Quantitatives Sonographie-System zur strahlungsfreien, dynamischen, zeit- und kosteneffizienten Kontroll-Diagnostik bei Hüftprothesen-Patienten

Künstliche Hüftgelenke schenken jährlich mehr als 200.000 Menschen in Deutschland wieder Mobilität und Selbstständigkeit, doch Lockerungen und Infektionen können schon nach wenigen Jahren zum Implantat-Versagen führen. Zur Kontrolle des Implantat-Sitzes wird klinisch bislang fast ausschließlich klassische Röntgen-Bildgebung eingesetzt – mit Strahlenbelastung für den Patienten, hohem Zeitaufwand für das Klinikpersonal und erheblichem Kostenaufwand für das Gesundheitssystem.
Ultraschall ist hingegen strahlungsfrei, dynamisch, kostengünstiger und direkt in der Sprechstunde nutzbar, derzeit jedoch nicht für diese diagnostische Fragestellung nutzbar – da das Knochen-Implantat-Interface weder genau aufgelöst noch lokal charakterisiert werden kann.
Im Projekt erforschen die Verbundpartner gemeinsam ein neuartiges quantitatives Sonographie-System, das auf Basis dreier innovativer Teilsysteme genau diese Limitationen überwindet. Ein adaptiver Phased-Array-Schallkopf soll erstmals hochaufgelöste Ultraschall-Aufnahmen der Knochen-Implantat-Grenzfläche möglich machen. Daraus werden in einer KI-gestützten multiparametrischen Datenanalyse-Algorithmik die für die Integrationsqualität des Hüftimplantats charakteristischen quantitativen Kennwerte (z. B. lokale Dicke und elastische Eigenschaften der Interface-Membran) ortsaufgelöst ermittelt. Zuletzt werden diese Kennwerte in einer klinischen Anwendersoftware farbcodiert ortsaufgelöst visualisiert.
Der Arzt erhält detaillierte Informationen zur Implantat-Integration, die im Vergleich zur Röntgen-Bildgebung eine sogar noch erweiterte Diagnostik (Früherkennung und Differenzierung von Lockerungen mit oder ohne Infektion) und stärker individualisierte Behandlungspfade ermöglichen.