在无线无电池智能膝关节植入器中被动生物测量检测小腿骨脱节
Thomas A G Hall1, Frederic Cegla2, Richard J van Arkel1
1Biomechanics Group, Department of Mechanical Engineering, Imperial College London, London SW7 2AZ, UK.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
新的无线,无电池的智能植入物可以检测早期的膝关节置换松动. 这项技术提供了一个低成本的解决方案,用于监测植入物固定和了解膝关节手术中的无菌松动机制.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 整形外科手术 整形外科手术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 无菌松动是膝关节置换失败的主要原因.
- 目前的诊断方法缺乏敏感性和特异性,用于早期松动和感染分化.
- 在智能植入物中最小化车载仪器对于成本效益和安全至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估无线,无电池的智能植入物,用于监测部件固定.
- 评估使用被动生物遥测来检测无菌松动的早期迹象的可行性.
- 确定开发的系统是否对临床环境中常见的混因素具有强大耐用性.
主要方法:
- 两种无线,无电池的智能植入物被设计使用压电传感器和线圈.
- 通过三线圈感应链的被动生物遥测被用于测量植入物-水泥接口固定.
- 分析了脉冲回声响应,以检测模拟部分膝关节置换 (PKR) 和全膝关节置换 (TKR) 系统中部分和完全解脱的固定变化.
主要成果:
- 智能植入物成功检测了PKR和TKR系统在部分和完全解锁状态中的固定损失 (p < 0.001).
- 测量显示了对外部阅读器定位,软组织和股骨部件的存在变化的强度.
- 该系统显示了脉冲回声响应的显著变化,与植入物解锁的程度相关.
结论:
- 无线,无电池的智能植入物可以有效地监控植入物固定在植入物-水泥接口.
- 这项技术提供了一种低成本,最少的侵入性解决方案,用于早期检测膝关节置换中的无菌松动.
- 开发的系统具有临床应用的潜力,用于诊断不确定的无菌松动,并改善患者的治疗结果.
