Summary
Sondering under artroskopi kirurgi er normalt gjort for at vurdere tilstanden af det bløde væv, men denne fremgangsmåde har altid været subjektiv og kvalitativ. Denne rapport beskriver en sonderingsanordning, der kan måle det bløde vævs modstand kvantitativt med en treaksial kraftsensor under artroskopi.
Abstract
Sondering i artroskopisk kirurgi udføres ved at trække eller skubbe det bløde væv, som giver feedback til at forstå tilstanden af det bløde væv. Men outputtet er kun kvalitativt baseret på "kirurgens følelse". Heri er beskrevet en sondering enhed udviklet til at løse dette problem ved at måle modstanden af blødt væv kvantitativt med en tre-aksial kraft sensor. Under begge forhold (dvs. pull- og push-sondering visse væv efterligne acetabular labrum og brusk), denne sondering enhed viser sig at være nyttige til måling af nogle mekaniske egenskaber i leddene under artroskopi.
Introduction
Processen med sondering, som trækker (eller kroge) eller skubber blødt væv i leddene med en metallisk sonde, giver mulighed for at vurdere tilstanden af blødt væv under artroskopisk kirurgi1,2. Men evaluering af sondering er meget subjektiv og kvalitativ (dvs. kirurgens følelse).
På grundlag af denne sammenhæng, hvis modstanden af det bløde væv (f.eks kapsel eller labrum i hofteleddet, menisk eller ledbånd i knæleddet) under træk kunne måles kvantitativt, kan det være nyttigt for kirurger at vurdere nødvendigheden af en reparation af det bløde væv og en indikation af, om yderligere kirurgisk indgreb ernødvendig,selv efter den primære reparation er afsluttet3,4,,5. Endvidere skal der fastsættes kriterier for vigtige kvantitative variabler for at angive nødvendigt kirurgisk indgreb for kirurger. Derudover, i den modsatte retning, skubbe sonden kan bruges til at vurdere de mekaniske egenskaber af ledbruskvæv. Inden for vævsteknik og regenerativ medicin, såsom udskiftning af beskadigede, degenererede eller syge bruskvæv, kan in situ-evaluering af push-sondering være kritisk2,6.
Denne artikel rapporterer udviklingen af en sondering enhed med en tre-aksial kraft sensor6, der kan måle modstanden af blødt væv kvantitativt under artroskopi. Denne sonderingsanordning består af en sondekomponent med en halv længde (200 mm) af en normal artroskopisk sonde og en grebskomponent, hvori en strain gauge-sensor er indlejret til at måle den resulterende kraft på tre akser på spidsen af sonden (Figur 1). Strain gauge sensoren blev lavet specielt til sondering. Strain gauge er indlejret i toppen af grebet komponent, som forbinder med sonden komponent. Opløsningen af denne sondering enhed er 0,005 N. Præcisionen og nøjagtigheden blev også målt ved en kommercialiseret vægt med kendt vægt (50 g). Præcisionen var 0,013 N og nøjagtigheden er 0,0035 N.
Desuden er et glidende aspekt af grebskomponenten blevet implementeret for at kontrollere afstanden med kirurgens pegefinger eller tommelfinger, mens du trækker eller skubber sonden. Under processen med at måle modstanden er den målte værdi afhængig af både sonderingsanordningens trækafstand og trækkraften, hvilket er grunden til, at sonderingsanordningens trækafstand styres af glidende aspekt. Den glidende afstand af grebsdelen af sonderingsanordningen blev indstillet til 3 mm for følgende repræsentative tilfælde i denne undersøgelse.
Som vist i figur 1kan det bløde vævs modstandskraft således måles treksialt. Den første kraft er langs sondeaksen. Den anden er vinkelret på sondeaksen langs retningen af sondens krog, og den tredje er i den tværgående retning. Måling af kræfterne sker ved hjælp af følgende generelle metode: Den treaksede kraftsensor omfatter tre Wheatstone broer, der svarer til x-, y-, og z-akserne. Strain gauges modstandsværdi ændres alt efter omfanget af den påførte belastning, og broens midtpunktsspænding ændres, så kraften kan detekteres som et elektrisk signal. Måleområdet for denne anordning er 50 N i retning af sondeaksen og 10 N i de to resterende retninger.
Dedikeret software blev udviklet til denne sonde, hvor softwaren viser de tre kræfter i x, y, og z retninger (x er den tværgående retning, y er den lodrette retning (retning af krogen), og z er sonden akse) målt ved sondering enhed i realtid med en frekvens på 50 Hz som tre separate grafer (Figur 2). Eventuelt kan et tyndt elastisk betræk, der normalt anvendes til intraoperativ brug af ultralydsenheder, bruges til imprægnering her.
Denne sondering enhed kan således give mulighed for at vurdere visse betingelser for blødt væv. Desuden kan denne sondering enhed giver mulighed for at vurdere de mekaniske egenskaber af ledbrusk væv. Med henblik herpå kan reaktionskraften på ledbruskens overflade, mens den skubber spidsen af denne sonderingsanordning fremad på overfladen, være korreleret med ledbruskens mekaniske egenskab.
Formålet med denne undersøgelse er at indføre, hvordan sonderingsanordningen kan anvendes. Først er målinger af en efterligne acetabular labrum som et repræsentativt væv, mens pull-sondering med en fantom hofte model. Undersøgt er forskellen i modstanden i acetabular labrum i tre kirurgiske trin for en typisk labral reparation. For det andet er målinger af en repræsentant efterligne bruskvæv gennem push-sondering. Også undersøgt er en sammenhæng mellem to forskellige mekaniske egenskaber af efterligne bruskvæv som målt ved denne sondering enhed og en klassisk indrykning enhed til at validere den nye metode til måling af de mekaniske egenskaber af ledbrusk.
Protocol
Protokollen i denne undersøgelse består primært af følgende to aspekter: 1) modstand kraft acetabular labrum med pull-sondering og 2) måling af reaktionskraften på efterligne brusk prøve med push-sondering.
1. Modstand kraft af acetabular labrum med pull-sondering
- Phantom forberedelse til målingerne med pull-sondering
- Fix en fantom hofte, som består af venstre bækken og lårben ben, store muskler i hoften, acetabular labrum, hofte kapsel, og ledbrusk af hofteleddet på en standard fiksering enhed5.
- Bortføre og internt rotere lårbenet lidt for at distancere det fra bækkenet, generere fælles rum efterligne hofte artroskopi.
- Kamera forberedelse til artroskopi
- Forbered en 4 mm 70 ° autoclavable direkte visning artroskop og forbinde en bærbar artroskopi kamera. Tilslut en bærbar artroskopi kamera lyskilde til 70 ° artroskop. Tilslut USB-kabler fra artroskopikameraet og lyskilden til en pc. Åbn derefter avanceret skærmoptagelsessoftware til artroskopivisningen på pc'en.
- Forberedelse af portaler
BEMÆRK: Præparatet efterfølges af den almindelige konventionelle hofte artroskopi metode7.- Indsæt en kanyleret nål og guide wire i hofteleddet fra spidsen af den større trochanter at gøre en normal anterolater.
- Sæt en 5,5 mm kanyle med en obturator langs førerledningens linje. Fjern derefter obturatoren, og indsæt 70° artroskopet med det bærbare artroskopikamera langs kanylen, hvilket genererer den første portal.
- Bekræft, om den kapsulære trekant mellem labrum og lårbenshoved7 ses i udsigten fra denne portal. Dernæst skal du oprette den anden portal som en ændret forreste portal7.
- Capsulotomy, åbning af hoftekapslen
- Når den forreste portal er blevet genereret, bevare artroskop i den anterolaterale portal. Sæt en 4,5 mm kanyle med en obturator langs guidewiren, fjern obturatoren, og indsæt derefter en artroskopisk skalpel fra den forreste portal. Udfør en peri-portal capsulotomy omkring den forreste portal, flytte skalpel medialt og lateralt at generere mere plads til den forreste portal i hofte kapsel.
- Placer artroskopet i den forreste portal. Roter kameravisningen af artroskopet, indtil du ser kanylen på den anterolaterale portal. Indsæt den artroskopiske skalpel fra den anterolaterale portal. Udfør en tværgående interportal capsulotomy, som forbinder mellem de to portaler fra ca 10:00 til 02:00. Lad derefter denne capsulotomy 5 mm fra labrum, måling ca 15 mm i længden.
- Opsætning af sonderingsenheden
- Bekræft forbindelsen mellem strømforsyningsenheden og pc'en med et USB-kabel. Tænd for strømforsyningen. Åbn softwaren til sonderingsenheden, som er beskrevet i indledningen.
- Indtast matrixdataene for første gang, som forudberegnes under kalibrering af strain gauge-sensoren. Kalibrer igen, hvis den målte værdi ikke er den samme som standardvægtværdien, når den placeres på spidsen af sonden.
- Nulstil målekraftværdien til nul umiddelbart før hver måling. Desuden bekræfte, om foden switch forbundet med optagesystemet af sondering enhed fungerer godt.
- Måling af modstand af acetabular labrum mens pull-sondering
- Placer artroskopet i den anterolaterale portal. Indsæt sondering enhed fra den forreste portal og gå videre ind i hofteleddet, indtil spidsen af enheden er under indersiden af acetabular labrum.
- Nul indstillingen som ovenfor. Træk spidsen af sonderingsanordningen ud i retning af leddet (dette er det første kirurgiske skridt som "Labrum intakt") (Figur 3).
- Fjern sonderingsanordningen fra den forreste portal, og indsæt derefter den artroskopiske skalpel i leddet. Derefter løsrive den forreste-overlegne labrum langsgående (med 10 mm) fra acetabular fælg skarpt ved hjælp af skalpel.
- Skift fra skalpel til sondering enhed i den forreste region. Hook labrum langs sonden akse på samme position af labrum at måle modstand kraft labrum (dette er identificeret som det andet skridt, "Labrum cut"). Husk igen at nulstille indstillingen før denne måling.
- Indsæt et ankersæt til labrumreparationen i den forreste portal. Anbring ankeret på spidsen af ankersættet ved den acetabulære knoklede kant. Sæt suturinstrumentet ind i den forreste portal, når ankersættet er fjernet. Stram labrum på acetabular kant. Gentag denne reparation procedure endnu en gang for at gøre den anden søm.
- Mål modstandskraften i labrum ved igen at tilslutte labrum langs sondering akse (dette er som det tredje skridt, "Labrum reparation"). Husk at trykke på fodpedalen, når du optager hvert kirurgisk trin.
2. Måling af reaktionskraften til at efterligne bruskprøver med push-sondering
BEMÆRK: I den anden undersøgelse blev der målt en lodret modstandskraft på hver efterlignet bruskoverflade (figur 4A) med trykaf sondering på bruskoverfladen ved en hældning på 30° til den vandrette linje og identificeret som et element af de mekaniske egenskaber ved ledbrusk.
- Klargøring af prøverne til målinger med push-sondering.
- Tilbered bruskprøverne. I den nuværende undersøgelse, fem slags efterligne brusk prøver blev brugt, som blev fremstillet af poly-vinyl alkohol hydrogels8.
- Prøverne omformes fra de medfølgende prøvers bulkstørrelse til 15 mm x 20 mm x 3 mm som en efterlignet bruskplade. Placer hver prøve på en bundplade, som har en lille prop mod siden af push-sondering.
- Måling af bruskmodstand med push-sondering
- Fastgør og fastgør placeringen og retningen af den sonderingsanordning, hvor spidsen af anordningen næsten rører overfladen af efterligne bruskprøven, samtidig med at der opretholdes en hældning på 30° til den vandrette linje.
- Efter nulstilling af indstillingen skubbes og trækkes spidsen af sonderingsanordningen på iimileringsbruseprøven tre gange ved at trykke på fodpedalen.
- Dette måletrin gentages for de fem prøver, når hver af pladerne er sat på.
- Måling af bruskmodstand ved hjælp af en klassisk indrykningsanordning
- Den konventionelle elastiske modulus og stivhed af hver prøve måles ved hjælp af en klassisk indrykningsanordning (Figur 4B).
BEMÆRK: Den tilpassede anordning til den klassiske indrykningstest til måling af den elastiske modulus af efterligne bruskprøven i den aktuelle undersøgelse havde en sfærisk indrykning med en spids med en diameter på 1 mm og en elektromekanisk aktuator (opløsning, 5 μm). Aktuatoren, indryknings- og vejecellen blev samlet ved hjælp af brugerdefinerede 3D-printede parenteser af PLA-filamenter på en 3D-printer (Figur 4B) for at fungere som et konventionelt uniaxial indrykningssystem. Hver prøve blev placeret på bundpladen af indrykningsanordningen. Prøvens midtpunkt blev justeret i forhold til indrykningsspidsen. Indrykningsspidsen blev bragt i første kontakt med prøven ved hjælp af en forindladning på 0,02 N. Indrykningsspidsen blev derefter komprimeret 150 μm ind i bruskoverfladen. Kraften og forskydningen blev registreret under indrykningen. Den lineære del af forskydningskurven blev brugt til at beregne stivheden og den elastiske modulus som rapporteret af Hayes et al.24 ved hjælp af prøvens tykkelse. Dataene fra denne enhed blev ikke valideret, men de mekaniske værdier af bruskprøver af denne enhed blev bekræftet tidligere; den elastiske modulus var 0,46 MPa (0,27 MPa-standardafvigelse (SD)), hvilket er i overensstemmelse med den , der blev fundet i flere tidligere litteraturundersøgelser11,16,19. - Koefficientværdien beregnes mellem den maksimale værdi af den lodrette reaktionskraft med push-sondering og den elastiske modulus ved den klassiske indrykningsanordning.
- Den konventionelle elastiske modulus og stivhed af hver prøve måles ved hjælp af en klassisk indrykningsanordning (Figur 4B).
Representative Results
Modstand kraft af acetabular labrum i de tre kirurgiske trin med pull-sondering
De målinger, der blev registreret af denne sonderingsanordning ved hvert trin, blev gentaget tre gange. Resultaterne viser, at de højeste gennemsnitlige resulterende kræfter y og z for acetabular labrum for de tre trin var 4,4 N (0,2 N SD) på intakt labrum, 1,6 N (0,1 N SD) på cut labrum, og 4,6 N (0,7 N SD) på repareret labrum (Figur 5). Den tværgående kraft var kun 2,8% af den højeste resulterende kraft, mens sondering på intakt labrum.
Forholdet mellem de to forskelligt skalerede mekaniske egenskaber ved sonderingsanordningen med push-sondering og klassisk indrykningsanordning
Resultaterne viser en signifikant positiv sammenhæng mellem de to opnåede mekaniske egenskaber: sonderingssensor vs elastisk modulus, r = 0,965 og p = 0,0044 (figur 6); sonderingssensor vs stivhed, r = 0,975 og p = 0,0021).
Figur 1: Sonderingsanordning, der anvendes i den aktuelle undersøgelse (A) Sonderingsanordningen består af en sondekomponent og en grebskomponent med en indbygget strain gauge-sensor, der kan måle kræfter ved spidsen af sonden (en langs sondeaksen, prikket gul pil, andre to vinkelret på sondeaksen, prikkede hvide pile) (B) Da grebskomponenten har et glidende stykke, kan sondekomponenten og glidende aspekt flyttes til grebet med pegefingeren, den solide gule pil. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Visning af softwaren til sonderingsenheden. Denne visning viser realtid tri-aksialt målte værdier af modstand kraft af det bløde væv under sondering. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Repræsentativt operationelt udsyn til artroskopimonitoren under pull-sondering af acetabular labrum. Denne visning er fra en typisk anterolaterale portal. Sonderingsanordningen indsættes fra en modificeret anteriortilgang. Pull-sondering udføres langs aksen af sonden (prikket pil). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: To forskellige skala test for mekaniske egenskaber af efterligne ledbrusk væv (A) Måling af reaktionskraften vinkelret på brusoverfladen, mens sonden (B) Klassisk indrykningsprøvning (komprimeret lodret til bruskoverfladen) manuelt skubbes for at forstå sammenfaldet mellem disse to mekaniske egenskabsprøvninger. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Modstandskræfter i det acetabulære labrum med pull-sondering. Modstandskræfter i acetabular labrum med pull-sondering for de tre kirurgiske trin. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: Forholdet mellem den lodrette reaktionskraft på bruskoverfladen med trykrøvning og elastisk modulus ved den klassiske indrykningsprøve. Den lodrette reaktionskraft på brusoverfladen med tryk-sondering havde en stærk positiv korrelation (r = 0,965, p = 0,0044) med den elastiske modulus ved den klassiske indrykningstest. Klik her for at se en større version af dette tal.
Discussion
Denne undersøgelse viser, at sondering enhed er i stand til at måle tri-aksialt modstanden af blødt væv i leddet under artroskopisk sondering. Specifikt, følgende to ting blev undersøgt: 1) forskellen i modstand kraft acetabular labrum med pull-sondering i de tre kirurgiske trin i en typisk labral reparation og 2) forholdet mellem to forskellige mekaniske egenskaber af efterligne brusk væv med push-trækker.
Ifølge denne undersøgelse, de kvantitativt målte værdier ved pull-sondering med denne enhed kan være nyttige til at vurdere tilstanden af den fælles blødt væv. De højeste modstandsniveauer i det acetabulære labrum faldt, da labrum blev skåret. Desuden blev de høje modstandsniveauer genvundet, da labrum blev repareret. Således kan sondering kraft også være nyttigt for at vurdere, om kirurgisk indgreb er tilstrækkeligt. Endvidere, denne pull-sondering kan udnyttes til vurdering af andre bløde væv samt, såsom forreste og bageste korsbånd for ustabilitet, mediale og laterale sideledbånd for valgus eller varus balance i knæoperationer, labrum og rotator manchet i skulderoperationer, samt for andre artroskopiske operationer.
Lignende resultater blev tidligere rapporteret ved hjælp af 10 friske kadaver hofte prøver med en lignende sondering enhed3. De højeste modstandsniveauer i labrum blev reduceret betydeligt, da labrum blev skåret (intakt labrum, 8,2 N; cut labrum, 4.0 N). Desuden blev det høje modstandsniveau i labrum betydeligt genvundet, da labrum blev repareret (skåret, 4.0 N; repareret, 7.8N). Desuden blev modstandsniveauet for det afskårne labrum (3,0-5,0 N) statistisk adskilt med 95% tillid fra det intakte (6,5-9,9 N) og repareret labrum (6,7-9,1 N). Derfor kan der fastsættes en tærskelværdi for påvisning af læsioner i labrum, hvilket er ca. 5 N (4-6 N på kadavere) af det højeste modstandsniveau i labrum. Ifølge den nuværende undersøgelse, en sådan tærskel på fantom hofte kan være omkring 2-3 N.
Et andet interessant resultat i den aktuelle undersøgelse er den betydelige positive sammenhæng mellem reaktionskraften på efterligningbruskoverfladen ved push-sonderingsanordningen og den elastiske modulus ved den klassiske indrykningsanordning. Når push-sondering udføres som vist i figur 4, og derefter bevæger sondens spids sig på overfladen, opstår der en reaktionskraft. Som følge heraf skubbes spidsen af sonden op af reaktionskraften. Dette måles som sondeaksens vinkelrette kraft. I denne situation, hvis den mekaniske egenskab af efterligne bruskvæv er lille (dvs. blød), kraften af push-sondering til overfladen af brusk kan være delvist absorberet. Derefter bør dens reaktionskraft på overfladen til spidsen af sonden svækkes i forhold til i tilfælde af push-sondering på hårdt bruskvæv. Som følge heraf ville den vinkelrette kraft af sonden akse blive reduceret. Derfor, hvis vinklen på sondering akse til efterligne brusk overflade kan styres af ny teknologi, såsom en bærbar gyro sensor9,10, in situ mekaniske egenskaber af bruskvæv kan evalueres.
Flere forskningsgrupper har forsøgt at udvikle anordninger til kvantitativt at vurdere kvaliteten af ledbrusk in vivo under artroskopi11,,12,13,14,15,16,17,18,1919,20,21,22 ved hjælp af forskellige metoder, såsom ultralyd biomikroskopi11,artroskopisk ultralydsscanning12,optisk refleksionsspektroskopi13,pulserende laserbestråling14,nær-infrarød spektroskopi15og ultralyd-baserede16, mekanisk16,17,18,19,20,21og elektromekaniske fordybningsenheder22. De fleste af anordningerne undtagen indrykningsenhederne11,12,13,14,15 kan måle brusklagets tykkelse; De kan dog ikke måle relaterede mekaniske egenskabsværdier. Selv om ultralyd og mekanisk-baserede indrykningsenheder16,17,18 kan måle nogle mekaniske egenskaber af ledbrusk, overfladen af spidsen af enheden skal berøres lodret til ledbrusk overflade, som efterfølges af konventionelle metoder til kompression test. Den resterende elektromekaniske indrykningsanordning22,23 ,der for nylig er udviklet, har en sfærisk form på spidsen af enheden; her kan det være svært at afgøre, hvordan man rører spidsen til bruskoverfladen under artroskopi på grund af dens relativt større størrelse, der tilslører målepunktet ved selve spidsen. Desuden er den kvantitative værdi (kaldet QP22,23) ikke fortløbende og synes snarere at være en skadesscore (fra 4 til 20 for bruskvurdering). For eksempel er 4 QP-værdien ikke dobbelt så høj som 2 QP-værdien.
Et vigtigt punkt er, at enheden klæber så meget som muligt til en form af den klassiske sonde. Desuden anvendes en konventionel og kendt parameterenhed (dvs. newton) til sonderingsanordningen delvis, fordi den er fortløbende kvantitativ. I denne sammenhæng kan den sondering enhed, der er beskrevet her reproducere betingelserne for konventionelle sondering baseret på "kirurgens følelse". Således er denne sondering enhed vist sig at være nyttige til måling af visse mekaniske egenskaber i leddene under artroskopi.
Afslutningsvis kan den sonderingsanordning, der er beskrevet her, og som kvantitativt kan måle modstandsdygtighed over for blødt væv med en treaksial kraftsensor gennem både pull- og push-sondering, være nyttig til kvantitativ vurdering af omfattende læsioner eller betingelser for det fælles bløde væv, hvilket er en forbedring af den nuværende kvalitative vurdering af konventionel sondering.
Disclosures
Forfatteren har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev delvist støttet af JSPS KAKENHI tilskud JP19K09658 og JP18KK0104 og en japansk Foundation for Forskning og Fremme af Endoskopi (JFE) tilskud. Forfatteren vil gerne takke professor Darryl D. D'Lima og professionel videnskabelig samarbejdspartner Erik W. Dorthe i Shiley Center for Ortopædisk Forskning og Uddannelse på Scripps Clinic for tilladelse til at duplikere den tilpassede enhed til den klassiske indrykningstest på institutionen og for at støtte forfatteren med samarbejdsstudier.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4.5 mm ARTHROGARDE Hip Access Cannula GREEN | Smith&Nephew | 72201741 | Arthroscopy cannula |
| 70° Autoclavable, Direct View | Smith&Nephew | 72202088 | 70 degrees arthroscope |
| Bandicam | Bandicam Company | an advanced screen recording software | |
| da Vinci 2.0 A Duo | XYZ printing Japan | 3D printer | |
| Disposable Hip Pac | Smith&Nephew | 7209874 | A set of 3 guidewires and 2 arthroscopy needles |
| Hip phantom | Sawbones USA, A Pacific Research Company | SKU:1516-23 | The phantom model for hip arthroscopy |
| Labview | National Instruments | Systems engineering software for applications that require test, measurement, and control with rapid access to hardware | |
| LAC-1 | SMAC | Electromechanical actuator | |
| LSB200 | Futek | FSH00092 | A load cell |
| Nanopass | Stryker | CAT02298 | A suturing instrument for the labrum repair |
| Osteoraptor 2.3 Suture Anchor | Smith&Nephew | 72201991 | Anchor set for the labrum repair |
| PC software for Probing sensor | Moosoft | PC software for Probing sensor | |
| Poly-vinyl alcohol hydrogels | Sunarrow Limited | Poly-vinyl alcohol hydrogels | |
| portable arthroscopy camera | Sawbones USA, A Pacific Research Company | SKU:5701 | Portable arthroscopy camera |
| Probing sensor | Takumi Precise Metal Work Manufacturing Ltd | Probing device to measure resistance force to soft tissue in joint while probing | |
| Samurai Blade | Stryker | CAT00227 | Arthroscopic scalpel |
| Standard fixation device | Sawbones USA, A Pacific Research Company | SKU:1703-19 | The fixation device for the hip phantom |
| Strain gauge sensor | Nippon Liniax Co.,LTD | MFS20-100 | The sensor works with three Wheatstone bridges |
| Ultra-Hard C2 Tungsten Carbide Ball, 1 mm Diameter | McMaster-Carr | 9686K81 | Ultra-Hard C2 Tungsten Carbide Ball, 1 mm Diameter |
References
- Chami, G., Ward, J. W., Phillips, R., Sherman, K. P. Haptic feedback can provide an objective assessment of arthroscopic skills. Clinical Orthopaedics and Related Research. 466, 963-968 (2008).
- Tuijthof, G. J., Horeman, T., Schafroth, M. U., Blankevoort, L., Kerkhoffs, G. M. Probing forces of menisci: what levels are safe for arthroscopic surgery. Knee Surgery, Sports Traumatology, & Arthroscopy. 19 (2), 248-254 (2011).
- Hananouchi, T., Aoki, S. K. Quantitative evaluation of capsular and labral resistances in the hip joint using a probing device. Bio-Medical Materials and Engineering. 30 (3), 333-340 (2019).
- Hananouchi, T., et al. Resistance of Labrum using A Quantitative probing device in Hip Arthroscopy. Orthopaedic Research Society Annual Meeting. , San Diego, USA, March 19-22 (2017).
- Hananouchi, T. Evaluation of a quantitative probing to assess condition of soft tissue during arthroscopic surgery for regenerative medicine. Tissue Engineering International and Regenerative Medicine Society. (Termis-EU 2014). , Geneva, Italy June 10-13 (2014).
- Hananouchi, T., Dorthe, E. W., Chen, Y., Du, J., D'Lima, D. D. A Probing Device for in-situ Mechanical Property Evaluation of Cartilage Tissue. The 11th annual meeting of JOSKAS (Japanese Orthopaedic Society of Knee, Arthroscopy and Sports Medicine). , Sapporo, Japan June 13-15 (2019).
- Aoki, S. K., Beckmann, J. T., Wylie, J. D. Hip Arthroscopy and the Anterolateral Portal: Avoiding Labral Penetration and Femoral Articular Injuries. Arthroscopy Techniques. 1 (2), 155-160 (2012).
- Sato, H., et al. Development and use of a non-biomaterial model for hands-on training of endoscopic procedures. Annals of Translational Medicine. 5 (8), 182 (2017).
- Boddy, K. J., et al. Exploring wearable sensors as an alternative to marker-based motion capture in the pitching delivery. PeerJ. 7, 6365 (2019).
- Aroganam, G., Nadarajah Manivannan, N., Harrison, D. Review on Wearable Technology Sensors Used in Consumer Sport Applications. Sensors. 19 (9), 1983 (2019).
- Gelse, K., et al. Quantitative ultrasound biomicroscopy for the analysis of healthy and repair cartilage tissue. European Cells & Materials. 19, 58-71 (2010).
- Virén, T., et al. Quantitative evaluation of spontaneously and surgically repaired rabbit articular cartilage using intra-articular ultrasound method in situ. Ultrasound in Medicine and Biology. 36 (5), 833-839 (2010).
- Johansson, A., Sundqvist, T., Kuiper, J. H., Öberg, P. Å A spectroscopic approach to imaging and quantification of cartilage lesions in human knee joints. Physics in Medicine & Biology. 56 (6), 1865-1878 (2011).
- Sato, M., Ishihara, M., Kikuchi, M., Mochida, J. A diagnostic system for articular cartilage using non-destructive pulsed laser irradiation. Lasers in Surgery and Medicine. 43 (5), 421-432 (2011).
- Spahn, G., Felmet, G., Hofmann, G. O. Traumatic and degenerative cartilage lesions: arthroscopic differentiation using near-infrared spectroscopy (NIRS). Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 133 (7), 997-1002 (2013).
- Kiviranta, P., Lammentausta, E., Töyräs, J., Kiviranta, I., Jurvelin, J. S.
- Franz, T., et al. In situ compressive stiffness, biochemical composition, and structural integrity of articular cartilage of the human knee joint. Osteoarthritis Cartilage. 9 (6), 582-592 (2001).
- Kitta, Y., et al. Arthroscopic measurement of cartilage stiffness of the knee in young patients using a novel indentation sensor. Osteoarthritis Cartilage. 22, Supplement 110-111 (2014).
- Lyyra, T., Jurvelin, J., Pitkänen, P., Väätäinen, U., Kiviranta, I. Indentation instrument for the measurement of cartilage stiffness under arthroscopic control. Medical Engineering & Physics. 17 (5), 395-399 (1995).
- Niederauer, G. G., et al. Correlation of cartilage stiffness to thickness and level of degeneration using a handheld indentation probe. Annals of Biomedical Engineering. 32 (3), 352-359 (2004).
- Appleyard, R. C., Swain, M. V., Khanna, S., Murrel, G. A. C. The accuracy and reliability of a novel handheld dynamic indentation probe for analyzing articular cartilage. Physics in Medicine & Biology. 46, 541-550 (2001).
- Sim, S., et al. Non-destructive electromechanical assessment (Arthro-BST) of human articular cartilage correlates with histological scores and biomechanical properties. Osteoarthritis Cartilage. 22 (11), 1926-1935 (2014).
- Mickevicius, T., Maciulaitis, J., Usas, A., Gudas, R. Quantitative Arthroscopic Assessment of Articular Cartilage Quality by Means of Cartilage Electromechanical Properties. Arthroscopy Techniques. 7 (7), 763-766 (2018).
- Hayes, W. C., Keer, L. M., Herrmann, G., Mockros, L. F. A mathematical analysis for indentation tests of articular cartilage. The Journal of Biomechanics. 5 (5), 541-551 (1972).
