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Endoprothesenlockerungen

Diagnostik mit Beschleunigungssensoren am Hüftschaft

Endoprosthesis loosening

Diagnostics with acceleration sensors on the hip shaft

  • Leitthema
  • Published:
Trauma und Berufskrankheit

Zusammenfassung

Die Langlebigkeit von Hüftendoprothesen ist v. a. durch die aseptische Lockerung begrenzt. Ziel dieser Arbeit war der Aufbau eines digitalen Systems zur Erfassung von Schaftlockerungen von Hüftendoprothesen. 4 identische Prothesenschäfte wurden mit jeweils 3 2-achsigen Beschleunigungssensoren versehen und in künstliche Femora eingebracht. Zur Simulation eines festen oder lockeren Sitzes wurde eine Prothese mit klinisch gebräuchlichem Knochenzement befestigt, die andere mit einem 0,5 mm dicken allseits umgebenden Silikonmantel eingesetzt. Zur Simulation der Übergänge fest/locker wurden bei den 2 verbleibenden Prothesen distal 2/3 oder 1/3 einzementiert und der proximale Rest silikonummantelt. Ein schwacher Schwingimpuls wurde mittels gedämpftem Fallgewicht ausgelöst. Mit der Fast-Fourier-Transformation gelang nur eine globale Auswertung der Messkurven. Dagegen konnten mit der Wavelet-Transformation gelockerte oder feste Prothesen differenziert werden. Der Daubechies-Filter der Ordnung 3 erfasste Abweichungen von der Hauptschwingung, was durch einen Anstieg der Amplitude sichtbar wird. Diese Ergebnisse ermutigten zur Entwicklung eines implantierbaren, telemetrisch arbeitenden Gesamtsystems, welches in Prothesen integriert eine digitale Qualitätssicherung von Endoprothesen erlauben würde.

Abstract

The life time of hip endoprostheses is in part limited by aseptic loosening. The aim of this study was to produce a digital system for recording shaft loosening in such endoprostheses using acceleration sensors. Four identical prosthetic shafts were each set with 3.2-axial acceleration sensors and placed in artificial femurs. In order to simulate a firm fit, one prosthesis was fixed with bone cement; a loose fit was fixed with a surrounding silicon shell 0.5 mm thick. Simulation of the transition from firm to loose in the other two prostheses was attained by the distal 2/3 or 1/3 being cemented, with the rest surrounded by a silicone shell. A weak oscillation was initiated via a damped falling weight. Using a fast Fourier transformation it was possible to make a global evaluation of the measurement curves. A wavelet transformation could be used to differentiate firm or loose prostheses. A third order Daubechies filter recognized the deviation in the main oscillation, made visible by an increase in amplitude. The results encourage the development of an implantable, telemetrically functioning total system which would allow digital quality assurance when integrated into the endoprosthesis.

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Abb. 1
Abb. 2

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Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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Authors and Affiliations

  1. Evangelisches Krankenhaus Witten, Pferdebachstraße 27, 58455 , Witten, Deutschland

    B. Clasbrummel

  2. BG-Kliniken Bergmannsheil, Universitätsklinik, Bochum, Deutschland

    B. Jettkant, N. DeLuca & G. Muhr

  3. Raphaelsklinik, Münster, Deutschland

    G. Möllenhoff

Authors
  1. B. Clasbrummel
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  2. B. Jettkant
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  3. N. DeLuca
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  4. G. Muhr
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  5. G. Möllenhoff
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Correspondence to B. Clasbrummel.

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Diese Arbeit wurde vom Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften (HVBG) unterstützt. Kennzeichen DIPRO.

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Clasbrummel, B., Jettkant, B., DeLuca, N. et al. Endoprothesenlockerungen. Trauma Berufskrankh 9, 84–87 (2007). https://doi.org/10.1007/s10039-007-1237-0

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