Method Article

Прощупывая устройство для количественного измерения механических свойств мягких тканей во время артроскопии

DOI:

10.3791/60722

⸱

May 1st, 2020

1Medical Engineering Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Osaka Sangyo University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Зондирование во время артроскопии хирургии, как правило, делается для оценки состояния мягких тканей, но этот подход всегда был субъективным и качественным. В этом отчете описывается зондальное устройство, которое может количественно измерить устойчивость мягких тканей с помощью трех осевой силы датчика во время артроскопии.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Прощупывая в артроскопической хирургии выполняется путем вытягивания или нажатия мягких тканей, что обеспечивает обратную связь для понимания состояния мягких тканей. Однако выход является лишь качественным, основываясь на «чувствох хирурга». В этом описано зондальное устройство, разработанное для решения этой проблемы путем измерения сопротивления мягких тканей количественно с трех осевой силой датчика. При обоих условиях (т.е. тянуть- и толкать-зондирования некоторых тканей, имитирующих ацетабулической лабрум и хрящ), это зондирование устройство оказывается полезным для измерения некоторых механических свойств в суставах во время артроскопии.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Процесс зондирования, который тянет (или крючки) или толкает мягкие ткани в суставах с металлическим зондом, позволяет оценить состояние мягких тканей во время артроскопической хирургии1,2. Однако оценка зондирования очень субъективна и качественна (т.е. чувство хирурга).

На основе этого контекста, если сопротивление мягких тканей (например, капсулы или лабрума в тазобедренном суставе, мениска или связки в коленном суставе) во время вытягивания может быть измерено количественно, это может быть полезно для хирургов, чтобы судить о необходимости ремонта для мягких тканей и указание ли дополнительное хирургическое вмешательство необходимо даже после первичного ремонта завершена3,4,5. Кроме того, для хирургов должны быть установлены критерии для ключевых количественных переменных, указывающих на необходимое хирургическое вмешательство. Кроме того, в противоположном направлении, нажав зонд может быть использован для оценки механических свойств суставных тканей хряща. В области тканевой инженерии и регенеративной медицины, таких как замена поврежденных, вырожденных или больных тканей хряща, на месте оценки толчка может быть критическим2,6.

В этой статье сообщается о разработке зондирующего устройства с трехосясляным датчиком силы6, который может количественно измерять сопротивление мягких тканей во время артроскопии. Это зондируя устройство состоит из компонента зонда с размером половины длины (200 мм) нормального артроскопического зонда, и компонентом захвата, в котором датчик датчика датчика датчика напряжения встроен для измерения результирующего силы трех осей на кончике зонда(рисунок 1). Датчик датчика датчика деформации был сделан специально для зондирования. Датчик деформации встроен в верхней части компонента сцепления, который соединяется с компонентом зонда. Разрешение этого зондирующего устройства 0,005 N. Точность и точность также измерялись коммерциализированным весом с известным весом (50 г). Точность составила 0,013 Н, а точность 0,0035 Н.

Кроме того, раздвижной аспект компонента сцепления был реализован для контроля расстояния с указательным пальцем хирурга или большим пальцем при потянув или толкая зонд. В процессе измерения сопротивления измеренное значение зависит как от расстояния потянув зондирующего устройства, так и от силы вытягивания, поэтому расстояние потянув зондирующего устройства контролируется скользящим аспектом. Скользящее расстояние компонента сцепления зондирующего устройства было установлено до 3 мм для следующих репрезентативных случаев в данном исследовании.

Как показано на рисунке 1,сила сопротивления мягких тканей, таким образом, может быть измерена три-осиально. Первая сила находится вдоль оси зонда. Второй перпендикулярно оси зонда по направлению крючка зонда, а третий находится в поперечном направлении. Измерение сил осуществляется по следующему общему методу: трехосевой датчик силы включает в себя три моста Уитстона, соответствующие x-, y-, и z-осы. Значение сопротивления датчика деформации изменяется в зависимости от величины нанесенной нагрузки, а напряжение средней точки моста изменяется, так что сила может быть обнаружена в качестве электрического сигнала. Диапазон измерений этого устройства составляет 50 N в направлении оси зонда и 10 N в двух оставшихся направлениях.

Специальное программное обеспечение было разработано для этого зонда, в котором программное обеспечение показывает три силы в направлениях х, у и z (x является поперечным направлением, у это вертикальное направление (направление крючка), и z является зонд оси) измеряется зонда устройства в режиме реального времени с частотой 50 Гц, как три отдельных графиков (Рисунок 2). Дополнительно, тонкая эластичная крышка обычно используемая для интраоперациального использования ультразвуковых приборов можно использовать для гидроизоляции здесь.

Это зондируя прибор может таким образом позволить для оценивать некоторые условия мягких тканей. Кроме того, это зондирование устройство может позволить для оценки механических свойств суставных тканей хряща. С этой целью сила реакции на поверхности суставного хряща при скольжении кончика этого зондирующего устройства вперед на поверхности может быть коррелирована с механическим свойством суставного хряща.

Цель этого исследования заключается в том, чтобы представить, как зондирование устройство может быть использовано. Во-первых, измерения мимических ацетабулических labrum в качестве репрезентативной ткани при тяговом зондировании с фантомной модели бедра. Исследовано это разница в сопротивлении ацетабулярной лабрум в три хирургических шага для типичного лабораторного ремонта. Во-вторых, измерения репрезентативной ткани хряща через проталкивание. Также исследована корреляция между двумя различными механическими свойствами мимикрной хрящевой ткани, измеренной этим зондирующим устройством, и классическим прибором отступов для проверки нового метода измерения механических свойств суставного хряща.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Протокол в настоящем изучении consist of главным образом 2 аспектов: 1) сила сопротивления ацетабулской labrum с pull-probing и 2) измерением усилия реакции на мимической образце хряща с push-probing.

1. Сила сопротивления ацетабулярной лабрум с тянуть-зондирования

  1. Призрачная подготовка к измерениям с помощью подтягивания
    1. Исправить фантомное бедро, которое состоит из левого таза и бедренной кости, основные мышцы бедра, ацетабулярный labrum, хип капсулы, и суставного хряща тазобедренного сустава на стандартном устройстве фиксации5.
    2. Похищение и внутренне повернуть бедренную кость немного, чтобы дистанцировать его от таза, генерации совместного пространства, имитирующего артроскопию тазобедренного сустава.
  2. Камера подготовки к артроскопии
    1. Подготовьте артроскоп прямого представления на 4 мм 70 мм и подключите портативную артроскопическую камеру. Подключите портативный артроскопию источника света камеры к артроскопу 70 ". Подключите USB-кабели от артроскопии камеры и источника света к ПК. Затем, открыть расширенное программное обеспечение для записи экрана для артроскопии зрения на ПК.
  3. Подготовка порталов
    ПРИМЕЧАНИЕ: Подготовка сопровождается стандартным обычным методом артроскопии тазобедренного сустава7.
    1. Вставьте каннулированную иглу и направляющую проволоку в тазобедренный сустав с кончика большего трохантера, чтобы сделать нормальный антеротеракуальный портал.
    2. Вставьте 5,5-мм канюлю с обтуратором вдоль линии направляющей проволоки.  Затем удалите обтуратор и вставьте артроскоп на 70 градусов с переносной артроскопией вдоль канюли, создавая тем самым первый портал.
    3. Подтвердите, виден ли на вид с этого портала капсулярный треугольник между лабрумом и бедренной головой7. Далее, сделать второй портал в виде модифицированного переднего портала7.
  4. Капсулотомия, открытие капсулы тазобедренного сустава
    1. Когда передний портал был создан, сохраните артроскоп в антеротераальной портале. Вставьте 4,5 мм канюлю с обтуратором вдоль направляющей проволоки, удалите обтуратор, а затем вставьте артроскопический скальпель с переднего портала. Выполните пери-портал капскулотомии вокруг переднего портала, перемещение скальпеля medially и позже, чтобы генерировать больше места для переднего портала в капсуле бедра.
    2. Поместите артроскоп в передний портал. Поверните вид на артроскоп камеры до тех пор, пока не ося на канюле на антероларонном портале. Вставьте артроскопический скальпель с антероантератеральная портала. Выполните поперечную интерпортальную капсулотомию, которая соединяется между двумя порталами примерно с 10 часов до 2 часов. Затем оставьте эту капсулотомию 5 мм от лаборатории, размером около 15 мм в длину.
  5. Настройка зондирующего устройства
    1. Подтвердите соединение между блоком питания и ПК с USB-кабелем. Включите блок питания. Откройте программное обеспечение для зондирующего устройства, которое описано во Введении.
    2. Ввод матричных данных впервые, который предварительно рассчитан во время калибровки датчика датчика датчика датчика датчика датчика деформации. Перекалибровать, если измеренное значение не то же самое, что значение веса по умолчанию при размещении на кончике зонда.
    3. Сбросьте значение измерительной силы до нуля непосредственно перед каждым измерением. Кроме того, подтвердите, хорошо ли работает переключатель стопы, связанный с системой записи зондирующего устройства.
  6. Измерение сопротивления ацетабулярной лабрум во время подтягивания зондирования
    1. Поместите артроскоп в антеротераальный портал. Вставьте зондирующего устройство с переднего портала и идите дальше в тазобедренный сустав, пока кончик устройства не будет ниже внутренней стороны ацетабулярной лаборатории.
    2. Нулевой параметр, как выше. Вытяните кончик зондирующего устройства в направлении сустава (это первый хирургический шаг, как "Labrum нетронутыми") (Рисунок 3).
    3. Удалите зондирующего устройство с переднего портала, а затем вставьте артроскопический скальпель в сустав. Затем, отсоедините переднего высшего labrum продольно (на 10 мм) от ацетабула обода резко с помощью скальпеля.
    4. Переключитесь со скальпеля на зондирующего устройство в передней области. Крюк labrum вдоль оси зонда в том же положении labrum для измерения силы сопротивления labrum (это определяется как второй шаг, "Labrum вырезать"). Опять же, не забудьте обнулить настройки перед этим измерением.
    5. Вставьте якорный набор для ремонта лабрума в передний портал. Поместите якорь на кончике якоря, установленного на ацетабулярной костлявой кромке. Вставьте инструмент засевания в передний портал после удаления якорного набора. Затяните лабрум на ацетабулярной кромке. Повторите эту процедуру ремонта еще раз для принятия второго стежка.
    6. Измерьте силу сопротивления labrum путем снова зацеплять labrum вдоль зондируя оси (это как третий шаг, «ремонт Labrum»). Не забудьте нажать на педаль ноги при записи каждого хирургического шага.

2. Измерение силы реакции для имитации образцов хряща с push-probing

ПРИМЕЧАНИЕ: Во втором исследовании, вертикальная сила сопротивления на каждой поверхности мимических хряща была измерена (Рисунок 4A) с толчком зондирования на поверхности хряща на 30 "наклона к горизонтальной линии и определены в качестве одного элемента механических свойств суставного хряща.

  1. Подготовка образцов для измерений с помощью push-probing.
    1. Подготовьте образцы хряща. В текущем исследовании были использованы пять видов образцов мимикрирующих хрящей, которые были сделаны из поли-виниловых гидрогелей спирта8.
    2. Измените форму образцов от объема предоставленных образцов до 15 мм х 20 мм х 3 мм в качестве мимической хрящевой пластины. Поместите каждый образец на базовую пластину, которая имеет крошечную пробку в сторону толчка-зондирования.
  2. Измерение сопротивления хряща с толчком-прощупывая
    1. Держите и зафиксив положение и ориентацию зондирующего устройства, в котором кончик устройства почти касается поверхности образца мимических хрящей, сохраняя при этом наклон на 30 градусов к горизонтальной линии.
    2. После обнуления настройки, нажмите и потяните кончик зондирующего устройства на образце мимических хряща три раза, нажав на педаль ноги.
    3. Повторите этот этап измерения для пяти образцов после надеть на каждой из пластин.
  3. Измерение сопротивления хряща с помощью классического прибора отступа
    1. Измерьте обычный эластичный модуль и жесткость каждого образца с помощью классического прибора отступа(рисунок 4B).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Специальное устройство для классического теста отступов для измерения эластичного модуля образца мимики хряща в текущем исследовании имело сферический indenter с наконечником диаметром 1 мм и электромеханическим приводом (разрешение, 5 мкм). Приводомер, indenter, и ячейка нагрузки были собраны используя изготовленные 3D-печатные скобки нитями PLA на 3D принтере(Рисунок 4B) для того чтобы действовать как обычная uniaxial система отступа. Каждый образец был помещен на базовый знак устройства отступа. Середина образца была выровнена с наконечником indenter. Наконечник indenter был приведен в первоначальный контакт с образцом с использованием предварительной нагрузки 0,02 Н. Наконечник indenter затем сжимался 150 мкм в поверхность хряща. Силы и перемещение были зарегистрированы во время отступов. Линейная часть кривой силового смещения отступов использовалась для расчета жесткости и эластичного модуля, как сообщает Hayes et al.24, используя толщину образца. Данные этого устройства не были подтверждены, но механические значения образцов хряща этим устройством были подтверждены ранее; упругий модуль был 0,46 MPa (0,27 MPa стандартное отклонение (SD)), что согласуется с тем, что найти в нескольких предыдущих исследованиях литературы11,16,19.
    2. Рассчитайте значение коэффициента между максимальным значением вертикальной силы реакции с помощью push-probing и эластичным модулем классическим прибором отступа.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Сила сопротивления ацетабулической лабрум в трех хирургических шагов с тянуть-зондирования
Измерения, записанные этим зондирующим устройством на каждом шагу, повторялись три раза. Результаты показывают, что наивысшие средние силы y и z для ацетабулической лаборатории для трех шагов были 4,4 N (0,2 N SD) в нетронутой лаборатории, 1,6 N (0,1 N SD) в разрезе labrum, и 4,6 N (0,7 N SD) на отремонтированных labrum (Рисунок 5). Поперечные силы были всего лишь 2,8% от самой высокой результирующих сил при зондировании в нетронутой лаборатории.

Связь между двумя различными масштабируемыми механическими свойствами зондирующим устройством с помощью устройства для подталкивания и классического отступа
Результаты показывают значительную положительную связь между двумя механическими свойствами, полученными: зондирующий датчик против эластичного модуля, r 0.965 и р 0,0044(рисунок 6); зондирующий датчик против жесткости, r 0.975 и р 0.0021).

figure-results-1
Рисунок 1: Прощупывая устройство, используемое в текущем исследовании (A) Зондируя прибор consist of компонент зонда и компонент захвата с встроенным датчиком датчика датчика датчика напряжения который может tri-axially измерить усилия на кончике зонда (одно вдоль оси зонда, пунктирной желтой стрелки; другие 2 перпендикулярно к оси зонда, пунктирной белой стрелке) (B) Потому что компонент захвата имеет скользя часть, компонент зонда и sliding аспект можно двинуть к сцепнику. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-2
Рисунок 2: Просмотр программного обеспечения для зондирующего устройства. На этом представлении показаны трехналически измеренные значения силы сопротивления мягких тканей во время зондирования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-3
Рисунок 3: Представитель оперативного обзора артроскопии монитора во время вытягивания зондирования ацетабулярной лаборатории. Это представление с типичного антероатеральная портала. Зондируя устройство вставляется из модифицированного переднего подхода. По оси зонда выполняется вытягивающая зондирование (пунктирная стрелка). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-4
Рисунок 4: Два различных масштабных теста на механические свойства мимики тканевой хрящевой ткани (A) Измерение силы реакции перпендикулярно поверхности хряща в то время как вручную скольжения зонда(B) Классический тест отступов (сжатый вертикально к поверхности хряща), чтобы понять конгруэнтность между этими двумя механическими испытаниями собственности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-5
Рисунок 5: Силы сопротивления ацетабулической лаборатории с тянуть-зондирования. Силы сопротивления ацетабулической лаборатории с тянуть-зондирования для трех хирургических шагов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-6
Рисунок 6: Связь между вертикальной силой реакции на поверхности хряща с толчком зондирования и упругой modulus классическим испытанием отступов. Вертикальная сила реакции на поверхности хряща с толчком-зондирования была сильная положительная корреляция (r No 0,965, р 0,0044) с упругим модулем классическим испытанием отступов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Это исследование показывает, что зондируя устройство способно измерить три-axially сопротивление мягких тканей в суставе во время артроскопического зондирования. В частности, были исследованы следующие две вещи: 1) разница в силе сопротивления ацетабулической лаборатории с тянуть-зондирования в трех хирургических шагов типичного лабрарного ремонта и 2) отношения между двумя различными механическими свойствами хряща мимической ткани с толкать-тянуть.

Согласно этому исследованию, количественно измеренные значения путем подтягивания зондирования с этим устройством может быть полезен для оценки состояния суставной мягкой ткани. Самый высокий уровень сопротивления ацетабулярной лаборатории снизился при разрезе лабрума. Кроме того, при ремонте лаборатории были восстановлены высокие уровни сопротивления. Таким образом, зондирующие силы также могут быть полезны для оценки того, достаточно ли хирургическое вмешательство. Кроме того, это тянуть зондирования могут быть использованы для оценки других мягких тканей, а также, таких как передние и задние крестообразные связки для нестабильности, медиальные и боковые коллатеральные связки для вальгуса или варус баланс в хирургии колена, labrum и ротатор манжеты в плеча операций, а также для других артроскопических операций.

Аналогичные результаты были ранее сообщалось с использованием 10 свежих образцов бедра трупа с аналогичным зондирующим устройством3. Самые высокие уровни сопротивления в лаборатории были значительно снижены, когда лабрум был сокращен (intact labrum, 8.2 N; вырезать labrum, 4.0 N). Кроме того, высокий уровень сопротивления лабрума был значительно восстановлен при ремонте лабрума (разрез, 4.0 N; отремонтирован, 7.8N). Кроме того, уровень сопротивления для разреза labrum (3.0-5.0 N) был статистически отделен с 95% уверенностью от неповрежденных (6,5-9,9 Н) и отремонтированных лабрумов (6,7-9,1 Н). Таким образом, можно определить порог для обнаружения поражений в лабруме, который составляет примерно 5 N (4-6 N на трупах) самого высокого уровня сопротивления лабрума. Согласно текущему исследованию, такой порог на фантомном бедре может быть около 2-3 Н.

Еще одна интересная находка в текущем исследовании является значительная положительная связь между силой реакции на поверхности мимики хряща с помощью устройства для подталкивания и эластичного модуля классическим прибором отступа. Когда push-probing выполнен как показано в рисунке 4 и после этого кончик зонда двигает на поверхности, сила реакции происходит. В результате кончик зонда подталкивается силой реакции. Это измеряется как перпендикулярная сила оси зонда. В этой ситуации, если механическое свойство мимикрной хрящевой ткани невелико (т.е. мягкое), сила толчка к поверхности хряща может быть частично поглощена. Затем его сила реакции на поверхности до кончика зонда должна быть ослаблена по сравнению с той, что в случае толчка-прощупывая на жесткой хрящевой ткани. В результате перпендикулярная сила оси зонда будет уменьшена. Поэтому, если угол зондирующего оси к поверхности мимических хряща можно контролировать с помощью новых технологий, таких как носимый датчик гироскопа9,,10,то можно оценить механические свойства хрящевой ткани.

Несколько исследовательских групп пытались разработать устройства для количественной оценки качества суставного хряща in vivo во время артроскопии11,12,13,,14, 15,15,16,17,,18,,19,20,21,22 с использованием различных методов, такие как ультразвуковая био-микроскопия11,артроскопическая ультразвуковая визуализация12,оптическая спектроскопия отражения13,импульсное лазерное облучение14,ближне-инфракрасная спектроскопия15, и ультразвуковые16, механические16,17,,18,,19,,20,,21,и электромеханические приборы.,22 Большинство устройств, за исключением отступов из них11,12,13,14,15 может измерить толщину хряща слоя; однако они не могут измерять связанные с этим механические значения свойств. Хотя ультразвуковые и механические приборы отступов16,,17,,18 могут измерять некоторые механические свойства суставного хряща, поверхность кончика устройства должна быть коснута вертикально к поверхности суставного хряща, за которой следуют обычные методы тестирования сжатия. Оставшееся электромеханическое устройство отступа22,,23, которое было недавно разработано, имеет сферическую форму на кончике устройства; здесь, это может быть трудно определить, как прикоснуться к кончику поверхности хряща во время артроскопии из-за его относительно больший размер заслоняя измерительную точку кончиком себя. Кроме того, количественное значение (называемое как qP22,23)не является последовательным и, скорее, кажется, оценка ущерба (от 4 до 20 для оценки хряща). Например, значение 4 qP не стоит в два раза 2 значения.

Одним из важных моментов является то, что устройство максимально придерживается формы классического зонда. Кроме того, обычный и известный параметр (т.е. Ньютон) для зондирующего устройства применяется отчасти потому, что он последовательно количественно. В этом контексте, зондируя прибор описанный здесь может воспроизвести условия обычного зондировать основанного на «чувстве хирурга». Таким образом, это зондируемое устройство показано, что полезно для измерения определенных механических свойств в суставах во время артроскопии.

В заключение, зондируя прибор описанный здесь, который может количественно измерить сопротивление мягких тканей с трех осевым датчиком усилия через и вытягивать- и push-probing, может быть полезн для количественно оценивать всесторонние поражения или условия совместных мягких тканей, который будет улучшением в настоящее время качественной оценки обычного зондировать.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Автору нечего раскрывать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была частично поддержана грантами JSPS KAKENHI JP19K09658 и JP18KK0104 и грантом Японского фонда исследований и продвижения эндоскопии (JFE). Автор хотел бы поблагодарить профессора Дэррила Д.Д'Лиму и профессионального научного сотрудника Эрика В. Дорте в Центре ортопедических исследований и образования Шили в клинике Скриппса за разрешение дублировать индивидуальное устройство для классического теста отступов в учреждении, а также за поддержку автора в исследованиях сотрудничества.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4,5 мм ARTHROGARDE Канюля для доступа к бедрам GREENSmith& Племянник72201741канюли для артроскопии
70° Автоклавируемый, прямой видSmith & Племянник7220208870 градусов артроскоп
BandicamBandicamпередовое программное обеспечение для записи экрана
da Vinci 2.0 A DuoXYZ печать Япония3D-принтер
Одноразовый Hip PacSmith& Племянник7209874Набор из 3 проводников и 2 игл для артроскопии
Тазобедренный фантомSawbones США, A Pacific Research CompanyАртикул:1516-23Фантомная модель для артроскопии тазобедренного сустава
LabviewNational InstrumentsSystems инженерное программное обеспечение для приложений, требующих тестирования, измерения и контроля с быстрым доступом к аппаратному обеспечению
LAC-1SMACЭлектромеханический актуатор
LSB200FutekFSH00092Тензодатчик
NanopassStrykerCAT02298Инструмент для наложения швов для восстановления губы
Osteoraptor 2.3 Шовный анкерSmith& Племянник72201991Набор якорей для ремонта лабрума
Программное обеспечение для ПК Датчик щупаMoosoftПрограммное обеспечение для ПК Датчик
Поливиниловый спирт гидрогелиSunarrow LimitedПоливиниловые спиртовые гидрогели портативная
артроскопия камераSawbones США, A Pacific Research Company Артикул:5701Портативная камера для артроскопии
ДатчикзондированияTakumi Precise Metal Work Manufacturing LtdИзмерительное устройство для измерения силы сопротивления мягким тканям в суставе во время зондирования
Samurai BladeStrykerCAT00227Артроскопический скальпель
Стандартное фиксирующее устройствоSawbones США, A Pacific Research CompanyАртикул:1703-19Устройство фиксации для фантома тазобедренного сустава
Тензометрический датчикNippon Liniax Co.,LTDMFS20-100Датчик работает с тремя мостами Уитстона
: Сверхтвердый шар из карбида вольфрама C2, диаметр 1 мм,McMaster-Carr9686K81сверхтвердый шар из карбида вольфрама C2, диаметр 1 мм
Компания ,

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Boddy, K. J., et al. Exploring wearable sensors as an alternative to marker-based motion capture in the pitching delivery. PeerJ. 7, 6365(2019).
  10. Aroganam, G., Nadarajah Manivannan, N., Harrison, D. Review on Wearable Technology Sensors Used in Consumer Sport Applications. Sensors. 19 (9), 1983(2019).
  11. Gelse, K., et al. Quantitative ultrasound biomicroscopy for the analysis of healthy and repair cartilage tissue. European Cells & Materials. 19, 58-71 (2010).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Kiviranta, P., Lammentausta, E., Töyräs, J., Kiviranta, I., Jurvelin, J. S. Indentation diagnostics of cartilage degeneration. Osteoarthritis Cartilage. 16 (7), 796-804 (2008).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Probing DeviceSoft TissueArthroscopyForce SensorMechanical PropertiesAcetabular LabrumCartilageQuantitative MeasurementJoint SpacePeriportal Capsulotomy

Related Articles