(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟骨の変性を早期に発見する医療装置において、
ａ）固体の表面に固定され且つ分析すべき軟骨と接触するように露出された少なくとも２つの隔たった点電極と、
ｂ）前記電極及び軟骨を共に圧縮する手段と、
ｃ）電極から受け取った信号を処理する信号処理手段と、
ｄ）前記信号処理手段から受け取ったデータを分析して解釈する手段とを備え、前記電極の各々が、該軟骨内の流れポテンシャルを測定する点電極であり、該医療装置が、前記軟骨に付与された圧縮に起因する、前記電極の間で測定された流れポテンシャルを空間的に且つ時間的に測定することを許容することを特徴とする、医療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療装置において、電極が金属線で出来ていることを特徴とする、医療装置。
【請求項３】
請求項１に記載の医療装置において、処理手段が雑音の取り上げ及びマイクロフォン効果を軽減し得るように電極に対し近接していることを特徴とする、医療装置。
【請求項４】
請求項１に記載の医療装置において、電極が白金で出来ていることを特徴とする、医療装置。
【請求項５】
請求項４に記載の医療装置において、電極が、軟骨に露出される白金線の１つの面を有し、該露出される面が、電気的接点インピーダンスを軽減し得るように処理されることを特徴とする、医療装置。
【請求項６】
請求項１に記載の医療装置において、処理手段が、隣接する電極の間で測定された電圧差の共通モードを排除する程度が最大となるように高入力インピーダンス及び低バイアス電流を有する電圧従動器を備えることを特徴とする、医療装置。
【請求項７】
請求項１に記載の医療装置において、電極を圧縮可能に変位させる手段が、電気機械的手段、圧電手段又は手動手段から選択されることを特徴とする、医療装置。
【請求項８】
請求項７に記載の医療装置において、手動手段が、電極から引っ込んだ所定の当接部を備え、前記軟骨が該所定の当接部に当接する迄、前記電極が軟骨内に押し込まれるのを許容することを特徴とする、医療装置。
【請求項９】
請求項７に記載の医療装置において、電気機械的手段が、ロードセルを医療装置の上方の所定の高さに配置し且つ軟骨を電極に押し付ける精密アクチュエータを備えることを特徴とする、医療装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の医療装置において、電極が500μｍ以下の直径を有することを特徴とする、医療装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の医療装置において、電極が100μｍ以下の直径を有することを特徴とする、医療装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の医療装置において、少なくとも３つの電極を備え、該少なくとも３つの電極がそのデータを分析すべき２つの寸法を画成することを特徴とする、医療装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の医療装置において、電極が約0.38ｍｍの分解能にて流れポテンシャルを空間的に分解可能であることを特徴とする、医療装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の医療装置において、金属線が、イリジウム、白金及び金から成る群から選択された金属で出来ていることを特徴とする、医療装置。
【請求項１５】
軟骨の変性を早期に発見する関節鏡装置において、
ａ）軟骨の流れポテンシャルを測定するべく固体表面の上に固定された少なくとも２つの白金点電極と、
ｂ）前記軟骨が表面に当接する迄、電極が軟骨内に押し込まれるのを許容し得るように電極から引っ込んだ当接面と、
ｃ）電極に近接する位置に配置された前端信号処理装置であって、電極から受け取った信号を処理し且つ隣接する電極間の測定された電圧差の共通モードを排除する程度を最大にし得るように、高入力インピーダンス及び低バイアス電流を有する電圧従動器を備え、雑音の取り上げ効果及びマイクロフォン効果を軽減する信号処理装置と、
ｄ）所定の程度だけ骨関節症による影響を受けた所定の組織から得られた他の記憧データと受け取ったデータとを比較すべく処理装置から受け取ったデータを分析し且つ解釈する手段とを備え、約２乃至６ｍｍの直径の関節鏡を開口部内に導入し且つ電極の間にて流れを形成するポテンシャルを空間的に且つ時間的に分析することを許容し得る寸法及び形状とされたことを特徴とする、関節鏡装置。
【請求項１６】
生体外において軟骨の変性を発見し且つマッピングする方法において、
ａ）少なくとも２つの点電極を軟骨に取り付けるステップと、
ｂ）前記電極及び軟骨を共に圧縮するステップと、
ｃ）前記電極の各々における流れポテンシャルを測定するステップと、
ｄ）そのマップを得られるように流れポテンシャルを分析し且つ分解するステップと、
ｅ）軟骨の状態を決定すべく前記測定された信号を解釈するステップとを備え、前記少なくとも２つの点電極が、前記軟骨に付与された圧縮に起因する前記流れポテンシャルを２つの寸法にて空間的に分解することを許容することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、測定された信号を記憶した信号と比較するステップを更に備えることを特徴とする、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法において、前記ステップ（ｂ）が、（ｉ）前記電極を前記軟骨に対して位置決めするステップと、（ii）前記軟骨を前記電極に対して押し付けるべく前記軟骨に圧縮力を付与するステップとを備えることを特徴とする、方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法において、前記ステップ（ｂ）が、（ｉ）プローブの先端にて前記電極を提供するステップと、（ii）前記プローブの前記先端を前記軟骨に対して押し付けるステップとを備えることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
（ａ）発明の分野
本発明は、軟骨の変性を早期に発見し且つ診断する医療装置及びその装置を使用する方法に関する。
（ｂ）従来技術の説明
関節軟骨の物理的及び生物化学的変性は、骨関節症（ＯＡ）及び慢性関節リウマチを含む幾つかの関節の病気の顕著な特徴となる。これら関節の変性過程の幾つかは、遅いが、進行性であり、放射線及び関節鏡技術を使用してのみ現在、診断できる症状となる迄に数年又は数１０年もかかる。残念なことに、この長期間の進行性の変性により生じた組織の損傷は、基本的に回復不能であり、かかる状態の唯一の治療は、関節を交換することであると考えられる。これら費用のかかる治療自体、一時的な効果しかなく、患者の一生に亙って何回か繰り返さなければならない。関節の交換のような根本的で且つ部分的な治療を実質的に専ら採用することの主たる理由の一つは、早期に且つ回復可能な段階にて軟骨の変性を発見可能な診断器具が存在しないことである。
最も一般的で且つ費用の嵩む関節の異常、すなわち骨関節症（ＯＡ）は、現在、物理的検査（痛み、膨れ、変形、関節の拡張、動きの制限、骨棘の形成を伴う場合）、Ｘ線、及び放射線画像法（関節空間の狭小化、軟骨の厚さの低下、骨棘の形成、軟骨下の骨硬化症を伴う場合）である磁気共鳴画像（ＭＲＩ）に基づいて、また、視覚的関節鏡法（軟骨の裂溝化、繊維化、局部的なエロージョンを伴う場合）によって症状が進んだ段階で行っている。骨関節症（ＯＡ）の軟骨の変性を早期に発見し且つ処置するために提案された方法は、血清、及びＭＲＩと称される、滑液流体の分子マーカに基づいており、軟骨の物理的性質の評価法（キビランタ（Kiviranta）及びジャベリン（Jurvelin）の名による国際出願公開第93／02619号、及び、アタナシュ（Athanasiou）及びその他の者の名による米国特許第5,503,162号）、又は非視覚的関節鏡装置を介して電気機械的性質（フランク（Frank）及びその他の者の名による米国特許第5,246,013号）に記載されている。こうした提案された早期の発見方法は、依然として開発段階であり、広範囲に亙る臨床的応用段階に到達したものは皆無である。
関節軟骨の役目は、主として関節軟骨の力を骨に伝達し且つ低摩擦の関節面を提供する点にて主として物理的であるため、こうした機能上の物理的性質を直接、反映する診断器具を開発することは魅力的なことである。生物化学的マーカ及び色々な画像方法は、多くの情報を提供するものの、軟骨がその機能を果たすのに必要な関節の関節軟骨の質を特定するものは皆無である。
骨関節症における最も重要な早期の徴候に関する情報は殆ど無いが、幾つかの研究の結果、アグリキャン（aggrecan）という凝集するタンパク多糖類と、コラーゲン原線繊維の高密度に架橋結合した回路網という２つの主要な分子成分の変性又は損失に起因して軟骨が弱化することが分かった。典型的に、アグリキャンの沈着による損失は、骨関節症のより早期に発見可能な徴候の一つである。軟骨が圧縮力に耐える機能は、コラーゲン回路網内に高濃度のアグリキャンを取り込むことと密接に関連している。アグリキャンは、高度に硫化し且つカルボキル化した分子であり、巨大分子に共有結合した負のイオン化電荷が高密度で存在する原因となる。このため、軟骨が圧縮に対して剛性であることは、大部分、アグリキャンの電荷した単位体の間に存在する反発的な静電力に起因する。骨関節症におけるアグリキャンの損失は、機能を果たす組織が顕著に損傷することを表わす。
また、アグリキャンの上にイオン化した電荷群が高濃度にて存在することは電気化学的変換現象を生じさせる。組織の圧縮により、正に電荷した可動の反作用イオンを過剰に含む組織間流体は、固定された負に荷電したアグリキャンを経て対流し、電界及びポテンシャルを発生させる。このポテンシャルは、流れポテンシャルと称される。これら電気化学的現象の程度及び動力学は、アグリキャンの寄与程度に特に関連して、軟骨の物理的な機能を反映する。
発明の概要
本発明の一つの特徴は、軟骨の変性を早期に発見する医療装置を提供することである。
本発明の別の特徴は、長期間に亙って組織の健全さを監視することを許容する、軟骨の進行性変性及びその治療に関する基本的な研究に使用される医療装置を提供することである。
本発明の別の特徴は、関節軟骨を物理的及び電気機械的に評価するめたの関節鏡装置を提供することである。
本発明の別の特徴は、骨関節症内の最も生命力があり且つ動的な分子成分、すなわち、アグリキャンに対して格別に鋭敏である物理的ファクタを直接、評価することに基づき、病気の早期の診断及び処置を許容する電子機械的な診断装置を提供することである。
上記の特徴は、本発明の広い形態から、軟骨の変性を早期に発見する医療装置を提供する。該医療装置は、固体表面に固定された少なくとも２つのの隔たった電極と、該電極から受け取った信号を処理する信号処理手段と、上記電極及び軟骨を共に圧縮する手段と、上記信号処理手段から受け取ったデータを分析し且つ解釈する手段とを備えている。該電極は、分析すべき軟骨と接触するように露出されている。電極の各々は、軟骨における流れポテンシャルを測定する。該医療装置は、電極の間で測定された流れポテンシャルを空間的に且つ時間的に判断することを可能にする。
上記の特徴は、本発明の更に広い形態から、軟骨の変性を早期に発見する関節鏡装置を提供するものである。該関節鏡装置は、軟骨の流れポテンシャルを測定すべく固体表面に固定された少なくとも２つの白金先端電極と、該電極に近接して配置され、電極から受け取った信号を処理すべく高入力インピーダンス及び低バイアス電流を有する電圧従動器であって、隣接する電極間の測定された電圧差の共通モードを排除する程度が最大であるようにする電圧従動器を有する前端信号処理装置と、軟骨が表面に及び処理装置から受け取った信号を分析解釈する手段に当接し、所定の程度にて骨関節症の影響を受ける所定の組織から得られた他の記憶データとその受け取ったデータとを比較する迄、電極を軟骨内に押し付けることを許容する、電極から引っ込んだ当接面とを備えている。前端の信号処理装置は、雑音の拾い上げ且つマイクロフォン効果を軽減する。この関節鏡装置は、直径約２乃至６ｍｍの関節鏡用開口部内に導入可能な寸法及び形状とされており、電極の間の流れポテンシャルを空間的に且つ時間的に分析することを可能にする。
上記の特徴は、更に、本発明の広い形態から、軟骨の変性を発見し且つマッピングする方法をも提供する。この方法は、軟骨に対して少なくとも２つの電極を取り付けるステップと、電極及び軟骨を共に圧縮するステップと、電極の各々における流れポテンシャルを測定するステップと、そのマップを得るために測定された流れポテンシャルを決定し且つ測定し、該流れポテンシャルを補間し、軟骨の状態を決定するステップとを備えている。この方法は、測定された流れポテンシャルを記憶した流れポテンシャルと比較するステップを更に備えることができる。
本発明による装置により測定されたポテンシャルは（生物化学的マーカ及び画像法と異なり）、関節軟骨の機能を直接、反映する。測定されたポテンシャルが生ずる電気信号は、関節炎軟骨から失われた最も生命力の強い重要な分子の１つ、すなわちアグリキャンが存在することに直接的に依存し且つその存在に極めて鋭敏である。
先端電極の寸法が小さいことは、関節鏡法を使用し、また、流れポテンシャルの高分解能のマップを使用することを容易にする。このマップは二次元的に分解することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の性質に関して全体的に説明したが、次に、単にその好適な一つの実施の形態の一例を示す、添付図面に関して説明する。
図１は、本発明の一つの好適な実施の形態に従った構造とされた、軟骨の変性を早期に発見し且つ診断するための医療装置の部分斜視図である。
図２は、図１の線２−２に沿った一部概略図とした縦断面図である。
図３ａ乃至図３ｅは、図１の装置により測定された電気信号の値及びその空間的依存度を示すグラフである。
図４ａ及び図４ｂは、図１の装置を使用して測定された信号に対する周波数の影響を示すグラフである。
図５は、図１の装置により測定された信号に対する振幅の影響を示すグラフである。
図６は、本発明による装置の別の実施の形態の斜視図である。
図７は、図６の装置の他の好適な実施の形態による関節鏡装置のプローブの先端を示す拡大端面図である。
図８は、図７の先端の線８−８に沿った部分断面図である。
図９は、２つの電極を備える装置にて使用される信号処理モジュールのブロック図である。
発明の詳細な説明
本発明の一つの実施の形態によれば、軟骨の進行性変性を発見する医療装置が提供される。図１には、軟骨の体内変性に従い得るように基本的な研究にて使用することのできる医療装置１が示してある。また、この装置１は、薬剤又は化学的化合物により軟骨を治療する前、治療する間、又は治療後の軟骨の一体程度を評価するのにも有用であり、このため、軟骨に対する薬剤又は化学的化合物の影響を評価することも可能にする。
図１に図示した装置１は、４つの側壁５と、液体９をその内部に保持する堅固な底部壁７とを画成する、容器３を備えている。４つの電極１３を保持するエポキシシリンダ１１が容器３の中心にて底部壁７に配置されている。これら電極１３は、信号調節モジュール１５に接続される一方、該信号調節モジュールは、それ自体、モジュール１５から受け取ったデータを解釈し且つ分析すべくコンピュータ１７に接続されている。本発明のこの実施の形態による装置１は、また、ロードセル１９が軟骨の円板に配置されたとき、軟骨２１の円板に圧縮力を付与して、これにより、軟骨２１を変形させるアクチュエータ及びロードセル１９を備えている。
電極１３は、直径50μｍ点電極を形成するナイロンメッシュを通じて固着された白金線１２である。該白金線１２は、エポキシシリンダ１１内に鋳造され且つ規則的な中心間の距離が380μｍであり（ナイロンメッシュで測定したとき）、全体距離1.14ｍｍを覆う線形アレーとして露出される。電極１３を保持するシリンダ１１は容器３の底部壁７に固定されている。白金電極１３の露出面は、底部壁７の面にて、電気化学的蒸着法を利用して更に白金めっきされ、電極１３の接点インピーダンスを軽減する。電極１３からの電気信号は、コンピュータ１７により受け取られる前に、信号調節モジュール１５を経て進める。容器３は、その所定の距離にて電極１３の外側にロードセル１９を正確に配置し得るように精密アクチュエータ（図示せず）に固定されたロードセル１９を備えるミクロ機械的な試験装置内に取り付けられ、使用時、電極１３に対して軟骨２１に矢印１４に沿って所定の圧力を付与する。
電極１３は、上述したように、流れポテンシャルを0.38ｍｍ程度、空間的に分解することを可能にし、流れポテンシャルのマップを作成することを可能にする。かかる分解を可能にするため、電極１３は、直径が500μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは100μｍ以下であるようにする。これらの電極は、点電極又は円形の電極とすることができる。これらの電極は、イリジウム又は金のような他の金属で製造してもよい。
本発明に従って使用される電極の最小数は２つである。２つ以上の電極が使用される場合、これらの電極は、例えば、長さ及び幅のような１以上の寸法にて流れポテンシャルを空間的に評価し且つ分解すべく１つ以上の軸線を画成し得るような形態にて配置することができる。
特殊な信号調節モジュール１５は、特に、電極１３と相互接続する設計とされている。モジュール１５は、雑音の取り上げ及びマイクロフォン効果を最小にし得るように電極１３に近接して取り付けられている。電極が雑音の取り上げ及びマイクロフォン効果を最小にし得るように遮蔽されているならば、信号調節モジュール１５を電極から更に離して取り付けることもできる。
図９には、２つの電極を備える装置にて使用される１つのモジュールのブロック図が図示されている。このモジュールは、電圧従動器３７と、低パスフィルタ３９と、高パスフィルタ４１と、増幅器４３とを備えている。電圧従動器は、高入力インピーダンス（＞＞100Ｍｏｈｍ；５ｐＦ）及び低バイアス電流（＜１ｐＡｍｐ）を有し、隣接する電極の間にて測定される電圧差の共通モードを排除する程度を最大にする。白金線と電解質環境との間の境界面が比較的高インピーダンスであるため、電圧従動器子の高入力インピーダンスが必要とされる。信号調節モジュールの第一の段の入力インピーダンスは、電圧分割器の影響を回避し得るように、この接点インピーダンスよりも著しく大きくなければならない。しかしながら、電圧従動器のインピーダンスが過度に高いと、環境内の雑音を取り上げ且つマイクロフォン効果を生じさせることになる。このため、得ようとする信号に対して電極の接点インピーダンスと雑音の取り上げとを正確に釣り合わせなければならない。雑音の取り上げを最小にし得るように電極と電圧従動器子との間の距離は、最小であることが好ましい。
精密アクチュエータに代えて、電極表面の所定の圧縮力による変位を軟骨内に正確に伝達する機械的手段、圧電手段又は手動手段のような任意の手段を使用することができる。
コンピュータ１７は、付与された圧縮力による変位及び測定した電気ポテンシャルを試験中の軟骨の組成及び構造に相関させ得るように、データを解釈する分析方法を使用する。この方法は、組織表面に亙って流れポテンシャルの時間的及び空間的変化を検出することに基づく。正常なマップ、及び関節症に起因する色々な程度の組織の変性に典型的なマップの特徴を特定すれば、未知の組織の健康状態又は病気の程度を知ることができる。
図１及び図２に図示した装置は、化学的化合物又は薬剤が軟骨に与える効果を評価すべく研究段階で使用することができる。このためには、正常な軟骨又は異常な軟骨片を人間又は動物のモデルから切り取り且つ分析することができる。これら軟骨片は、また、化学的化合物又は薬剤にて培養することもできる。この培養を行えば、骨関節症の治療又は予防に使用される新たな化学的化合物又は薬剤を特定することが可能になる。
別の好適な実施の形態が図６に図示されている。この第二の実施の形態は、関節鏡法の間、人間の関節軟骨の機能を評価するための臨床的装置２３を示すものである。該臨床的装置２３は、ペンに類似したプローブ２５として具体化される。プローブ２５は、データを分析するためにコンピュータ１７に接続されている。プローブ２５は、先端電極３３と、当接面２９と、電極３３に近接して先端２７´内に埋め込まれた信号調節モジュール３５とを備える、先端２７´が設けられた自由端２７を有している。
図７には、プローブ２５の自由端部２７及び先端２７´の端面図が図示されている。６つの電極３３が先端２７´に列状に固定されている。図８に図示した当接面２９は、先端２７´より引っ込んでいる。従って、当接面２９は、軟骨にて所定の圧縮可能な変位を生じさせるために使用される。先端２７´は、当接面２９が軟骨に着座する迄、軟骨に取り付けられ且つ押し付けられる。この時点にて、先端２７´及び突き出す電極３３は、軟骨に圧縮力を加えて流れポテンシャルを生じさせ且つこの流れポテンシャルを測定し且つマッピングすることを許容する。電極３３により測定されたポテンシャルは、信号調節モジュール３５に送られ、この信号調節モジュールはそのデータをコンピュータ１７に送り、分析した軟骨の流れポテンシャルのマップを既知の健全な組織の典型的なマップと比較することを可能にする。
電極列の寸法は１ｍｍ程度であるため、関節内に挿入しなければならない臨床的装置２３のプローブ２５の全体的な直径は、関節鏡開口部（２乃至６ｍｍ）よりも遥かに小さくすることができる。電極の変位は、手操作で行われるが、当接面２９が先端２７´が軟骨を変形させるのを止める迄、先端２７´を軟骨内に押込むことにより正確に制御される。このように、付与された変位の型式は、先端の面と当接面との間の段によって決定される。形成される電気信号は圧縮力が付与された後に、平衡状態となるため変化する。これら信号の大きさは、生体外軟骨変性モデル内にて媒介されたサイトカイン（インタールーケン−１）を使用することにより、軟骨の一体程度に著しく左右されることが判明した。
本発明は、その範囲を限定するためではなく、本発明を示すために掲げた以下の実施例を参照することにより、より容易に理解されよう。
実施例Ｉ
１乃至２歳の雄の子牛の上腕頭から関節軟骨外植片を採取した。該外植片から軟骨の円板を切り取った。関節軟骨の円板を図１及び図２に図示した装置１の容器３内に入れた。容器３に0.01ＭのＮａＣｌを充填した。シリンダの中心に配置された装置の電極１３の１つを関節円板の中心と接触するように配置し、他の３つの電極は、円板２１の1.5ｍｍの半径の最初の1.14ｍｍを横断するように配置した円板２１の上面にロードセル１９を接触させた後、一連の僅かな段階的な圧縮程度にて240μｍの静的な圧縮ずらし力を加えた。釣り合った後、0.02Ｈｚ乃至2.0Ｈｚの間の周波数及び0.5μｍ乃至20μｍの範囲の振幅を使用して、一連の動的な正弦波状試験を行った。各試験毎に10サイクル行い、最後の６サイクルについて信号の調波分析を行った。
５μｍ変位振幅を使用して、１Ｈｚの周波数にて行った試験に関して、図１及び図２の装置から得られた未加工のデータの一例が図３に示してある。図３ａ乃至図３ｅには、電極の位置、荷重データ、関節円板の表面２１にそれぞれ接触する３つの隣接する電極１３の間の電圧差が示してある。電圧Ｖ１は、円板の中心とその中心から380μｍ離れた位置との間に存在する流れポテンシャルである。電圧Ｖ２は、380μｍから760μｍへの次の増分的な流れポテンシャルであり、Ｖ３は、760μｍから1140μｍへの別の増分的な流れポテンシャルである。これら増分的な流れポテンシャルＶ１、Ｖ２、Ｖ３の大きさは、円板の中心から周縁に向けて増大して、アクチュエータにより生じた電界の固有の空間的変化を明らかにしている。流れポテンシャルの放射状のプロファイルは、円板の中心２１から1.14ｍｍの位置にて最も周縁方向の電極のポテンシャルとして基準ポテンシャルを測定することにより構成することができる。図３には、装置から得られた電気信号及びその空間的依存度が図示されている。図３ｃ乃至３ｅのＶ１、Ｖ２、Ｖ３の大きさ及び位相は、試料の幾何学的形態、荷重形態、荷重周波数及び振幅、試験した組織内の電荷種（アグリキャン）の含有量及び分布、アグリキャンがコラーゲン回路網に取り込まれることを介して固定される程度を含む、幾つかのファクタに依存する。かかる小さい空間的スケール（＜＜１ｍｍ）の上で流れポテンシャルを分解する能力は、本発明の一つの重要な特徴である。この能力を利用すれば、上述したファクタ間にて識別し、アグリキャンの分布及び含有量に関する特定の情報及びコラーゲン回路網内でのその固定に関する情報が得られ、病気の診断が可能となる。
５μｍの振幅にて３つの異なる周波数に関して、図１及び図２の装置により得られたポテンシャルの放射状のプロファイルの大きさ及び位相がそれぞれ図４ａ及び図４ｂに図示されている。ポテンシャルの位相に対する基準は、付与された軸方向への変位の位相である（図３ａ参照）。図４ａ、図４ｂ、図５には、自由な圧縮状態の幾何学的形態にて試験したときの健全な軟骨の円板に対する測定信号の周波数及び振幅の影響が示してある。図４ａには、流れポテンシャルがより高周波数にて振幅が増す傾向があることが示してある。図４ｂには、これら流れポテンシャルは、より低周波数の変位に伴い位相外となる傾向があることが示してある。
１Ｈｚにおける３つの変位振幅に対する半径方向への流れポテンシャルのプロファイルの振幅が図５に図示されている。これらは、荷重を加えた軟骨における流れポテンシャルを空間的に分析したとき（＜１ｍｍ分解能）の最初の測定値である。図５には、流れポテンシャルが付与された変位振幅に略比例することが示してある。
軟骨の円板をインタールーケン−１にて培養することにより、組織の健全な状態（一体程度）を変化させて更なるデータを分析した。細胞媒介のインタールーケン−１に起因してアグリキャンが損失する結果、測定した流れポテンシャルの大きさは著しく低下した。
本発明はその特定の実施の形態に関して説明したが、本発明は更なる改変が可能であり、この適用例は、一般に、本発明の原理に従い且つ本発明が属する技術分野で公知で且つ一般的な方法の範囲に属するように本発明の開示から逸脱するものを含む、本発明の任意の変更例、用途又は適用例を包含することを意図するものであることが理解されよう。また、以下に掲げる必須の特徴及び特許請求の範囲に記載した範囲にて適用可能であることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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