Arch Orthop Trauma Surg：应变传感器进行膝前外侧松弛度的数字测量

膝关节旋转松弛的鉴别诊断是正确治疗的决定性前提。到目前为止，膝关节松弛的检测大多是基于主观的临床试验，依赖于检查者。膝关节旋转松弛伴前交叉韧带断裂的临床评价采用枢轴移位试验。因为试验取决于医生的技术，所以达到了半主观的结果。常用的市售关节计KT 2000和Rolimeter能够客观地测量前后平移，但没有考虑旋转分量。此外，结果可能因患者的体位、检查者的主臂和不随意肌收缩而异。即使是最新的测量设备，如“自动膝关节计(AKA)”，也只能测量前后平移。Telos装置只能验证内翻/外翻松弛平移和前后平移。虽然使用机器人膝关节测试(RKT)系统的电磁传感器可以可靠地确定膝关节旋转，但它是一个静态系统，需要相当大的技术支持。根据临床经验，施加的大扭矩常导致患者肌肉反劳损和疼痛。

此外，有些测量需要全身麻醉。由于其复杂性，在常规临床诊断中应用较少。计算机导航仅在外科手术中有用。虽然它提供了可靠的结果，但它对外科技术的验证更有用。

使用截肢的尸体研究对于探索基础知识很重要。然而，组织的生物力学特性在尸体中被改变，因此结果在体内的可转移性是有限的。在某些情况下，临床上无法忍受的高强度施加于膝关节。这种力通常直接通过骨骼传递，造成了在日常临床实践中无法重现的情况。然而，这些研究在基础研究中具有重要的引领作用。早期的旋转测量设备，如“Rottometer”显示建议的与实际的小腿旋转之间存在很大差异。由于小腿、踝关节和足部之间的摩擦连接较小，而另一方面是接收固定机构，因此有利于这种偏置。在Tsai工作组的“刚性”引导下，这一问题已经得到了部分考虑。然而，当膝关节处于中立位置时，关节仍有相当大的旋转能力。Quinn等人在1991年对内外旋转的轴向检查中已经描述过，在脚和踝关节的旋转固定过程中，明显更高的三维力和扭转力矩作用在膝关节上。目前的研究小组开发了一种经过验证的测量旋转松弛的装置，通过将距骨固定在确定的背侧伸展并锁定踝叉来考虑这一事实。

这里所描述的设备的优点是可以在规定的扭矩下控制测量小腿的旋转。此外，它是一个纯机械和易于运输的装置。目前，大多数商用关节计的灵敏度必须被视为实验装置中的一个弱点。

然而，即使是目前的旋转松弛度测量装置也是一种固定装置，因此不允许在日常身体活动下测量松弛度。因此，研究小组的目标是开发一种基于传感器的系统，该系统可以将带有妊娠纹的结果传输到膝关节，从而使患者能够活动。在本研究中，将该系统与现有的静态机械测量系统进行了对比验证。为了验证，我们测量了膝关节的内部旋转松弛度，因为它与膝关节前外侧韧带复合体和前交叉韧带的损伤有关。

A测试人在沙发上的纵向定位;B膝关节内侧支撑和电容式应变传感器外侧定位;C脚踝和膝盖的直线

在ALL过程中定位应变传感器，小腿内旋，扭矩2 Nm;应变传感器粘接在股骨外侧上髁下方的前外侧韧带至Gerdy’s结核的过程中

比较所有受试者长度变化与膝关节内旋的相关性;每个参与者的左膝(A)和右膝(B)的测量是个性化的。统计学意义见表1。所有测量均在膝关节屈曲30°时进行

传感器长度变化与膝关节内旋角度相关性的线性回归分析总结(男性参与者以浅灰色突出显示)

比较单个代表性女性(a)和男性(B)参与者的长度变化与膝关节内旋角度的相关性。而雌性则表现出更高的松弛度。Spearman相关系数r和显著性水平p位于图中

方法：将应变传感器应用于前外侧韧带的皮肤，采用无创测量方法。受试者置于仰卧位。先对左腿进行临床检查，然后对右腿进行顺序检查，并通过检查表格记录。研究对象11名，年龄21 ~ 45岁，5名女性，6名男性。小腿内旋，扭矩为2 Nm，膝关节屈曲角度为30°。

结果：长度变化与膝关节内旋角度的相关性比较显示为强正相关(r = 1, p < 0.01)。而女性的松弛度明显高于男性(p = 0.003)。

结论：电容式应变传感器可用于膝前外侧松弛度的重复性测量。与以前的静态系统相比，将来可以用这种方法进行动态测量

原始出处：

Mayr HO,  Rosenstiel N,  Prakash KS, Digital measurement of anterolateral knee laxity using strain sensors.Arch Orthop Trauma Surg 2023 Aug 17;