A noninvasive electroacoustical evaluation technique of cartilage damage in pathological knee joints

The arthritides continue to be the most common cause of non-fatal, crippling disorders. They account for many hours of lost work time. Because of the preference for some forms of arthritis for the older age groups and the increasing longevity of our society, the need to develop tools for early detection and monitoring are becoming more urgent. However, at present there are no noninvasive, clinical tools available that would provide an objective evaluation of the condition of the articular cartilage during the progress of the disease. Unfortunately, articular cartilage is radiolucent and X-ray gives onlypost facto information. Recently, a noninvasive electroacoustical technique was developed which gives an objective measure of the degree of cartilage damage through the measurement of knee emitted acoustic power. The reliability of the procedure was verified throughin vivo modelling of the disease using animals. This technique is of immediate interest to clinicians who urgently need a more objective ‘tool’ in the determination of the efficacy of certain drugs and/or treatment programmes during the course of the disease.

Les maladies arthritiques restent la cause la plus courante de troubles non mortels mais paralysants. Elles sont responsables de nombreuses heures de travail perdu. Le besoin de développer des outils pour détecter et maîtriser la maladie dès le début, est devenu plus urgent, à cause de la priorité accordée à certaines formes d'arthrite des personnes du troisième âge et du taux de longévité accru, en général, dans notre société. Toutefois, il n'existe pas actuellement d'outils cliniques non invasibles, qui puissent fournir une évaluation objective de la condition du cartilage articulaire pendant le développement de la maladie. Malheureusement, celui-ci est transparent à la radio, et la radiographie ne donne que des renseignementspost facto. Récemment, fut développée une technique electro-acoustique non invasible, qui donne une mesure objective de la condition du cartilage endommagé, grâce à la mesure de la puissance acoustique émise au niveau du genou. La fiabilité de cette méthode fut vérifiée in vivo sur des animaux, en modelant la maladie. Cette technique est d'un intérêt immédiat pour les médecins cliniciens, qui ont un besoin urgent d'un ‘outil’ plus objectif pour déterminer l'efficacité de certains médicaments ou des programmes de traitement de la maladie.

Die Arthritiserkrankungen sind noch immer die häufigsten Ursachen nichttötlich wirkender, krüppelnder Leiden. Ihnen sind viele verlorene Arbeitsstunden zuzuschreiben. Aufgrund des Vorherrschens einiger Formen von Arthritis bei den älteren Altersgruppen und der zunehmenden Langlebigkeit unserer Gesellschaft, wird die Notwendigkeit, Werkzeuge zur Früherkennung und Beobachtung zu entwickeln, immer dringlicher. Jedoch gibt es zur Zeit keine nichtangreifenden, klinischen Werkzeuge, die eine objektive Bewertung des Gelenkknorpelzustands während des Krankheitprozesses ermöglichen. Leider ist der Gelenkknorpel strahlendurchlässig und ergibt beim Röntgen nur eine post facto Information. Vor kurzem wurde eine nichtangreifende, elektroakustische Technik entwickelt, die ein objektives Maß an Beschädigung des Knorpels durch die durch das Knie gemessene und abgegebene akustische Kraft ergibt. Die Zuverlässigkeit dieses Vorgangs wurde durch einen in vivo Modellversuch mit dieser Krankheit an Tieren belegt. Diese Technik weckt sofort das Interesse aller Internisten, die dringend ein objektiveres Werkzeug benötigen, um die Wirkung bestimmter Medikamente und/oder Behandlungsprogramme während des Krankheitsverlaufs feststellen zu können.

Authors and Affiliations

1. Department of Mechanical Engineering, University of Akron, Akron, Ohio, USA

   Mamerto Chu, Ivan Gradisar & Richard Mostardi

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