In-vivo-Lockerungsdiagnostik von Hüftendoprothesen

• Applicants: Professor Dr. Hartmut Ewald; Privatdozent Dr.-Ing. Daniel Klüß
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 118292421

Die aseptische Lockerung von Hüftendoprothesen wird überwiegend anhand klinischer Symptomatik und Röntgenaufnahmen diagnostiziert, jedoch sind die Sensitivitäten und Spezifitäten suboptimal. Die geplanten Forschungsarbeiten zur In-vivo-Lockerungsdiagnostik basieren auf ferromagnetischen Massenschwingern, welche im Hüftendoprothesenstiel angebracht sind. Mittels einer extrakorporalen Spule soll ein Wechselfeldimpuls aufgebracht werden, welcher die Massenschwinger in Schwingungen versetzt und auf eine Membran treffen lässt. Je nach Verankerungszustand der Membran im Knochen wird dabei die Schwingung mehr oder weniger gedämpft. Diese Dämpfung wird mit der extrakorporalen Spule anhand der resultierenden Bewegung des Massenschwingers registriert. Befindet sich an der Außenseite der Membran weiches Gewebe oder Flüssigkeit (Indikatoren für Implantatlockerung), liegt ein großer Unterschied in der mechanischen Impedanz vor. Folglich werden Schwingungen größtenteils reflektiert und nicht weitergeleitet, wodurch eine geringe Dämpfung eintritt. Ist die Membran hingegen mit festem Knochengewebe verbunden, ergibt dieses einen geringen Unterschied in der Impedanz. Die Schwingungen werden größtenteils weitergeleitet und klingen schnell ab. Eine starke Dämpfung signalisiert folglich Knochenkontakt. Das Arbeitsprogramm umfasst eine Modalanalyse der Komponenten sowie die Konstruktion, Fertigung und Testung von Funktionsmustern.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Rainer Bader