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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Die Lockerungsdiagnose von Hüft-Endoprothesen mit extrakorporalen Stoßwellen als nicht-invasives Anregungsprinzip

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Rudi G. Bitsch - Universitätsklinikum Heidelberg, Department Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • Johannes S. Rieger - Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • Sebastian Jäger - Universitätsklinikum Heidelberg, Department Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • Rüdiger Rupp - Universitätsklinikum Heidelberg, Department Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie, Experimentelle Paraplegiologie/Neurorehabilitation, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocWI31-410

doi: 10.3205/13dkou198, urn:nbn:de:0183-13dkou1984

Published: October 23, 2013

© 2013 Bitsch et al.
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Fragestellung: Die Aseptische Lockerung von Hüft-Endoprothesen stellt ein schwerwiegendes orthopädisches Problem dar. Die valide Diagnose ist insbesondere im frühen Stadium schwierig. Eine potenzielle Methode die Verankerungsqualität einer Prothese zu untersuchen ist die Schwingungsanalyse. In dieser Studie ist die Schwingungsanregung und Lockerungsdiagnostik mit extrakorporalen Stoßwellen (ESW) untersucht worden.

Methodik: Um das Schwingungsverhalten von Hüftprothesen zu untersuchen wurden sechs Totalendoprothese in gepaarte humane Hüftpräparate implantiert. Die Präparate umfassten Becken, beide untere Extremitäten und einen intakten Weichteilmantel. Sie wurden frei hängend gelagert. Vier Lockerungszustände der Implantate wurden simuliert.

1.
Schaft und Pfanne stabil.
2.
Schaft gelockert und Pfanne stabil.
3.
Schaft und Pfanne gelockert.
4.
Schaft stabil und Pfanne gelockert.

Mittels Accelerometern wurden die Resonanzspektren zwischen 100Hz-5000Hz aufgezeichnet. Sie waren am medialen Kondylus, dem Trochanter major und der Crista iliaca positioniert. Das Knochen-Implant-Verbundes wurde mit ESWs hoch standardisierte angeregt. Die Lokalisationen waren der Trochanter major und die Crista iliaca.

Für eine Unterscheidung der durch Femur und Becken verursachten Resonanzen, wurden Differenzspektren zwischen den am Trochanter und am Ilium gemessenen Signalen berechnet.

Die statistische Auswertung erfolgte mittels t-test. Ein p-Wert von 0,05 wurde als signifikant bewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Anregung des Knochen-Implantat-Verbundes war mit ESWs möglich. Diese Technik erlaubte eine gute Adaption an unterschiedliche Weichgewebsbedingungen. Die Spektren zeigten eine Korrelation zwischen dem Lockerungszustand und der Lage der Resonanz. Nach Anregung am Ilium, lag die am Trochanter gemessene Resonanz im Bereich von 2500Hz. Im Falle eine isolierten Schaftlockerung, gab es eine signifikante Verschiebung der Resonanz in den niederfrequenteren Bereich von 386 Hz (SD= 353Hz, p=0.044). Im Falle einer kombinierten Schaft und Pfannenlockerung betrug die Verschiebung 847Hz (SD=625Hz, p=0.021). Nach der Anregung am Trochanter konnten die Resonanzverschiebung im Differenzspektrum detektiert werden. Sie betrug 647 Hz (SD=447Hz, p=0.016) im Falle einer Schaftlockerung und 755Hz (SD=576Hz, p=0.024) bei einer kombinierten Schaft- und Pfannenlockerung.

Bei reinen Pfannenlockerungen traten bei beiden Anregungen Resonanzverschiebungen auf. Diese waren jedoch nicht signifikant: 598Hz (Ilium, SD=734Hz, p=0.103) und 396Hz (Trochanter, SD=407Hz, p=0.063).

Mit ESWs war es möglich, Implantlockerungen zu detektieren. Die Technik ermöglicht es Weichteildämpfung weitgehend zu überbrücken. Die Hauptresonanz trat im Bereich 2500Hz auf. Schaftlockerungen verursachten eine signifikante Verschiebung der Resonanz in den niederfrequenteren Bereich. In Zukunft muss die Sensorik weiter verbessert werden. Langfristig könnte die Etablierung eines nicht-invasiven, schnell anwendbaren Diagnoseverfahrens für Prothesenlockerungen das Ziel sein.