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Fragestellung: Erfahrene Operateur*Innen der hiesigen Klinik für Orthopädie des UKGM berichten, dass sie anhand der auftretenden und veränderlichen Akustiksignale, die während der Implantation einer Endoprothese auftreten, den festen primären Sitz des Implantats subjektiv abschätzen können. Bisher existiert keine Methode diese Tonveränderungen zu quantifizieren und mit der Stabilität des Implantats in Verbindung zu bringen. Ziel des vorliegenden Projekts ist es, die während der Implantation von zementfreien Hüft-Endoprothesen auftretenden Signale zu erfassen und einen möglichen Zusammenhang mit der Primärstabilität aufzuzeigen.

Methodik: Es wurden n=30 Proband*Innen mit einer zementfreien Metha^®-Kurzschaftprothese (B. Braun, Aesculap AG, Tuttlingen) versorgt. Die implantationsbedingten Akustiksignale, wurde mit einem Kompakt-Richtmikrofon (Rode, 107 Carnarvon St, Silverwater, NSW, 2128, Australia) bei einer Abtastrate von 48kHz aufgezeichnet. Anschließend wurden die einzelnen Hammerschläge mittels Audacity (Audacity 2.3.2, audacity.org) markiert, sowie Störsignale entfernt. Zur Analyse der Schallemissionen wurden in Matlab (R2018b, MathWorks Inc.), mittels energienormierten Powerspektren, Schlag-Sequenz-Korrelationsmatrizes erstellt, um Änderungen der Frequenzenkomponenten im Verlauf der Insertion zu detektieren. Anhand der Übergänge im Gradienten der Korrelationsmatrix wurden die Daten in zwei Bereiche geteilt und ein gemitteltes Powerspektrum bestimmt. Mithilfe des Friedmann-Tests wurde ein Unterschied in der zentralen Tendenz der gemittelten Powerspektren überprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Schlag-Sequenz-Korrelationsmatrix zeigt sich im Verlauf der Insertion ein Anstieg der Korrelationskoeffizienten (Abbildung 1 [Abb. 1]). Der Friedmann-Test zwischen den beiden Bereichen lieferte einen signifikanten Unterschied mit den mittleren Rängen des ersten Bereiches 29,2 und des zweiten Bereich 31,7 (p<0.5). Durch die energienormierten Powerspektren konnte ein Wandel, mit fortschreiten der Insertion, vom hochfrequenten hin zum niederfrequenten Bereich festgestellt werden. Die Powerspektren ändern sich im Verlauf der Implantation signifikant. Der feste Sitz der Prothese führt dazu, dass sich ein Verbund aus Konchen, Prothese, Einschläger und Hammer bildet, bei dem sich die Frequenzkomponenten der einzelnen Schläge nur noch gering unterscheidet (z.B. in Abbildung 1 [Abb. 1], Schlag 18-22). Mit Ausbau des Datenpools und Follow-Up- Untersuchungen, könnte die Quantifizierung der intraoperativen Implantatstabilität möglich sein.