Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Halt von Hüftprothesen wird digital überwacht

27.04.2001


... mehr zu:
»Hüftprothese »Implantat
Fortschritte in der Röntgenstereoanalyse

Noch präziser als bisher und mit erheblich weniger Zeitaufwand kann

an der Orthopädischen Klinik der dauerhafte Sitz von Hüftprothesen überprüft werden, seit zur Messung von Mikrobewegungen ein volldigitalisierter Messplatz zur Verfügung steht. Im Biomechanischen Labor des Lehrstuhls für Orthopädie mit Orthopädischer Chirurgie (Direktor: Prof. Dr. Raimund Forst) an der Universität Erlangen-Nürnberg hat die Forschung zur Hüftendoprothektik damit einen deutlichen Auftrieb erfahren. Die Röntgenstereoanalyse (RSA), mit deren Hilfe festgestellt werden kann, ob ein Implantat sich vorzeitig lockert, könnte in den nächsten Jahren auch klinisch in der Verlaufsbeobachtung von Risikopatienten mehr und mehr an Bedeutung gewinnen.

Bereits seit Oktober 1998 wenden Priv.-Doz. Dr. Paolo Pitto und Dr. Dittmar Schwämmlein an der Orthopädischen Klinik die RSA-Technik an, die der konventionellen Röntgentechnik im Aufspüren von Migrationsprozessen weit überlegen ist und ein sehr breites Anwendungsspektrum bietet. Das Prinzip ist dasselbe geblieben: zugleich mit der Implantation des künstlichen Gelenks werden Tantalumkügelchen als Marker auf den Knochen in der Nähe der Prothese angebracht. Simultane Röntgenaufnahmen dieser markierten Skelettabschnitte über dem sogenannten Kalibrier-Käfig oder Cage, einem Koordinatensystem, das Bezugspunkte für die räumliche Lage schafft, liefern Bildpaare als Grundlage für den Verlaufstest. Die Aufnahmen werden in regelmäßigen Zeitabstanden wiederholt und verglichen; schon kleinste Veränderungen fallen auf.


Digitale Bildpaare

Die Untersuchungen konnten jedoch anfangs nur manuell vorgenommen werden, was einen erheblichen Zeitaufwand bedeutete. Der Sitz der Tantalummarker musste angezeichnet und Punkt für Punkt von Hand über-
prüft werden. Ein weiterentwickelter Kalibrier-Käfig ermöglicht es seit
Juli 2000, digitale Röntgenbildpaare anzufertigen. Mit einem neuen System, das im September 2000 angeschafft wurde, konnte ein volldigitalisierter RSA-Messplatz eingerichtet werden.

Die Röntgenbildpaare können nun aufgrund eines umfangreichen Software-Updates volldigital verarbeitet werden. Sie werden für die digitale Röntgenstereometrische Analyse gescannt und gespeichert. Spezielle Grafikprogramme erlauben es, alle Marker per Mausklick zu identifizieren und ihnen Nummern zuzuordnen. Über ein digitalisiertes Messprogramm werden jedem Punkt dreidimensionale Koordinaten zugewiesen. Aus der absoluten und relativen Positionsänderung der Marker zueinander lassen sich im Zeitverlauf Mikrobewegungen der einzelnen Prothesenkomponenten in Beziehung zum Knochen errechnen.

Die neue Software bietet eine Vielzahl von Zusatz- und Hilfsfunktionen, wodurch auch bei schlechter Bildqualität häufig akzeptable Messergebnisse zu erzielen sind. Um die Position einzelner Punkte zu bestimmen, bedient man sich in solchen Fällen verschiedener mathematischer Hilfsmodelle, insbesondere bei einer auflösungstechnisch ungünstigen Markerprojektion, wie zum Beispiel nahe dem Prothesenrand oder in der Nähe eines anderen Markers.

Viele Vorgänge der Marker-Identifizierung sind automatisiert, somit genauer und schneller zu bearbeiten. Die Ergebnisse sind einfacher zu korrigieren und besser reproduzierbar. Nach wie vor lassen die gewonnenen Migrationsverläufe bereits nach zwei Jahren sehr zuverlässige Prognosen hinsichtlich der individuellen Prothesenhaltbarkeit zu. Man erkennt am Kurvenverlauf, ob sich ein Implantat vorzeitig lockert.


Implantate im Vergleich

An mittlerweile über 170 Patienten der Orthopädischen Klinik werden derzeit in mehreren Studien unterschiedlichste Fragestellungen bearbeitet. Bei der Versorgung schwerer angeborener Fehlbildungen der Hüfte wird die Mikrobewegung von Polyethylen-Pfannen im Verbund mit autologer (vom Empfänger stammender) Knochenplastik und einer Pfannendachschale gemessen. Vergleichende Migrationsanalysen stellen die Zuverlässigkeit verschiedener zementfreier Implantate aus Titan - einmal mit Keramik-Keramik-Gelenkpaarung, einmal mit Polyethylen-Keramik-Gelenkpaarung - einander gegenüber. Auch der mögliche Einfluss von verschiedenen Knochenzementen und unterschiedlichen Zementiertechniken auf das Wanderungsverhalten und die Stabilität von Prothesenschäften wird untersucht.

Die Strahlendosis einer digitalen RSA-Röntgenuntersuchung eines Hüftgelenkes entspricht neuesten Studien zufolge nur einem Fünftel der bei einer konventionellen Beckenübersichtsaufnahme anfallenden Dosis. Der zeitliche Aufwand einer kompletten Untersuchung ist um etwa ein Drittel reduziert; die schon zuvor hochgradige Exaktheit hat sich dabei noch erhöht. Diese Weiterentwicklung festigt nicht nur den Stellenwert der Röntgenstereoanalyse in der Forschung. Der Einsatz der Methode zur Nachbetreuung von Patienten in der klinischen Praxis ist ebenfalls näher gerückt.

Kontakt:
Dr. Dittmar Schwämmlein, PD Dr. Rocco Paolo Pitto
Orthopädische Klinik mit Poliklinik am Waldkrankenhaus St. Marien
Rathsberger Str. 57, 91054 Erlangen
Tel.: 09131/822 -303, -275, Fax: 09131/85 -23565
E-Mail: Dittmar.Schwaemmlein@ortho.med.uni-erlangen.de, pitho@ortho.med.uni-erlangen.de

Heidi Kurth | idw

Weitere Berichte zu: Hüftprothese Implantat

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kostformen im Vergleich: Für Menschen mit Diabetes ist die Mittelmeer-Diät besonders gut geeignet
19.01.2018 | Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

nachricht Vielversprechender Malaria-Wirkstoff erprobt
19.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie