Background. One of the main causes of revision hip arthroplasty is aseptic loosening of prosthetic components. A non-invasive method for early detection of this complication is the assessment of prosthesis condition using a triaxial accelerometer — acoustic arthrometry.
The aim of the study — to evaluate the potential of acoustic arthrometry for early diagnosis of aseptic loosening of prosthetic components and polyethylene liner wear in hip prostheses.
Methods. The study was performed using a custom-designed device for non-invasive registration of vibrational and acoustic oscillations in the area of the implanted joint. Interpretation and analysis of the obtained acoustic signatures were performed using MATLAB software. Acoustic emission recordings were obtained from 120 patients: 40 with diagnosed aseptic loosening of prosthetic components, 40 with polyethylene liner wear, and 40 control patients with no complaints regarding prosthesis function. Predictors of aseptic loosening and polyethylene wear were identified using regression analysis.
Results. In a multivariate risk model of polyethylene liner wear, ROC analysis demonstrated optimal sensitivity (91.7%) and specificity (84.6%) of the proposed method. For diagnosing aseptic loosening of prosthetic components, the sensitivity and specificity were 79.5% and 65.8%, respectively.
Conclusion. Specific acoustic signatures analyzed using the developed evaluation criteria (Peak, Asymmetry, Width) correlated with radiographic findings and showed high specificity (84.6%) and sensitivity (91.7%). These results support the feasibility of using acoustic arthrometry as a screening tool for early detection of prosthetic component loosening and polyethylene wear.
Актуальность. Одной из основных причин ревизионного эндопротезирования является асептическое расшатывание компонентов эндопротеза. Вариантом ранней диагностики этого осложнения является неинвазивное исследование состояния эндопротеза с применением трехосевого акселерометра — акустическая артрометрия.
Цель исследования — оценить возможность использования акустической артрометрии для ранней диагностики асептического расшатывания компонентов и износа полиэтиленового вкладыша эндопротеза тазобедренного сустава.
Материал и методы. Исследование проводилось с использованием разработанного устройства для неинвазивной регистрации вибрационных и акустических колебаний в области протезированного сустава. Интерпретация и анализ полученных акустических сигнатур эндопротезов проводились в программе MATLAB. С помощью устройства получена запись акустической эмиссии у 120 пациентов, в том числе у 40 больных с диагностированным асептическим расшатыванием компонентов эндопротеза, у 40 — с износом полиэтиленового вкладыша и у 40 пациентов контрольной группы без жалоб на функцию протезированного сустава. Предикторы асептического расшатывания компонентов и износа полиэтиленового вкладыша выявлялись с помощью регрессионного анализа.
Результаты. В многофакторной модели риска износа полиэтиленового вкладыша эндопротеза с помощью ROC-анализа определены лучшие по сумме показатели чувствительности (91,7%) и специфичности (84,6%) рассматриваемого метода. При диагностике расшатывания компонентов эндопротеза чувствительность метода составила 79,5%, а специфичность — 65,8%.
Заключение. Специфические акустические сигнатуры, проанализированные с использованием разработанных оценочных критериев (Peak, Asymmetry, Width) коррелируют с данными рентгенологических исследований и имеют высокую специфичность (84,6%) и чувствительность (91,7%), что обуславливает возможность применения акустической артрометрии в качестве скринингового метода для раннего выявления расшатывания компонентов эндопротеза и износа полиэтилена.