniker zusätzlich ein Scan angefertigt wird. Dieser wird mittels o. g. Software ausgewertet, um den Wachstumsverlauf besser kontrollieren zu können. Die Beendigung der Therapie erfolgt in Absprache mit dem zuständigen Facharzt (Tab. 2).
Fazit
Die Diagnose einer Schädeldeformität ist in der heutigen Zeit keine Seltenheit und hat nach Einführung der „Zurück zu Sleep“-Methode zugenommen. Je nach Stärke der Schädelasymmetrie teilen Argenta et al.13 diese in 5 Schweregrade ein. Es gibt viele Möglichkeiten zur Verringerung dieser sogenannten Asymmetrie des Schädels. Wichtig dabei ist, frühzeitig Maßnahmen zu ihrer Reduzierung zu ergreifen. Eine Versorgung mit einer Kopfkorrekturorthese nach Maß bietet dabei eine gute Möglichkeit. Unterschieden wird hierbei zwischen der Variante im Eigenbau und einer Fertigung im 3D-Druckverfahren; die Entscheidung darüber ist immer individuell zu treffen. Der Therapieerfolg hängt von vielen Faktoren ab, die während der Therapie umgesetzt und eingehalten werden müssen. Bei der Orthopädie- und Rehatechnik Dresden wurden im Jahr 2022 ca. 9,6 % der Kopforthesen durch 3D-Druck über Invent Medical (Talee) gefertigt.
Interessenkonflikt:
Der Autor ist für die Orthopädie- und Rehatechnik Dresden tätig.
Der Autor:
Antonio Spank
Orthopädie- und Rehatechnik
Dresden GmbH
Fetscherstraße 70
01307 Dresden
Begutachteter Beitrag/reviewed paper
Spank A. Schädeldeformitäten im Säuglingsalter – Vergleich von Kopfkorrekturorthesen in Eigenbau und Fertigung durch 3D-Druck. Orthopädie Technik, 2024; 75 (2): 42–47
- Additive Fertigung und Integration von Sensoren: eine Liebesgeschichte? — 6. Februar 2025
- Algen-basierte Carbonfaserkomposite – ein neuer CO2-speichernder Werkstoff für die Orthopädietechnik — 6. Februar 2025
- Entwicklung eines Orthesenknöchelgelenks mit neuartigem Rückstellfederelement — 5. Februar 2025
- Dörhage K. Ursache und Diagnostik der lagebedingten Plagiozephalie. Manuelle Medizin, 2010; 48 (2): 125–134. doi: 10.1007/s00337-010‑0743‑5
- Turk AE et al. The „back to sleep campaign“ and deformational plagiocephaly: is there cause for concern? The Journal of Craniofacial Surgery, 1996; 7 (1): 12–18. doi: 10.1097/00001665–199601000-00006
- Argenta LC, David LR, Wilson JA, Bell WO. An increase in infant cranial deformity with supine sleeping position. Journal of Craniofacial Surgery, 1996; 7 (1): 5–11. doi: 10.1097/00001665–199601000-00005
- Linz C, Kunz F, Böhm H, Schweitzer T. Positional Skull Deformities. Deutsches Ärzteblatt international, 2017; 114 (31–32): 535–542. doi: 10.3238/arztebl.2017.0535
- Moss SD. Nonsurgical, nonorthotic treatment of occipital plagiocephaly: what is the natural history of the misshapen neonatal head? Journal of Neurosurgery, 1997; 87 (5): 667–670. doi: 10.3171/jns.1997.87.5.0667
- Mortenson PA, Steinbok P. Quantifying positional plagiocephaly: reliability and validity of anthropometric measurements. Journal of Craniofacial Surgery, 2006; 17 (3): 413–419. doi: 10.1097/00001665–200605000-00005
- Loveday BP et al. Active Counterpositioning or Orthotic Device to Treat Positional Plagiocephaly? Journal of Craniofacial Surgery, 2001; 12 (4): 308–313
- Skully Care. CVAI und CI, die Erklärung. https://de.skullycare.com/cvai-citherapists (Zugriff am 03.03.2023)
- Skully Care. CVAI und CI, die Erklärung. https://de.skullycare.com/cvai-citherapists (Zugriff am 03.03.2023)
- Jung BK, Yun IS. Diagnosis and treatment of positional plagiocephaly. Archive Craniofacial Surgery, 2020; 21 (2): 80–86. doi: 10.7181/acfs.2020.00059
- Invent Medical. Talee – 3D gedruckte Kopfkorrekturorthesen. https://www.taleetop.com/dach/ (Zugriff am 08.11.2023)
- Invent Medical. Talee – 3D gedruckte Kopfkorrekturorthesen. https://www.taleetop.com/dach/ (Zugriff am 08.11.2023)
- Argenta LC, David LR, Wilson JA, Bell WO. An increase in infant cranial deformity with supine sleeping position. Journal of Craniofacial Surgery, 1996; 7 (1): 5–11. doi: 10.1097/00001665–199601000-00005
