Abschlussarbeit

Entwicklung und Evaluierung eines Ultraschallsystems zur Untersuchung der Knochenqualität für die dentale Implantologie

Masterarbeit von Grüterich, Martin

Das Ziel diesel' Arbeit war die Entwicklung eines Konzeptes zur Anwendung del' Ultraschalltechnik (US) in del' praoperativen Bewertung und Einschatzung del' vorhandenen Knochenqualitat fUr die dentale Implantologie. Diese gilt als eine Voraussetzung fUr eine optimale lmplantationsplanung und bildet eine wichtige Grundlage flir die Wahl eines geeigneten Implantatsystems. Es wurden zwei Systemkomponenten entwickelt: Die erste Komponente basiert auf einer variablen, niederfrequente (NF) US-Frequenz urn 1 MHz. Die zweite Komponente verwendet einen hochfrequenten (HF) 3D-US-Mikroscanner urn 45 MHz. FUr die Konzeptentwicklung und Evaluierung des NF-Systems wurde eine Simulationsumgebung auf Basis von MATLAB und PZFlex erstellt. AnschlieBend wurden Polymethylmethacrylat (PMMA)-Proben verschiedener Dicke als Ersatzmaterial fUr die kOltikale Knochenschicht im menschlichen Kiefer angefertigt und vermessen. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Amplitude des refiektierten US-Signals aufgrund von Intelferenzerscheinungen mit del' Dicke der PMMA-Proben andert. Auf Grundlage von lokalen Minima wurde ein AIgorithmus entwickelt, der aus einem vordefinierten Messablauf die Schichtdicke bestimmen kann. Das HP-System wurde an mit Dentalimplantaten versehenen menschlichen Schadelknochen erprobt. AuBerdem wurde eine Messreihe an Kiefermodellen aus Schweinerippen durchgefUhrt. Die maximale Abweichung fUr das NF-System lag bei ±5,66 %. FUr das HF-System gilt eine Absolutgenauigkeit von 13,8 flm und eine Prazision von 16,9 flm. Die sich in den Kiefermodellen befindlichen Knochendefekte konnte mit einer maximalen Abweichung von 0,96 mm vermessen werden.