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Titel: Acoustic Emission Measurement System in Diagnostic of Cartilage Injuries of the Knee
Autor: Zolog, Cristina
Weitere Beteiligte: Skwara, Adrian (Dr.)
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0274
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-02744
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0274
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Schallemissionsanalyse System in der Diagnostik der Knorpelschaden des Knies

Dokument

Schlagwörter:
Schallemissionsanalyse, Cartilage injuries, Acoustic emission
Referenziert von:

Summary:
Abstract The measurement system BONEDIAS (Bone Diagnostic System) was developed as a non-invasive diagnostic method, based on the analysis on the acoustic emission from the knee joint. Knee squats of a patient will release acoustic emission in high temporal resolution and well correlated to the angle of knee flexion. The physician will get the relevant information concerning arthritic lesions in the knee joint (well characterized acoustic emission, singular events without a follow up of further emission), acoustic emission due to elevated intra-articular friction caused by e.g. cartilage lesions, inappropriate surface roughness, a lack of synovial fluid or crack initiation in the femur. Over 100 patients were analyzed with the measurement system BONEDIAS, afterwards the results were compared with the intra-operative views (arthroscopy and arthroplasty of the knee). Other parameters were studied, concerning the relation between the age and the sex of the subjects, the length of the femur, thigh thickness, the body mass index, the anatomical axis of the knee and the appearance and severity of the cartilage lesions. The study was made with the purpose to see if there was a correspondence between the cartilage disorders, the intraoperative views (arthroscopy and the arthroplasty of the knee) and the acoustic emission measurements, performed one day before the surgery. Because there arent at this moment cheap and standards methods who can determine the early cartilage injuries, this study is supposed (concording with the results) to open new ideas and new advantages in the diagnostic of this often disease, using the acoustic emission measurement system. The results obtained, 50% correspondence for the gr. 0, I and II Outerbridge lesions are more important, more significant that the other results, with over 60% correspondence for the advanced osteoarthrosis. The obtained acoustic emission signals, corresponding to the intra-arthroscopic findings showed the importance of this method to identify the early cartilage injuries. The method is not perfect and the results (50%) are not really statistically significant, so that we can introduce this method on a large scale, but offers important information that should be used in the future. Also, there isn’t a perfect method to compare the acoustic emission signals with the intra-arthroscopic findings. Every patient was analysed separately and with his corresponding measurement compared, that means a lot of time (20 – 30 minutes for the measurement and the other questions and clinical tests and another 15 minutes to analyse the signals and compare them with the intra-operative findings). For a study this can be accepted, but for clinical every day use maybe not. A standard interpretation and analyse method, maybe after clinical large trials, if such a method can be developed, could bring big advantages for the early determination of the cartilage injuries. In conclusion, the study had offered important informations about the importance of accoustic emission measurements, that can be used for the future studies and with some improvements, this method , cheap and non-invasive, but at this moment a little beat time-consuming, can be helpful in the diagnose of the early cartilage injuries.

Zusammenfassung:
Zusammenfassung in deutscher Sprache Mittels eines speziell entwickelten Gerätes ( Bonedias - Bone Diagnostic System) konnte am menschlichen Kniegelenk durch eine Roll-Gleitbewegung (Kniebeuge) eine physiologische Schallemission akustisch sichtbar gemacht werden. In der vorliegenden Studie wurden über 100 Patienten untersucht, einen Tag vor einer geplanten Operation (Arthroskopie oder Knieendoprothese ) untersucht, um eine mögliche Korrelation zwischen der akustischen Schallemission mit den intraoperativen pathologischen Befunden zu prüfen. Über 100 Patienten wurden evaluiert. Analogien zwischen den intraoperativen gefundenen Knorpelschaden und dem Alter, dem Geschlecht, der Länge des Oberschenkels, der Dicke des Oberschenkels, dem Body Mass Index und der Fehlstellung des Kniegelenkes wurden mituntersucht. Das Ziel dieser Studie ist die Evaluation eines nicht invasivem Untersuchungsverfahrens zur Beurteilung von Knorpelschadens am Kniegelenk, auch schon im Anfangsstadium. Bislang wurden teure oder invasive Diagnoseverfahren benutzt um Schädigungen im menschlichen Knie bewerten zu können. Die Schallemissionsanalyse ist ein nicht-invasives, kostengüngstiges Verfahren, das typische Signalmusters anbietet und die in der Zusammenschau mit den klinischen Befunden Hinweise auf vorliegende Knorpelläsionen erlaubt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen über 60% Übereinstimmung zwischen Schallemissionsanalyse und den fortgeschrittenen Knorpeldefekte (typ III und IV nach Outerbridge). Von höherem Stellenwert sind die Ergebnisse mit 50% Übereinstimmung für die Knorpelläsionen Typ 0, I und II nach Outerbridge, mit den Schallemissionen- Signalen. Die typischen Schallsignale, die mit den intraoperativen Befunde (artroskopische Befunde) korrespondiert werden können, zeigen die Bedeutung dieses Verfahren für die Diagnostik der beginnenden Knorpelschaden. Diese Methode ist noch nicht ausgereift. Die Ergebnisse der Schallemission sind statistisch nicht eindeutig der Knorpelschaden im Stadium 0-II zuzuordnen (50%). Dennoch bietet der Einsatz in viele Fällen weitere Informationen an, die in der Zusammenschau der klinischen Befundergebnisse in Zukunft in der weiteren Einschätzung der diagnostischen und therapeutischen Vorgehensweise benutzt werden können. Das Verfahren ist noch nicht ideal um Schallsignale zweifelsfrei mit intra-arthroskopischen Befunde nebeneinanderzustellen. Jeder Patient muss separat untersucht und ausgewertet werden, was relativ viel Zeit in Anspruch nimmt: 20-30 Minuten für die Schallemissionsuntersuchung, klärende Fragen und klinische Tests, sowie weitere 15 Minuten für die Auswertung der Signale und den Vergleich mit den intraoperativen Befunden. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Studie ist dieser Zeitaufwand akzeptabel, kaum jedoch für die tägliche Praxis. Eine verfeinerte standardisierte Auswertung nach weiteren, größeren Studien könnte wichtige Vorteile und Gewinne bezüglich der Bestimmung von Knie-Knorpelschäden in frühen Stadien ergeben. Zusammenfassend bietet diese Studie maßgebliche Informationen über die Rolle der Schallemissionsanalyse bei Knorpelerkrankungen am Kniegelenk an, Informationen die für die zukünftige Studien benutzt werden können. Dieses Verfahren ist günstig und nicht-invasiv, zeitaufwändig und benötigt weitere Verbesserungen, damit die Methode hilfreich in der Diagnostik der früheren Stadien der Knorpelläsionen im alltäglichen Gebrauch angewendet werden kann.


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