Summary
Indringende tijdens artroscopie chirurgie wordt normaal gesproken gedaan om de toestand van het zachte weefsel te beoordelen, maar deze aanpak is altijd subjectief en kwalitatief geweest. Dit rapport beschrijft een indringend apparaat dat de weerstand van het zachte weefsel kwantitatief kan meten met een tri-axiale krachtsensor tijdens artroscopie.
Abstract
Indringende in arthroscopische chirurgie wordt uitgevoerd door te trekken of duwen het zachte weefsel, die feedback geeft voor het begrijpen van de toestand van het zachte weefsel. De output is echter alleen kwalitatief op basis van het "gevoel van de chirurg". Hierin wordt beschreven een indringend apparaat ontwikkeld om dit probleem aan te pakken door het meten van de weerstand van zachte weefsels kwantitatief met een tri-axiale krachtsensor. Onder beide omstandigheden (d.w.z. trek- en duw-sonderende bepaalde weefsels die het acetabulaire labrum en kraakbeen nabootsen), wordt dit indringende apparaat gevonden om sommige mechanische eigenschappen in verbindingen tijdens artroscopie te meten.
Introduction
Het proces van indringende, die trekt (of haken) of duwt zachte weefsels in gewrichten met een metalen sonde, maakt het mogelijk voor het beoordelen van de toestand van zachte weefsels tijdens arthroscopische chirurgie1,2. Echter, evaluatie van de indringende is zeer subjectief en kwalitatief (dat wil zeggen, het gevoel van de chirurg).
Op basis van deze context, als de weerstand van het zachte weefsel (bijvoorbeeld capsule of labrum in het heupgewricht, meniscus of ligament in het kniegewricht) tijdens het trekken kwantitatief kan worden gemeten, kan het nuttig zijn voor chirurgen om de noodzaak van een reparatie voor het zachte weefsel te beoordelen en een indicatie van de vraag of extra chirurgische ingreep nodig is, zelfs nadat de primaire reparatie is voltooid3,4,5. Bovendien moeten voor chirurgen criteria worden vastgesteld voor belangrijke kwantitatieve variabelen om de noodzakelijke chirurgische ingreep aan te geven. Bovendien, in de tegenovergestelde richting, kan het duwen van de sonde worden gebruikt om de mechanische eigenschappen van gewrichtskraakbeenweefsels te beoordelen. Op het gebied van weefseltechniek en regeneratieve geneeskunde, zoals de vervanging van beschadigde, gedegenereerde of zieke kraakbeenweefsels, kan in situ evaluatie van duwindringen kritisch zijn2,6.
Dit artikel rapporteert de ontwikkeling van een indringend apparaat met een tri-axiale krachtsensor6 die de weerstand van zacht weefsel kwantitatief kan meten tijdens artroscopie. Dit indringende apparaat bestaat uit een sondecomponent met een halve lengte (200 mm) van een normale arthroscopische sonde en een gripcomponent waarin een spanningsmetersensor is ingebed om de resulterende kracht van drie assen aan het puntje van de sonde te meten(figuur 1). De stammeter sensor is speciaal gemaakt voor indringende. De spanningsmeter is ingebed aan de bovenkant van de gripcomponent, die verbinding maakt met de sondecomponent. De resolutie van dit indringende apparaat is 0,005 N. De precisie en nauwkeurigheid werden ook gemeten door een gecommercialiseerd gewicht met een bekend gewicht (50 g). De precisie was 0.013 N en de nauwkeurigheid is 0.0035 N.
Bovendien is een glijdend aspect van de gripcomponent geïmplementeerd om de afstand met de wijsvinger of duim van de chirurg te regelen tijdens het trekken of duwen van de sonde. Tijdens het meten van de weerstand is de gemeten waarde afhankelijk van zowel de trekafstand van het indringende apparaat als de trekkracht, daarom wordt de trekafstand van het indringende apparaat gecontroleerd door het glijdende aspect. De schuifafstand van de grijpingscomponent van de indringende inrichting werd in dit onderzoek ingesteld op 3 mm voor de volgende representatieve gevallen.
Zoals aangegeven in figuur 1,kan de weerstandskracht van de zachte weefsels dus tri-axiaal worden gemeten. De eerste kracht is langs de sondeas. De tweede staat loodrecht op de sondeas langs de richting van de haak van de sonde, en de derde is in de transversale richting. Meting van de krachten gebeurt volgens de volgende algemene methode: De drieassige krachtsensor bevat drie Wheatstone-bruggen die overeenkomen met de x-, y- en z-assen. De weerstandswaarde van de stammeter verandert afhankelijk van de omvang van de toegepaste belasting en de middenspanning van de brug verandert zodat de kracht kan worden gedetecteerd als een elektrisch signaal. Het meetbereik van dit apparaat is 50 N in de richting van de sondeas en 10 N in de twee resterende richtingen.
Speciale software werd ontwikkeld voor deze sonde waarin de software toont de drie krachten in de x, y en z richtingen (x is de dwarse richting, y is de verticale richting (richting van de haak), en z is de sonde as) gemeten door de indringende apparaat in real time met een frequentie van 50 Hz als drie afzonderlijke grafieken (Figuur 2). Optioneel kan een dunne elastische cover die normaal wordt gebruikt voor intraoperatief gebruik van ultrasone apparaten worden gebruikt voor het waterdicht maken hier.
Dit indringende apparaat kan het dus mogelijk maken om bepaalde voorwaarden van zachte weefsels te beoordelen. Bovendien kan dit indringende apparaat het mogelijk maken om de mechanische eigenschappen van gewrichtskraakbeenweefsels te evalueren. Hiertoe kan de reactiekracht op het gewrichtskraakbeenoppervlak tijdens het schuiven van de punt van dit indringende apparaat op het oppervlak worden gecorreleerd met de mechanische eigenschap van het gewrichtskraakbeen.
Het doel van deze studie is om te introduceren hoe het indringende apparaat kan worden gebruikt. Ten eerste zijn metingen van een nabootsen acetabular labrum als een representatief weefsel, terwijl pull-indringende met een fantoom heup model. Onderzocht is het verschil in de weerstand van het acetabular labrum in drie chirurgische stappen voor een typische labrale reparatie. Ten tweede zijn metingen van een representatief kraakbeenweefsel na te bootsen door middel van push-indringende. Ook onderzocht is een correlatie tussen twee verschillende mechanische eigenschappen van het nabootsende kraakbeenweefsel zoals gemeten door dit indringende apparaat en een klassiek inkepingsapparaat om de nieuwe methode voor het meten van de mechanische eigenschappen van het gewrichtskraakbeen te valideren.
Protocol
Het protocol in deze studie bestaat voornamelijk uit de volgende twee aspecten: 1) weerstandskracht van het acetabulaire labrum met pull-indringende en 2) meting van de reactiekracht op het nabootsende kraakbeenmonster met duwonderzoek.
1. Weerstandskracht van het acetabulaire labrum met pull-probing
- Phantom voorbereiding voor de metingen met pull-indringende
- Fix a phantom hip, which bestaat uit het linker bekken en dijbeen, de belangrijkste spieren van de heup, acetabulair labrum, heupcapsule, en gewrichtskraakbeen van het heupgewricht op een standaard fixatie apparaat5.
- Ontvoer en draai het dijbeen bot iets om het van het bekken te distantiëren, waardoor de gewrichtsruimte heupartroscopie nabootst.
- Cameravoorbereiding voor artroscopie
- Bereid een 4 mm 70° autoaclavable direct view arthroscoop en sluit een draagbare artroscopiecamera aan. Sluit een draagbare artroscopiecamera lichtbron aan op de 70° arthroscoop. Sluit USB-kabels van de artroscopiecamera en de lichtbron aan op een pc. Open vervolgens geavanceerde schermopnamesoftware voor de artroscopieweergave op de pc.
- Voorbereiding van portalen
LET OP: Het preparaat wordt gevolgd door de standaard conventionele heupartroscopiemethode7.- Steek een ingeblikte naald en geleidedraad in het heupgewricht vanaf het puntje van de grotere trochanter om een normaal anterolateraal portaal te maken.
- Plaats een canule van 5,5 mm met een obturator langs de lijn van de geleidedraad. Verwijder vervolgens de obturator en steek de 70° artrosscoop met de draagbare artroscopiecamera langs de canule in, waardoor het eerste portaal wordt genereert.
- Bevestig of de kapsulaire driehoek tussen het labrum en het dijbeenhoofd7 in het zicht van dit portaal te zien is. Maak vervolgens het tweede portaal als een gewijzigde voorste portal7.
- Capsulotomie, het openen van de heupcapsule
- Wanneer het voorste portaal is gegenereerd, behoudt u de artrosie in het anterolaterale portaal. Steek een canule van 4,5 mm met een obturator langs de geleidedraaddraad, verwijder de obturator en steek vervolgens een arthroscopische scalpel van het voorste portaal. Voer een peri-portal capsulotomie rond de voorste portal, het verplaatsen van de scalpel medially en lateraal om meer ruimte te genereren voor de voorste portal in de heupcapsule.
- Plaats de artrosie in het voorste portaal. Draai de cameraweergave van de arthroscoop totdat u de canule bij het anterolaterale portaal ziet. Plaats de arthroscopische scalpel uit het anterolaterale portaal. Voer een transversale interportale capsulotomie uit, die van ongeveer 10 uur tot 2 uur tussen de twee portalen verbindt. Laat deze capsulotomie vervolgens 5 mm uit het labrum, met een lengte van ongeveer 15 mm.
- Instellen van het indringende apparaat
- Bevestig de verbinding tussen de voeding en pc met een USB-kabel. Schakel de voeding in. Open de software voor het indringende apparaat, dat wordt beschreven in de inleiding.
- Voer de matrixgegevens voor het eerst in, die vooraf worden berekend tijdens de kalibratie van de spanningsmetersensor. Opnieuw kalibreren als de gemeten waarde niet hetzelfde is als de standaardgewichtswaarde wanneer deze op het puntje van de sonde wordt geplaatst.
- Zet de waarde van de meetkracht onmiddellijk voor elke meting terug op nul. Bovendien, bevestigen of de voet schakelaar aangesloten op het opnamesysteem van het indringende apparaat werkt goed.
- Meting van de weerstand van het acetabular labrum tijdens pull-indringende
- Plaats de artrosie in het anterolaterale portaal. Plaats het indringende apparaat van het voorste portaal en ga verder in het heupgewricht totdat de punt van het apparaat zich onder de binnenkant van het acetabular labrum bevindt.
- Nul de instelling zoals hierboven. Trek de punt van het indringende apparaat uit in de richting van het gewricht (dit is de eerste chirurgische stap als "Labrum intact") (Figuur 3).
- Verwijder het indringende apparaat uit het voorste portaal en steek vervolgens de arthroscopische scalpel in het gewricht. Maak vervolgens de voorste superieure labrum in de lengterichting (met 10 mm) scherp los van de acetabulaire rand met behulp van de scalpel.
- Schakel over van de scalpel naar het indringende apparaat in het voorste gebied. Haak het labrum langs de sondeas op dezelfde positie van het labrum om de weerstandskracht van het labrum te meten (dit wordt geïdentificeerd als de tweede stap, "Labrum cut"). Nogmaals, vergeet niet om nul de instelling voor deze meting.
- Plaats een ankerset voor de labrumreparatie in het voorste portaal. Plaats het anker op de punt van het anker aan de acetabulaire benige rand. Plaats het hechtingsinstrument in het voorste portaal nadat u de ankerset hebt verwijderd. Draai het labrum aan de acetabular rand. Herhaal deze reparatieprocedure nogmaals voor het maken van de tweede steek.
- Meet de weerstandskracht van het labrum door het labrum opnieuw langs de indringende as te haken (dit is de derde stap, "Labrum-reparatie"). Vergeet niet om het voetpedaal te drukken bij het opnemen van elke chirurgische stap.
2. Meting van de reactiekracht om kraakbeenmonsters na te bootsen met duwprobing
OPMERKING: In de tweede studie werd een verticale weerstandskracht op elk kraakbeenoppervlak gemeten (figuur 4A) met duwonderzoek op het kraakbeenoppervlak bij een kanteling van 30° naar de horizontale lijn en geïdentificeerd als een element van de mechanische eigenschappen van gewrichtskraakbeen.
- Bereiding van de monsters voor metingen met duw-indringende.
- Bereid de kraakbeenmonsters voor. In de huidige studie werden vijf soorten nabootsingskraakbeenmonsters gebruikt, die werden gemaakt van poly-vinyl alcohol hydrogels8.
- De monsters van de omvang van de verstrekte monsters opnieuw vormgeven tot 15 mm x 20 mm x 3 mm als een kraakbeenplaat. Plaats elk monster op een basisplaat, die een kleine stop naar de zijkant van de push-indringende heeft.
- Meting van kraakbeenweerstand met duw-indringende
- Houd de positie en oriëntatie van het indringende apparaat vast en bevestig deze waarin de punt van het apparaat bijna het oppervlak van het kraakbeenmonster raakt met behoud van een kanteling van 30° naar de horizontale lijn.
- Na het zeroen van de instelling, duw en trek de punt van het indringende apparaat op het kraakbeen monster na te bootsen drie keer door het voetpedaal te drukken.
- Herhaal deze meetstap voor de vijf monsters na het aanbrengen van elk van de platen.
- Meting van de kraakbeenweerstand door een klassieke inkeping
- Meet de conventionele elastische modulus en stijfheid van elk monster met behulp van een klassieke inkeping (figuur 4B).
OPMERKING: Het aangepaste apparaat voor de klassieke inkepingstest om de elastische modulus van het kraakbeenmonster in de huidige studie te meten, had een bolvormige inkeping met een tip met een diameter van 1 mm en een elektromechanische actuator (resolutie, 5 μm). De actuator, inspringer en laadcel werden geassembleerd met behulp van aangepaste 3D-geprinte beugels door PLA-filamenten op een 3D-printer(figuur 4B)om te functioneren als een conventioneel uniaxiale inkepingssysteem. Elk monster werd op de basisplaat van het inspringingsapparaat geplaatst. Het middelpunt van het monster is uitgelijnd met de inkeping. De inkeping werd in eerste instantie in contact gebracht met het monster met behulp van een voorlading van 0,02 N. De inkeping werd vervolgens 150 μm gecomprimeerd in het kraakbeenoppervlak. De kracht en verplaatsing werden geregistreerd tijdens de inkeping. Het lineaire gedeelte van de inspringingskrachtverplaatsingscurve werd gebruikt om de stijfheid en de elastische modulus te berekenen zoals gerapporteerd door Hayes et al.24 met behulp van de dikte van het monster. De gegevens van dit apparaat werden niet gevalideerd, maar de mechanische waarden van kraakbeenmonsters door dit apparaat werden eerder bevestigd; de elastische modulus was 0,46 MPa (0,27 MPa standaarddeviatie (SD)), wat overeenkomt met die in verschillende eerdere literatuurstudies11,16,19. - Bereken de coëfficiëntwaarde tussen de maximale waarde van de verticale reactiekracht met duwindringende en de elastische modulus door het klassieke inkepingsapparaat.
- Meet de conventionele elastische modulus en stijfheid van elk monster met behulp van een klassieke inkeping (figuur 4B).
Representative Results
Weerstandskracht van het acetabulaire labrum in de drie chirurgische stappen met pull-probing
De metingen die door dit indringende apparaat bij elke stap werden geregistreerd, werden drie keer herhaald. De resultaten tonen aan dat de hoogste gemiddelde resulterende krachten van y en z voor de acetabular labrum voor de drie stappen waren 4.4 N (0.2 N SD) at the intact labrum, 1.6 N (0.1 N SD) at the cut labrum, and 4.6 N (0.7 N SD) at the repaired labrum (5). De dwarse kracht was slechts 2,8% van de hoogste resulterende kracht tijdens het indringende op het intacte labrum.
Relatie tussen de twee verschillend geschaalde mechanische eigenschappen door het indringende apparaat met duw-indringende en klassieke inkepingsapparaat
De resultaten tonen een significant positief verband tussen de twee verkregen mechanische eigenschappen: indringende sensor vs elastische modulus, r = 0,965 en p = 0,0044 (figuur 6); indringende sensor vs stijfheid, r = 0,975 en p = 0,0021).
Figuur 1: Indringende inrichting die in het huidige onderzoek wordt gebruikt (A) Het indringende apparaat bestaat uit een sondecomponent en een gripcomponent met een ingebouwde spanningsmetersensor die trixiaal krachten kan meten aan het uiteinde van de sonde (een langs de sondeas, gestippelde gele pijl; andere twee loodrecht op de sondeas, gestippelde witte pijlen) (B) Omdat de grijpercomponent een schuifstuk heeft, kan de sondecomponent en het glijdende aspect met de wijsvinger naar de greep worden verplaatst met de wijsvinger, de effen gele pijl. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 2: Bekijk de software voor het indringende apparaat. Deze weergave toont de real-time tri-axiaal gemeten waarden van de weerstandskracht van de zachte weefsels tijdens het indringen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3: Representatieve operationele weergave van de artroscopiemonitor tijdens het trekken van het acetabulaire labrum. Deze weergave is afkomstig van een typisch anterolateraalportaal. Het indringende apparaat wordt ingevoegd vanuit een gewijzigde voorste benadering. De pull-sondering wordt uitgevoerd langs de as van de sonde (gestippelde pijl). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4: Twee verschillende schaaltests voor mechanische eigenschappen van gewrichtskraakbeenweefsel (A) Meting van de reactiekracht loodrecht op het kraakbeenoppervlak terwijl u de sonde handmatig(B)Klassieke inkepingstest (verticaal samengeperste naar het kraakbeenoppervlak) schuift om de congruentie tussen deze twee mechanische eigendomstests te begrijpen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 5: Weerstandskrachten van het acetabulaire labrum met pull-indringende. Weerstandskrachten van het acetabulaire labrum met pull-indringende voor de drie chirurgische stappen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 6: Relatie tussen de verticale reactiekracht op het kraakbeenoppervlak met duwsonderdrukkende en elastische modulus door de klassieke inkepingstest. De verticale reactiekracht op het kraakbeenoppervlak met duwindringende had een sterke positieve correlatie (r = 0.965, p = 0,0044) met de elastische modulus door de klassieke inkepingstest. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Discussion
Deze studie toont aan dat het indringende apparaat in staat is om tri-axiaal de weerstand van zachte weefsels in het gewricht te meten tijdens arthroscopische indringende. Specifiek, de volgende twee dingen werden onderzocht: 1) het verschil in de weerstand kracht van de acetabular labrum met pull-indringende in de drie chirurgische stappen van een typische labrale reparatie en 2) de relatie tussen twee verschillende mechanische eigenschappen van het nabootsen kraakbeenweefsel met push-pulling.
Volgens deze studie kunnen de kwantitatief gemeten waarden door pull-sonderen met dit apparaat nuttig zijn voor de evaluatie van de toestand van het gewrichtsketweefsel. De hoogste weerstandsniveaus van het acetabbulaire labrum daalden toen het labrum werd gesneden. Bovendien werden de hoge weerstandsniveaus hersteld toen het labrum werd gerepareerd. Zo kan de indringende kracht ook nuttig zijn voor de evaluatie of chirurgische interventie voldoende is. Bovendien kan deze pull-indringen ook worden gebruikt voor het beoordelen van andere zachte weefsels, zoals voorste en achterste kruisbanden voor instabiliteit, mediale en laterale onderpand ligamenten voor valgus of varus balans in knieoperaties, labrum en rotator cuff in schouderoperaties, evenals voor andere arthroscopische operaties.
Vergelijkbare resultaten werden eerder gemeld met behulp van 10 verse kadaver heupmonsters met een soortgelijk indringend apparaat3. De hoogste weerstandsniveaus van het labrum werden aanzienlijk verminderd toen het labrum werd gesneden (intact labrum, 8.2 N; cut labrum, 4.0 N). Bovendien werd het hoge weerstandsniveau van het labrum aanzienlijk hersteld toen het labrum werd gerepareerd (cut, 4.0 N; gerepareerd, 7.8N). Bovendien werd het weerstandsniveau voor het cut labrum (3,0-5,0 N) statistisch gescheiden met 95% vertrouwen van die van het intacte (6,5-9,9 N) en gerepareerd labrum (6,7-9,1 N). Daarom kan een drempel voor het detecteren van laesies in het labrum worden bepaald, wat ongeveer 5 N (4-6 N op kadavers) van het hoogste weerstandsniveau van het labrum is. Volgens de huidige studie, een dergelijke drempel op de fantoomheup zou kunnen worden rond 2-3 N.
Een andere interessante bevinding in de huidige studie is de significante positieve relatie tussen de reactiekracht op het kraakbeenoppervlak door het duwindringende apparaat en de elastische modulus door het klassieke inkepingsapparaat. Wanneer push-indringende wordt uitgevoerd zoals weergegeven in figuur 4 en vervolgens het puntje van de sonde beweegt op het oppervlak, treedt een reactiekracht op. Als gevolg hiervan wordt het puntje van de sonde omhoog geduwd door de reactiekracht. Dit wordt gemeten als de loodrechte kracht van de sondeas. In deze situatie, als de mechanische eigenschap van het nabootsende kraakbeenweefsel klein is (d.w.z. zacht), kan de kracht van de duw-sonderend aan het oppervlak van het kraakbeen gedeeltelijk worden geabsorbeerd. Vervolgens moet de reactiekracht op het oppervlak naar het puntje van de sonde worden verzwakt in vergelijking met die in het geval van duwonderzoek op hard kraakbeenweefsel. Als gevolg hiervan zou de loodrechte kracht van de sondeas worden verminderd. Daarom, als de hoek van de indringende as naar het kraakbeenoppervlak kan worden gecontroleerd door nieuwe technologie, zoals een draagbare gyrosensor9,10,kunnen de in situ mechanische eigenschappen van het kraakbeenweefsel worden geëvalueerd.
Verschillende onderzoeksgroepen hebben geprobeerd hulpmiddelen te ontwikkelen om de kwaliteit van gewrichtskraakbeen in vivo tijdens artroscopie11, 12,13,,,14,13,15,,16,17,18,,,19,20,21,22 kwantitatief te evalueren met behulp van verschillende methoden, zoals ultrasone biomicroscopie11, arthroscopische echografie12, optische reflectiespectroscopie13, gepulseerde laserbestraling14, nabij-infrarode spectroscopie1815en echografie op basis van16, mechanische16,17,18,19,20,21en elektromechanische inkepingsapparaten22.21 De meeste inrichtingen, met uitzondering van de inkepingen11,,12,,13,14,15, kunnen de dikte van de kraakbeenlaag meten; zij kunnen echter geen gerelateerde mechanische eigendomswaarden meten. Hoewel echografie en mechanische inkepingen16,17,18 sommige mechanische eigenschappen van gewrichtskraakbeen kunnen meten, moet het oppervlak van de punt van het apparaat verticaal worden aangeraakt naar het gewrichtskraakbeenoppervlak, gevolgd door conventionele compressietests. De resterende elektromechanische inkepingsinrichting22,23 die onlangs is ontwikkeld, heeft een bolvormige vorm aan de punt van het apparaat; hier kan het moeilijk zijn om te bepalen hoe de punt aan het kraakbeenoppervlak tijdens artroscopie aan te raken vanwege de relatief grotere omvang die het meetpunt door de punt zelf verduistert. Bovendien is de kwantitatieve waarde (qp22,23genoemd ) niet opeenvolgend en lijkt eerder een schadescore te zijn (van 4 tot 20 voor kraakbeenbeoordeling). De 4 QP-waarde is bijvoorbeeld niet twee keer de 2 QP-waarde waard.
Een belangrijk punt is dat het apparaat zoveel mogelijk hecht aan een vorm van de klassieke sonde. Bovendien wordt een conventionele en bekende parametereenheid (d.w.z. newton) voor het indringende apparaat gedeeltelijk toegepast omdat het achtereenvolgens kwantitatief is. In deze context kan het hier beschreven indringende apparaat aandoeningen van conventionele indringende onderzoeken reproduceren op basis van het "gevoel van de chirurg". Zo blijkt dat dit indringende apparaat nuttig is voor het meten van bepaalde mechanische eigenschappen in gewrichten tijdens artroscopie.
Tot slot kan het hier beschreven indringende apparaat, dat kwantitatief de weerstand van zachte weefsels kan meten met een tri-axiale krachtsensor door middel van zowel pull- als push-indringende, nuttig zijn voor het kwantitatief evalueren van uitgebreide laesies of voorwaarden van de gezamenlijke zachte weefsels, wat een verbetering is van de huidige kwalitatieve evaluatie van conventionele indringende.
Disclosures
De auteur heeft niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door JSPS KAKENHI subsidies JP19K09658 en JP18KK0104 en een Japanse Foundation for Research and Promotion of Endoscopy (JFE) subsidie. De auteur wil professor Darryl D. D.D'Lima en professioneel wetenschappelijk medewerker Erik W. Dorthe in shiley center for orthopedisch onderzoek en onderwijs bij Scripps Clinic bedanken voor de toestemming om het aangepaste apparaat te dupliceren voor de klassieke inkepingstest bij de instelling, en voor het ondersteunen van de auteur met samenwerkingsstudies.
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. Indentation diagnostics of cartilage degeneration. Osteoarthritis Cartilage. 16 (7), 796-804 (2008).
- 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).
