Measurement of Load-Induced Electrical Potentials at the Surface of the Knee

L'arthrose (OA), la maladie chronique la plus répandue chez les personnes âgées, est l'une des principales causes d'invalidité dans notre société avec une incidence qui s'accroit dans le monde entier. L'arthrose résulte de la détérioration ou de la perte du cartilage articulaire qui agit comme un coussin de protection entre les os. Comme l'incidence de l'arthrose est en progression constante, il y a un besoin urgent de techniques d'évaluation non invasives pouvant être efficaces avant le début de la dégradation irréversible du cartilage. Les techniques actuelles d'évaluation comprennent l'évaluation clinique, l'arthroscopie et les modalités d'imagerie telles que les rayons X, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie par ordinateur (CT). Bien que ces techniques soient couramment utilisées pour le diagnostic de l'arthrose en évaluant la formation d'ostéophytes, le pincement articulaire et les lésions osseuses, aucune d'elles ne peut détecter les changements précoces dus à l'arthrose du genou. La nécessité d'une évaluation précoce et précise de l'intégrité du cartilage a incité de nombreux chercheurs à explorer une variété de techniques. Par exemple, la transduction électromécanique du cartilage, connu sous le nom de « potentiels d'écoulement », est un indice sensible de l'intégrité du cartilage articulaire qui a été validé par de nombreuses expériences in vitro. Le mécanisme sous-jacent est associé à la séparation des charges négatives fixes et des contre-ions mobiles dans la phase liquide du cartilage durant sa compression. Un instrument arthroscopique (Arthro-BST) a ainsi été conçu pour mesurer les potentiels d'écoulement directement sur la surface du cartilage articulaire comprimé pour en évaluer la qualité lors d'une intervention chirurgicale. Une approche similaire, mais non invasive, a ensuite été développée pour mesurer les potentiels apparaissant à la surface du genou pendant son chargement et reflétant les potentiels d'écoulement sous-jacents. Cette technique est appelée électroarthrographie (EAG). La mise en charge du cartilage consiste simplement, pour un sujet debout, à déplacer son poids sur la jambe instrumentée. Même si les premières mesures de l'EAG étaient reproductibles, une certaine variabilité des signaux EAG enregistrés chez le même sujet a été observée, ce qui peut entraver son application comme outil de diagnostic de l'arthrose. Le but de notre étude était donc d'étudier la nature de la variabilité des signaux EAG afin de contribuer à l'élaboration de meilleures techniques de mesure.