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In-vivo Nachweis von Mikrostrukturveränderungen im kortikalen Knochen mit Hilfe hochfrequenter Ultraschallrückstreuung (In-vivo CortBS)

 

 

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In-vivo Nachweis von Mikrostrukturveränderungen im kortikalen Knochen mit Hilfe hochfrequenter Ultraschallrückstreuung (In-vivo CortBS)

Mittelgeber: Bundesministerien für Wirtschaft und Energie (BMWi), Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit: 01/2019 - 12/2020

Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung und klinische in-vivo Validierung einer Methode, die mit Hilfe eines medizinischen bildgebenden Ultraschallsystems und speziellen Akquisitionssequenzen eine nicht-invasive, nichtionisierende quantitative Diagnose mikrostruktureller Knochenveränderungen ermöglicht Die Innovation besteht in der multidirektionalen Anregung und Erfassung von Schallwellen, was eine präzise dreidimensionale Bildrekonstruktion der Weichgebewebe und der äußeren Knochenkontur sowie die Separierung und spektrale Auswertung reflektierter und rückgestreuter Signalanteile erlaubt. Diese Methode wurde mit einem bestehenden experimentellen Prototyp in-vitro an Leichenknochen entwickelt und die Schutzrechte wurden international beantragt. Eine prioritätssichernde Patentanmeldung wurde durch die Charité beim EPA eingereicht. Um die Verwertungschancen zu erhöhen, soll die Erfindung durch den Nachweis der in-vivo Funktionsfähigkeit weiter entwickelt werden. In zwei Arbeitspaketen wird - mit Hilfe numerischer Simulationsanalysen die Parameterbestimmung optimiert und die Möglichkeit zur Ableitung weiterer klinisch relevanter Parameter aus den Rückstreudaten untersucht, - die in-vivo Anwendbarkeit der Methode in einer repräsentativen Patientenkohorte klinisch getestet.

Ziel der ersten klinischen Pilot-Studie ist es, an 60 Probandinnen (Alter >55 Jahre) die Ultraschall-Methode mit den Daten aus dem HR-pQCT am Schienbein zu vergleichen.

Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Methoden der Knochendichtemessung mittels DXA oder HR-pQCT könnten in der Zukunft mittels Quantitativem Ultraschall die mechanischen Eigenschaften des Knochens kostengünstig, schnell und effizient untersucht werden, ohne dabei mit Röntgenstrahlung arbeiten zu müssen.

Kooperationspartner: Prof. Dr. Kay Raum

Berlin-Brandenburg Center for Regenerative Therapies, Charité - Universitätsmedizin Berlin