Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent diseases of cartilage
in the great joints, with enormous social and economic burden on the
society and strong pain for the patient. A non-destructive method for
diagnosis of the extent and localization of OA is not availible so far. Up
to now the gold standard for diagnosis of OA is the visual impression and
the mechanical feedback from pulpation of the cartilage during arthroscopy.
This work descries a measurement system based on near infrared spectros-
copy and several experiment to prove the feasibility of NIR spectroscopy as
a diagnostic method for OA. The results show that pathological changes in
cartilage lead to corresponding changes in the respective spectra, that the
diagnostic power of NIR spectroscopy is comparable with those of classical
medical laboratory methods, that the biomechanical properties of cartilage
correlate with its spectral properties and that the pressure, as exerted
during the measurements, does not change the spectral properties of
cartilage.
Zusammenfassung:
Arthrose ist die häufigste Erkrankung des Knorpels großer Gelenke und
stellt eine enorme soziale und ökonomische Belastung für die Allgemeinheit und einen hohen Leidensdruck für den Patienten dar. Die
zerstörungsfreie Diagnose von Ort und Schwere des Knorpelschadens,
insbesondere in den primären Stadien, ist eine klinische Fragestellung. Als Goldstandard der Diagnose gilt z. Z. der optische Eindruck und das Betasten (Palpieren) des Knorpels während einer Arthroskopie in vivo.
Diese Arbeit beschreibt ein Messsystem zur Diagnose von Arthrose auf Basis der nahen Infrarot (NIR) Spektroskopie und mehrere Experimente zum Nachweis der Eignung dieser Technologie. Es wird gezeigt, dass pathologische Veränderungen von Knorpelgewebe sich in den entsprechenden NIR-Spektren abzeichnen, dass die Aussagekraft der NIR-Spektroskopie vergleichbar ist mit der von klassischen medizinischen Laborverfahren, dass die biomechanischen Eigenschaften von Knorpel mit seinen optischen korrelieren und dass die während der Messung auftretenden Druckbelastung auf den Knorpel dessen Spektren nicht verändern.