D2-1.1 - Ultraschall-Messmethode zur Analyse des Heilungsfortschritts von Knochenfrakturen

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Akustische und resonante Sensoren

Author(s)

E. N. Link, J. Lützelberger, K. S. Drese - Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg, Coburg

Pages

185 - 191

DOI

10.5162/sensoren2026/D2-1.1

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Die Überwachung des Heilungsverlaufs von Knochenfrakturen stellt in der klinischen Praxis eine zentrale Herausforderung dar. Die Beurteilung der Frakturheilung erfolgt derzeit überwiegend mittels Röntgendiagnostik. Frühzeitige mechanische Veränderungen im Frakturspalt können damit jedoch nur eingeschränkt erfasst werden, zudem entsteht eine Strahlenbelastung. Daher besteht Bedarf an einer nicht-invasiven und strahlungsfreien Alternative. In diesem Beitrag wird eine ultraschallbasierte Messmethode vorgestellt, welche die Analyse des Heilungsverlaufs von Knochenfrakturen ermöglichen soll. Grundlage ist die Annahme, dass Änderungen der Steifigkeit und der akustischen Impedanz im Frakturspalt die Transmission geführter Ultraschallwellen beeinflussen. Zur Untersuchung wurden Frakturmodelle mit aushärtendem Epoxidharz verwendet und die Empfangssignale mithilfe der Hilbert-Einhüllenden ausgewertet. Dabei zeigten Messungen an ebenen und hohlzylindrischen Proben während der Aushärtung einen kontinuierlichen Anstieg der Empfangsamplitude. Dieses Verhalten stimmt mit der erwarteten Zunahme von Steifigkeit und akustischer Impedanz im Frakturspalt überein. Zudem erwies sich die Methode als robust gegenüber geometrischen Variationen der Proben. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial des Verfahrens zur nicht-invasiven und strahlungsfreien Überwachung von Konsolidierungsprozessen.