関節鏡検査中の軟組織の機械的特性を定量的に測定する探査装置

本研究におけるプロトコルは、主に以下の2つの側面から構成されています:1)プルプローブを伴うアセバタリ・ラブラムの抵抗力と、2)プッシュプローブを用いた模倣軟骨サンプル上の反力の測定。 1. プルプロービングを伴うアセバタブルラブラムの抵抗力 プルプローブによる測定のためのファントム調製 左骨盤および大腿骨、股関節の主要な筋肉、アセスタブルラブラム、股関節カプセル、および股関節の関節軟骨からなる幻の股関節を標準固定装置5に固定する。 大腿骨をわずかに回転させて骨盤から離れ、股関節関節鏡検査を模した関節空間を生成する。 関節鏡検査用カメラの準備 4 mm 70°オートクレーブ可能な直接視野関節鏡を準備し、携帯用関節鏡カメラを接続します。ポータブル関節鏡検査カメラの光源を70°arthroscopeに接続します。関節鏡カメラと光源のUSBケーブルをPCに接続します。次に、PC上の関節鏡検査ビュー用の高度な画面記録ソフトウェアを開きます。 ポータルの準備注:製剤は、標準的な従来の股関節関節鏡検査方法7が続きます。 通常の前手ポータルを作るために大きなトロチャンターの先端から股関節にカヌレート針とガイドワイヤーを挿入します。 ガイドワイヤの線に沿って、5.5 mm カニューレを詰め込みます。 次に、オブチュレータを取り外し、カニューレに沿ってポータブル関節鏡カメラで70°関節鏡を挿入し、第1のポータルを生成します。 このポータルからのビューで、陰唇と大腿骨の頭部7の間にキャップラ三角形が見られるかどうかを確認します。次に、2 番目のポータルを変更された前ポータル7として作成します。 カプスロトマイ、股関節カプセルを開く 前門が生成されたら、関節鏡を前横ポータルに保持します。ガイドワイヤーに沿ってオブチュレーターを使用して4.5 mmカニューレを挿入し、オブチュレーターを取り外し、前門から関節鏡を挿入します。前門門の周りに門脈のカプロートミーを行い、メスを内側に動かし、横に動かして、ヒップカプセルの前門のためのより多くのスペースを生成する。 関節鏡を前門に入れます。関節鏡のカメラビューを回転させて、前部ポータルでカニューレを見ます。前眼ポータルから関節鏡を挿入します。2 つのポータル間を約 10 時から 2 時まで接続する、横断ポータル間のカプチュラトミーを実行します。次に、このキャップスチープトミーをラブラムから5mm残し、長さ約15mmを測定します。 プローブデバイスの設定 USBケーブルで電源装置とPCの接続を確認します。電源ユニットの電源をオンにします。「はじめに」に記載されているプローブデバイス用のソフトウェアを開きます。 ひずみゲージセンサーのキャリブレーション中に事前に計算される、初めてマトリックスデータを入力します。プローブの先端に配置した場合、測定値がデフォルトの重み値と同じでない場合は再調整します。 各測定の直前に測定力値をゼロにリセットします。また、プローブ装置の記録システムに接続されたフットスイッチがうまく動作するか確認します。 プルプロービング中のアセバタブルラブラムの抵抗の測定 関節鏡を前者ポータルに配置します。前門からプローブ装置を挿入し、デバイスの先端がアセバタブルラブラムの内側の下になるまで、股関節にさらに進みます。 上記のように設定をゼロにします。プローブ装置の先端を関節の方向に引き出す(これは「Labrumはそのまま」として最初の外科的ステップである)(図3)。 前門から探知装置を取り外し、関節鏡を関節に挿入します。その後、前上方のラブラムを縦方向(10mm)離して、メスを使用してアセバタリリムから急激に取り外します。 前領域のプローブ装置にメスから切り替えます。プローブ軸に沿ってラブラムをlabrumの同じ位置にフックして、ラブラムの抵抗力を測定します(これは第2のステップ「Labrum cut」として識別されます)。この測定の前に設定をゼロにすることを忘れないでください。 前ポータルに、labrum 修復用のアンカーセットを挿入します。アンカーセットの先端にアンカーを置き、アセバタブアの骨の端に置きます。アンカーセットを削除した後、縫合器を前ポータルに挿入します。アセバードエッジでラブラムを締めます。2 番目のステッチを作成するために、この修復手順をもう一度繰り返します。 再びプローブ軸に沿ってラブラムを引っ掛け、ラブラムの抵抗力を測定します(これは第3のステップである「Labrumの修復」です)。各手術ステップを記録するときに足のペダルを押すことを忘れないでください。 2. プッシュプローブを用いた軟骨サンプルを模倣する反力の測定 注:2番目の研究では、各模倣軟骨表面の垂直抵抗力を測定し、横線に30°傾いて軟骨表面を押し込み、関節軟骨の機械的特性の1つの要素として同定しました。 プッシュプローブによる測定用サンプルの調製。 軟骨サンプルを準備します。現在の研究では、ポリビニルアルコールヒドロゲル8から作られた5種類の模倣軟骨サンプルが使用された。 提供されたサンプルのバルクサイズから、15mm x 20mm x 3 mmのサンプルを模擬軟骨板として変形する。各サンプルをベースプレートの上に置き、小さなストッパーがプッシュプローブの側面に向かって配置します。 プッシュプロービングによる軟骨抵抗の測定 水平線に30°の傾きを維持しながら、デバイスの先端が模倣軟骨サンプルの表面にほとんど接触するプローブ装置の位置と向きを保持し、固定します。 設定をゼロにした後、足のペダルを押して、ミミック軟骨サンプル上の探知装置の先端を3回押して引っ張ります。 各プレートを置いた後、5つのサンプルに対してこの測定手順を繰り返します。 古典的なインデンテーション装置による軟骨抵抗の測定 従来の伸縮装置を用いて、各サンプルの従来の弾性率と剛性を測定する(図4B)。注:現在の研究で模倣軟骨サンプルの弾性率を測定するための古典的なインデントテスト用のカスタマイズされたデバイスは、直径1mmの先端と電気機械式アクチュエータ(解像度、5 μm)を備えた球形のインデンターを有していました。アクチュエータ、インテンター、ロードセルは、従来の単軸の凹みシステムとして機能するために、3Dプリンタ(図4B)上のPLAフィラメントによってカスタム3Dプリントブラケットを使用して組み立てられました。各サンプルは、インデント装置のベースプレートに配置されました。サンプルの中点はインテンターチップに合わせて配置されました。インテンターチップは、0.02 Nのプリロードを使用してサンプルと最初に接触した。インダンターチップを軟骨表面に150μm圧縮した。力と変位はインデント中に記録されました。このサンプルの厚さを使用してヘイズら24で報告された剛性と弾性率を計算するために、インデント力-変位曲線の直線部分を使用しました。この装置によるデータは検証されなかったが、この装置による軟骨サンプルの機械的価値は以前に確認された。弾性率は0.46 MPa(0.27 MPa標準偏差(SD)であり、これはいくつかの以前の文献研究11、16、1916,19に見られるものと一致している。11 プッシュプローブによる垂直反力の最大値と、古典的なインデント装置による弾性率の間の係数値を計算します。