Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung quantitativer akustischer Mikroskopiemethoden, welche die Charakterisierung der elastischen Eigenschaften der Knochenmikrostruktur ermöglichen. Der Einfluss von Frequenz und lateralem Auflösungsvermögen auf die Bestimmung der akustischen Impedanz wurde im Frequenzbereich von 25 bis 80 MHz untersucht. Es wurde gezeigt, das ein unzureichendes Auflösungsvermögen zu einer Unterbewertung der Impedanz führt, die abhängig von Größe, Verteilung und Orientierung der Havers-Kanäle ist. Die Möglichkeit der gleichzeitigen Bestimmung von akustischer Impedanz, longitudinaler und transversaler Wellengeschwindigkeiten sowie der Probendicke wurde durch zeitaufgelöste Messungen an dünnen Probenschnitten bei einer Frequenz von 50 MHz demonstriert. Daraus lassen sich die korrespondierenden elastischen Größen ableiten. Im Gegensatz zu anderen Verfahren werden die durch die Fokussierung hervorgerufenen Einflüsse auf die Schallausbreitung berücksichtigt. Außerdem erübrigt sich die sonst notwendige Bestimmung von Probendicke und -dichte mit sekundären Messverfahren. Eine gute Korrelation wurde zwischen der akustischen Impedanz und der mechanischen Festigkeit c11 gefunden. Aus keiner akustischen Größe allein lässt sich der Elastizitätsmodul ableiten. Für die quantitative Bestimmung der akustischen Impedanz oberhalb von 100 MHz wurde das Multi-Layer-Analysis-Verfahren (MLA) entwickelt. Dieses berücksichtigt Einflüsse, die durch Defokussierung, Oberflächentopographie und Oberflächenneigung entstehen. Das Verfahren wurde am Beispiel einer Silizium-Rasterplatte bei einer Frequenz von 900 MHz validiert. Eine Untersuchung an humanen kortikalen Knochenproben zeigte eine charakteristische Winkelabhängigkeit der Impedanz, welche auf ein orthotropes Verhalten deutet. Eine Zunahme der Impedanz war mit dem Alter zu verzeichnen. Die bei 900 MHz ermittelten Impedanzen waren im Vergleich zu den niederfrequenten Impedanzwerten deutlich geringer, was durch eine Dispersion der Schallgeschwindigkeit zu erklären ist.
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