Knochen-Biopsiesysteme: mechanische Eigenschaften, Nadeldesign und Probenqualität

Zusammenfassung

Ziel: Ziel dieser Studie ist es, Knochen-Biopsiesysteme auf objektive, reproduzierbare Eigenschaften zu untersuchen und Unterschiede hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Nadelverschleiß, Handhabung und Probenqualität aufzudecken. Material und Methoden: Mit 19 verschiedenen Biopsienadel-Typen wurden jeweils 5 Punktionen an Schweinewirbelsäulen durchführt. Die hierbei auftretenden Kräfte und Drehmomente konnten mittels eines Kraft-Moment-Sensors aufgezeichnet werden. Zudem wurden die Nadeln vor und nach jeder Punktion mithilfe eines Profilprojektors und eines digitalen Mikroskops auf Verschleißerscheinungen untersucht. Im Anschluss wurde das gewonnene Gewebe histopathologisch untersucht und die Probenqualität evaluiert. Die Gesamtbeurteilung umfasste mechanische Eigenschaften, Nadelverschleiß, subjektive Handhabung und Probenqualität. Die Unterschiede zwischen den getesteten Nadeln wurden mit ANOVA und t-Tests auf Signifikanz untersucht. Ergebnis: Sowohl Durchmesser (p = 0,003) als auch Design (p = 0,008) der Biopsienadeln zeigen einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Das Franseen-Design ist in Bezug auf den Kraftaufwand den anderen Schliffformen signifikant überlegen, wohingegen die Lanzettflachspitze einige Nachteile aufweist. Auch die gemessenen Längendifferenzen der Nadelklingen als Maß für die Nadelqualität zeigten deutliche Abweichungen zwischen den einzelnen Biopsiesystemen. Schlussfolgerung: Es konnten relevante Unterschiede zwischen den getesteten Knochen-Biopsiesystemen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften und Design aufgezeigt werden. Genaue Kenntnisse über mechanische Eigenschaften verschiedener Knochenbohrsysteme sind essenziell für die Auswahl von Knochenbohrsystemen.

Abstract

Purpose: To quantitatively analyze differences in mechanical properties, needle design including signs of wear, subjective handling and specimen quality of bone biopsy needles. Materials and Methods: In this study 19 different bone biopsy systems (total 38; 2 /type) were examined. With each biopsy needle five consecutive samples were obtained from vertebral bodies of swine. During puncture a force-torques sensor measured the mechanical properties and subjective handling was assessed. Before and after each biopsy the needles were investigated using a profile projector and signs of wear were recorded. Afterwards, a pathologist semi-quantitatively examined the specimen regarding sample quality. The overall evaluation considered mechanical properties, needle wear, subjective handling and sample quality. Differences were assessed for statistical significance using ANOVA and t-test. Results: Needle diameter (p = 0.003) as well as needle design (p = 0.008) affect the mechanical properties significantly. Franseen design is significantly superior to other needle designs. Besides, length reduction recorded by the profile projector, as a quality criterion showed notable distinctions in between the needle designs. Conclusion: Bone biopsy needles vary significantly in performance. Needle design has an important influence on mechanical properties, handling and specimen quality. Detailed knowledge of those parameters would improve selecting the appropriate bone biopsy needle.

Key words

bone biopsy - mechanical properties - needle design - needle wear - specimen quality

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