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Problembeschreibung: Die Betrachtung konventioneller Röntgenbilder zur Lockerungssaumermittlung und die Szintigraphie stellen immer noch Standardverfahren dar, die neben einer sehr schlechten Interobservervariabilität auch zu einer erheblichen Strahlenbelastung führen. Anhand von Labor-, Kadaver- und klinischen Versuchsreihen, sollen die Anwendungsmöglichkeiten eines nicht invasiven Hüftendoprothesenmonitorings mittels Frequenz-Resonanz-Messung (FRM) evaluiert werden.

Methode und Material: Gemäß eines erstellten Ablaufprotokolls wird die FRM in verschiedenen Versuchsanordnungen untersucht. Im Abschnitt A) wird zunächst das Eigenklangverhalten verschiedener Hüftstile der Firma ESKA gemessen, anschließend erfolgt im Abschnitt A1) die Untersuchung des Klangverhaltens dieser metallischen Körper unter dem Einfluß einer Weichteilsimulation (Handhalteversuche und Messungen in einem speziellen Wasserzylinder) Die Frequenzmessung wurde mit einem elektronischen Mikrofon durchgeführt, welches auch sehr tiefe Frequenzen bis hin zu Erschütterungen mit hoher Empfindlichkeit aufnimmt. Die Auswertung der Messdaten erfolgte mit einer Spezialsoftware (Adobe Audition 12.5) zur Frequenzanalyse. Die statistische Auswertung der Meßergebnisse wurde mittels einer Korrelationsanalyse der Frequenzspektren durchgeführt.

Ergebnisse: Die getesteten Prothesen sind ausgeprägt schwingungsfähig und behalten auch in dämpfender Umgebung (Handhalteversuch, bzw. Weichteilsimulation) ihre qualitative Schwingungssignatur bei. Typische Frequenzen erstrecken sich im Audiobereich, d.h. bis etwa 20 kHz. Eine physiologische Weichteilsimulation verändert zwar die Schwingungsmoden durch eine Dämpfung, der typische Eigenklang des jeweiligen Hüftstils wird jedoch nicht verändert und bleibt insbesondere unter der Kenntnis möglicher Artefakte (Eigenschwingungen des Weichteilmantels) sicher messbar. Die durchgeführte Korrelationsanalyse der Frequenzspektren aller Versuchsreihen zeigte eine sehr gute Reproduzierbarkeit der gemessenen Spektralinformationen innerhalb des jeweiligen Versuchs. Bei durchschnittlich sechs Anregungen pro Versuch war die Korrelation in allen Serien > 0,95.

Die Ergebnisse der akustischen Versuche am Hüftendoprothesenmodel konnten zeigen, das Hüftendoprothesen nach einer Anregung typische Eigenschwingungen haben, die mittels der FRM gut detektierbar sind. Hier lässt sich sogar ein typischer "Fingerabdruck" des jeweiligen Hüftstils sicher reproduzieren, sodaß auch eine Anwendung dieses Verfahrens zur Qualitäts- und Materialprüfung bei der Prothesenherstellung denkbar ist.

Die FRM ist ein hoch sensitives, nicht invasives und belastungsarmes Verfahren, welches durchaus zum Hüftendoprothesenmonitoring geeignet sein kann. Die Erkennung einer Interfaceproblematik erscheint anhand der Messdaten möglich, bedarf jedoch einer weiteren Evaluierung in klinischen und experimentellen Studien.