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Questo studio dimostra che il dispositivo di sonda è in grado di misurare triassibilmente la resistenza dei tessuti molli nell'articolazione durante il sondaggio artroscopico. In particolare, sono state studiate le due cose seguenti: 1) la differenza nella resistenza del labbro acetabulare con il pull-sbing nei tre passaggi chirurgici di una tipica riparazione labral e 2) la relazione tra due diverse proprietà meccaniche del tessuto cartilagineo mitico con push-pulling.
Secondo questo studio, i valori misurati quantitativamente mediante pull-probing con questo dispositivo possono essere utili per valutare le condizioni del tessuto molle articolare. I livelli di resistenza più alti del labbro acetabulare sono diminuiti quando il labbro è stato tagliato. Inoltre, gli alti livelli di resistenza sono stati recuperati quando il labbro è stato riparato. Così, la forza di sonda può anche essere utile per valutare se l'intervento chirurgico è sufficiente. Inoltre, questo pull-probing può essere utilizzato anche per valutare altri tessuti molli, come legamenti crociati anteriori e posteriori per instabilità, legamenti collaterali mediali e laterali per l'equilibrio del valgo o del varus in interventi chirurgici al ginocchio, labrum e cuffia rotatore in interventi chirurgici alla spalla, nonché per altri interventi chirurgici artroscopici.
Risultati simili sono stati precedentemente riportati utilizzando 10 campioni di anca di cadaveri freschi con un dispositivo di sondaggio simile3. I livelli di resistenza più alti del labbro sono stati significativamente ridotti quando il labbro è stato tagliato (labrum intatto, 8,2 N; labbro tagliato, 4.0 N). Inoltre, il livello di alta resistenza del labbro è stato significativamente recuperato quando il labbro è stato riparato (taglio, 4.0 N; riparato, 7.8N). Inoltre, il livello di resistenza per il labbro tagliato (3.0-5.0 N) è stato statisticamente separato con il 95% di confidenza da quelli dell'intatto (6,5-9,9 N) e del labbro riparato (6,7-9,1 N). Pertanto, potrebbe essere determinata una soglia per rilevare le lesioni nel labbro, che è di circa 5 N (4-6 N sui cadaveri) del livello di resistenza più alto del labrum. Secondo lo studio attuale, tale soglia sull'anca fantasma potrebbe essere di circa 2-3 N.
Un altro risultato interessante nello studio attuale è la relazione positiva significativa tra la forza di reazione sulla superficie della cartilagine mimetica dal dispositivo push-sbing e il modulo elastico dal classico dispositivo di indentazione. Quando il push-sbing viene eseguito come illustrato nella Figura 4 e quindi la punta della sonda si muove sulla superficie, si verifica una forza di reazione. Di conseguenza, la punta della sonda viene spinta verso l'alto dalla forza di reazione. Questo viene misurato come forza perpendicolare dell'asse della sonda. In questa situazione, se la proprietà meccanica del tessuto della cartilagine mimetica è piccola (cioè morbida), la forza del push-sbing sulla superficie della cartilagine potrebbe essere parzialmente assorbita. Quindi, la sua forza di reazione sulla superficie alla punta della sonda dovrebbe essere indebolita rispetto a quella nel caso di spinta-sonda sul tessuto della cartilagine dura. Di conseguenza, la forza perpendicolare dell'asse della sonda diminuirebbe. Pertanto, se l'angolo dell'asse di sonda rispetto alla superficie della cartilagine mimetica può essere controllato da una nuova tecnologia, come un sensore giroscopico indossabile9,10, le proprietà meccaniche in situ del tessuto cartilagineo possono essere valutate.
Diversi gruppi di ricerca hanno cercato di sviluppare dispositivi per valutare quantitativamente la qualità della cartilagine articolare in vivo durante l'artroscopia11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 utilizzando vari metodi, come la biomicroscopia ad ultrasuoni11, l'imaging a ultrasuoni artroscopico12, la spettroscopia di riflessione ottica13, l'irradiazione laser pulsata14, la spettroscopia a infrarossi vicina15, e i16a ultrasuoni, i16meccanici,,17,,18,19,20,,21e i dispositivi di indentazione elettromeccanica22. La maggior parte dei dispositivi ad eccezione di quelli di rientro11,12,13,14,15possono misurare lo spessore dello strato cartilagineo;15 tuttavia, non possono misurare i valori delle proprietà meccaniche correlate. Anche se gli ultrasuoni e i dispositivi di rientro meccanici16,17,18 possonomisurare alcune proprietà meccaniche della cartilagine articolare, la superficie della punta del dispositivo deve essere toccata verticalmente alla superficie della cartilagine articolare, seguita da metodi convenzionali di test di compressione. Il restante dispositivo di rientro elettromeccanico22,,23 che è stato recentemente sviluppato ha una forma sferica sulla punta del dispositivo; qui, potrebbe essere difficile determinare come toccare la punta alla superficie della cartilagine durante l'artroscopia a causa della sua dimensione relativamente più grande che oscura il punto di misurazione dalla punta stessa. Inoltre, il valore quantitativo (chiamato QP22,23) non è consecutivo e sembra piuttosto essere un punteggio di danno (da 4 a 20 per la valutazione della cartilagine). Ad esempio, il valore 4 QP non vale il doppio del valore di 2 QP.
Un punto importante è che il dispositivo aderisce il più possibile a una forma della sonda classica. Inoltre, un'unità parametro convenzionale e nota (cioè newton) per il dispositivo di sondaggio viene applicata in parte perché è consecutivamente quantitativa. In questo contesto, il dispositivo di sonda descritto qui può riprodurre le condizioni di sonda convenzionale in base al "sentimento del chirurgo". Pertanto, questo dispositivo di sondaggio è dimostrato utile per misurare determinate proprietà meccaniche nei giunti durante l'artroscopia.
In conclusione, il dispositivo di sonda descritto qui, che può misurare quantitativamente la resistenza dei tessuti molli con un sensore di forza triassiale attraverso il pull-e-push-probing, può essere utile per valutare quantitativamente lesioni o condizioni complete dei tessuti molli articolari, che è un miglioramento dell'attuale valutazione qualitativa della sonda convenzionale.