Виброартрография, артрофонография — методы неинвазивного выявления повреждений хряща коленного сустава

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Артрофонография, виброартрография — неинвазивные методы оценки состояния хряща и коленного сустава в целом с помощью анализа звуков, возникающих во время движений (акустические датчики — акселерометры, микрофоны — помещаются на коленный сустав для измерения в нем шума). Предлагаются технически разнообразные методики фиксации датчиков, документирования и анализа суставных звуков. Выявленные особенности позволяют определить звуковые различия в коленных суставах с/без симптомов остеоартропатии. В исследованиях звуковые сигналы записывались, и после их обработки определялись и классифицировались частотные характеристики. Эффективность классификации коррелировала с существующими диагностическими тестами и, следовательно, может квалифицировать артрофонографию и виброартрографию как инструмент дополнительной диагностики.

Об авторах

Александр Анатольевич Ахпашев

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России; Российский университет дружбы народов

Email: a.akhpashev@gmail.com

канд. мед. наук, зав. кафедрой травматологии и ортопедии Академии постдипломного образования

Россия, Москва

Глеб Владиславович Фурсенко

Европейский медицинский центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.fursenko@gmail.com

травматолог-ортопед центра медицинской реабилитации

Россия, Москва

Дмитрий Владимирович Скворцов

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: dvskvortsov@mail.ru

руководитель центра спортивной медицины и реабилитации ; д-р мед. наук, профессор кафедры реабилитации, спортивной медицины и физической культуры педиатрического факультета

Россия, Москва

Сергей Николаевич Кауркин

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: dr.fursenko@gmail.com

научный сотрудник центра спортивной медицины и реабилитации

Россия, Москва

Список литературы

  1. Рахмилевич А.Б., Чанцев А.В., Распопова Е.А., Коломиец А.А. Диагностическая ценность трибологического исследования коленного сустава // Гений ортопедии. — 2012. — №2. — С. 102–105. [Rakhmilevich AB, Chantsev AV, Raspopova EA, Kolomiets AA. Diagnostic value of the knee tribologic study. Genij ortopedii. 2012;(2):102–105. (In Russ).]
  2. Рахмилевич А.Б., Чанцев А.В., Распопова Е.А. Возможности артрофонографии в диагностике и контроле лечения ранних стадий остеоартроза // Врач-аспирант. — 2010. — Т.43. — №6. — С. 45–49. [Rahmilevich AB, Chantsev AV, Raspopova EA. Possibilities artrophonography in diagnostics and control of treatment of early stages of the osteoarthrosis. Vrach-aspirant. 2010;43(6):45–49. (In Russ).]
  3. Рахмилевич А.Б., Чанцев А.В., Распопова Е.А, и др. Роль артрофонографии коленного сустава в дифференциальной диагностике ревматоидного артрита и деформирующего остеоартроза при ранних поражениях // Врач-аспирант. — 2010. — Т.43. — №6.4. — С. 549–553. [Rakhmilevich AB, Chantsev AV, Raspopova EA, et al. Knee joint artrophonography in differential diagnostics of rheumatoid arthritis and the deforming osteoarthrosis at early lesions. Vrach-aspirant. 2010;43(6.4):549–553. (In Russ).]
  4. Brooks S, Morgan M. Accuracy of clinical diagnosis in knee arthroscopy. Ann R Coll Surg Engl. 2002;84(4):265–268. doi: 10.1308/003588402320439711.
  5. Jackson RW, Abe I. The role of arthroscopy in the management of disorders of the knee. An analysis of 200 consecutive examinations. J Bone Joint Surg Br. 1972;54(2):310–322. doi: 10.1302/0301-620x.54b2.310.
  6. Menashe L, Hirko K, Losina E, et al. The diagnostic performance of MRI in osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Osteoarthritis Cartilage. 2012;20(1):13–21. doi: 10.1016/j.joca.2011.10.003.
  7. Frank CB, Rangayyan RM, Bell GD. Analysis of knee joint sound signals for non-invasive diagnosis of cartilage pathology. IEEE Eng Med Biol Mag. 1990;9(1):65–68. doi: 10.1109/51.62910.
  8. Krishnan S, Rangayyan RM, Bell GD, Frank CB. Auditory display of knee-joint vibration signals. J Acoust Soc Am. 2001;110(6):3292–3304. doi: 10.1121/1.1413995.
  9. Peylan A. Direct auscultation of the joints; preliminary clinical observations. Rheumatism. 1953;9(4):77–81.
  10. Kernohan WG, Barr DA, McCoy GF, Mollan RA. Vibration arthrometry in assessment of knee disorders: the problem of angular velocity. J Biomed Eng. 1991;13(1):35–38. doi: 10.1016/0141-5425(91)90041-5.
  11. Rangayyan RM, Wu Y. Analysis of vibroarthrographic signals with features related to signal variability and radial-basis functions. Ann Biomed Eng. 2009;37(1):156–163. doi: 10.1007/s10439-008-9601-1.
  12. Krishnan S, Rangayyan RM, Bell GD, Frank CB. Adaptive time-frequency analysis of knee joint vibroarthrographic signals for noninvasive screening of articular cartilage pathology. EEE Trans Biomed Eng. 2000;47(6):773–783. doi: 10.1109/10.844228.
  13. McCoy GF, McCrea JD, Beverland DE, et al. Vibration arthrography as a diagnostic aid in diseases of the knee. A preliminary report. J Bone Joint Surg Br. 1987;69(2):288–293. doi: 10.1302/0301-620x.69b2.3818762.
  14. Rangayyan RM, Wu YF. Screening of knee-joint vibroarthrographic signals using statistical parameters and radial basis functions. Med Biol Eng Comput. 2008;46(3):223–232. doi: 10.1007/s11517-007-0278-7.
  15. Blodgett WE. Auscultation of the knee joint. The Boston Medical and Surgical Journal. 1902;146(3):63–66. doi: 10.1056/nejm190201161460304.
  16. Bircher E. Zur diagnose der meniscusluxation und des meniscusabrisses. Zentralbl Chir. 1913;(40):1852–1857.
  17. Walters CF. The value of joint auscultation. The Lancet. 1929;213(5514):920–921. doi: 10.1016/s0140-6736(00)79189-6.
  18. Erb KH. Über die möglichkeit der registrierung von gelenkgeräuschen. Langenbeck’s Archives of Surgery. 1933;241(11):237–245. doi: 10.1007/bf02797216.
  19. Fischer H, Johnson EW. Analysis of sounds from normal and pathologic knee joints. Arch Phys Med Rehabil. 1961;42:233–240.
  20. Kim KS, Seo JH, Kang JU, Song CG. An enhanced algorithm for knee joint sound classification using feature extraction based on time-frequency analysis. Comput Methods Programs Biomed. 2009;94(2):198–206. doi: 10.1016/j.cmpb.2008.12.012.
  21. Jiang CC, Liu YJ, Yip KM, Wu E. Physiological patellofemoral crepitus in knee joint disorders. Bull Hosp Jt Dis. 1993–1995;53(4):22–26.
  22. Rangayyan RM, Wu Y. Modeling and classification of knee-joint vibroarthrographic signals using probability density functions estimated with Parzen windows. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2008;2008:2099–2102. doi: 10.1109/IEMBS.2008.4649607.
  23. Rangayyan RM, Oloumi F, Wu Y, Cai S. Fractal analysis of knee-joint vibroarthrographic signals via power spectral analysis. Biomed Signal Processing Control. 2013;8(1):23–29. doi: 10.1016/j.bspc.2012.05.004.
  24. Prior J, Mascaro B, Shark LK, et al. Analysis of high frequency acoustic emission signals as a new approach for assessing knee osteoarthritis. Ann Rheum Dis. 2010;69(5):929–930. doi: 10.1136/ard.2009.112599.
  25. Wu Y, Chen P, Luo X, et al. Quantification of knee vibroarthrographic signal irregularity associated with patellofemoral joint cartilage pathology based on entropy and envelope amplitude measures. Comput Methods Programs Biomed. 2016;130:1–12. doi: 10.1016/j.cmpb.2016.03.021.
  26. Moussavi ZM, Rangayyan RM, Bell GD, et al. Screening of vibroarthrographic signals via adaptive segmentation and linear prediction modeling. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1996;43(1):15–23. doi: 10.1109/10.477697.
  27. Tavathia S, Rangayyan RM, Frank CB, et al. Analysis of knee vibration signals using linear prediction. IEEE Trans Biomed Eng. 1992;39(9):959–970. doi: 10.1109/10.256430.
  28. Zhang YT, Rangayyan RM, Frank CB, Bell GD. Adaptive cancellation of muscle contraction interference in vibroarthrographic signals. IEEE Trans Biomed Eng. 1994;41(2):181–191. doi: 10.1109/10.284929.
  29. Ota S, Ando A, Tozawa Y, et al. Preliminary study of optimal measurement location on vibroarthrography for classification of patients with knee osteoarthritis. J Phys Ther Sci. 2016;28(10):2904–2908. doi: 10.1589/jpts.28.2904.
  30. Abbott SC, Cole MD. Vibration arthrometry: a critical review. Crit Rev Biomed Eng. 2013;41(3):223–242. doi: 10.1615/critrevbiomedeng.2014010061.

© Ахпашев А.А., Фурсенко Г.В., Скворцов Д.В., Кауркин С.Н., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах