Experimentelle Arbeiten Experimentelle Methode zur Diagnose versp~iteter Knochenneubildung mittels der Analyse yon Biegungs- und Axialschwingungen van Knochen G. Nikiforidis ~, A. Bezerianos ~, E. Lambiris", N. Papathanasiou'- Department of Medicai Physics 1, University of Patras, and Department of Orthopaedics 2, General Hospital of Athens, Greece Einleitung Bei der Frakturbehandlung yon R6hrenknochen enden etwa 5% in Pseudoarthrose [21]. Andererseits liegen die Refrakturen derselben zwischen 3 % und 4~ [7, 19]. Die Zeit far die kn/Scheme Konsolidierung ist sehr unter- schiedlich, und es spielen viele Faktoren eine entscheidende Rolle. Daher kann die erforderliche Dauer der Immobilisie- rung und Eingipsung nicht leicht vorausgesehen werden, so wie auch die friihzeitige Diagnose versp/iteter und allge- mein problematischer Knochenheilungen schwierig ist. In diesem Rahmen hat die Bestimmung der Geschwindigkeit der Knochenheilung eine wesentliche Bedeutung [3]. Die konventionellen Kriterien zur Beobachtung des Ver- laufs der Knochenheilung bemhen auf tier Bewertung der klinischen Untersuchungen und den r6ntgenologischen Befunden. Das heil3t konkreter, der Orthop/ide beurteilt der klinischen Untersuchung zufolge die Biegsamkeit des Kno- chens im Bereich tier Fraktur. Dies istjedoch eine rein quali- tative Beurteilung und h/ingt in hohem Mage vonder Erfah- rung des behandeinden Arztes ab. Andererseits sind die r6ntgenologischen Befunde oft unzul~inglich, da, wenn sie auch ein genaues Erkennen der anatomischen Knochen- struktur erm6glichen, so doch die Informationen, die sie tiber seinen mechanischen Zustand geben, beschr/inkt sind und sich nur indirekt aus dem morphologischen Bild erge- ben [20]. Aul3erdem daft die Gefahr des in solchen F~illen h/iufigen Gebrauchs tier R6ntgenstrahlen nicht unter- scNitzt werden. Aus obigem geht die Niitzlichkeit eines zus/itzLichen objek- riven Kriteriums zur Veffolgung der Geschwindigkeit der Knochenheilung und zur frtihzeitigen Diag-nose problema- tischer F/ille hervor. Die histologischen Studien ftihren Annahme des Manuskripts: 21.4.1987. beztiglich der normalen Knochenheilung die Existenz ver- schiedener Stadien an: Bildung von fibrin/3sem und Chon- dralgewebe, Bildung yon kn{Schemem Kallus und schliel3- lich die Wiederherstellung tier Kortikalis [13, 17]. Im Gegen- satz dazu entwickeln sich die problematischen F/ille nicht gem/il3 oben angeffthrter Entwicklungsstadien, und es tritt eine anomale Beweglichkeit im Frakturbereich auf [16]. Jedenfalls finder sowohl bei den normalen als auch bei pro- blematischen Prozessen eine Ver~indemng der biomechani- schen Gewebeeigenschaften im Frakturbereich start [18, 24]. Die Beobachtung dieser Ver/inderungen kann zu einer ob- jektiven Angabe beztiglich tier Knochenwiederherstellung fiihren. In Anbetracht dessen, dab erstens der Kallus ein nicht homogener Stoff ist under zweitens st/indigen Ver- /inderungen unterliegt, ist die Beurteilung seiner biomecha- nischen Eigenschaften sehr schwierig. In der Vergangenheit wurden hierftir Methoden zur Berechnung der Steifigkeit des Kallus in seinen Entstehungsphasen entwickelt. Die Ergebnisse dieser Methoden haben entweder theoreti- schen Charakter und viele Unbestimmtheiten [1, 4] oder erfordem Eingriffe [2, 8], die in der klinischen Praxis nicht immer durchftihrbar sind. In letzter Zeit wurden aufdiesem Gebiet yon verschiedenen Forschungsgruppen die M6glichkeiten der Schwingungs- analyse experimentell und analytisch untersucht [12, 14, 22]. Das Ziel dieser Schwingungsanalysen ist die Bestimmung einer praktischen und glaubwtirdigen Beziehung zwischen den Schwingungsparametem und den mechanischen Cha- rakteristika des Knochens. Die bis jetzt benutzten Techni- ken konzentrieren sich aufdie Analyse der Biegungsschwin- gungen und setzen den Knochenheilungsverlauf in Bezug zum Shift der Eigenfrequenzen des jeweiligen Knochens. Ein emstes Problem, das diese Techniken aufweisen, ist die mangelnde Genauigkeit beim Bestimmen der Eigenfre- 286 Unfallchirurgie 13 (1987),286-294 (Nr. 6)