Роль механической компрессии при визуализации кожи человека методом кросс-поляризационной оптической когерентной томографии

Управление оптическими свойствами биоткани при использовании метода кросс-поляризационной оптической когерентной томографии (КП ОКТ) позволяет получить дополнительную информацию об исследуемых объектах и может быть осуществлено, в частности, применением механической компрессии благодаря различающимся механоэластическим свойствам различных слоев биоткани.

Цель исследования — изучение влияния механической компрессии на формирование КП ОКТ-изображений тонкой кожи человека in vivo, полученных при регистрации поляризаций, параллельной и ортогональной к исходной.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования выбрана тонкая кожа человека in vivo. Была проведена серия экспериментов по изучению влияния компрессии кожи, вызванной давлением торца ОКТ-зонда, на контраст КП ОКТ-изображений, полученных в параллельной и ортогональной поляризациях. Группу составили 7 волонтеров мужского пола в возрасте 20–50 лет с нормальным типом кожи без патологических изменений.
Эксперимент проведен с использованием оптического когерентного томографа, разработанного в Институте прикладной физики РАН (Нижний Новгород). Центральная длина волны зондирующего излучения — 910 нм, продольное разрешение — 20 мкм, поперечное разрешение — 25 мкм. Конструкция щупа позволяет осуществлять контроль силы воздействия на биоткань при компрессии с помощью сопряженного динамометра. Диаметр щупа — 2,7 мм.

Результаты. Эксперименты показали, что контраст границ между слоями на КП ОКТ-изображении кожи в параллельной поляризации возрастает с 3 до 12 дБ, а в ортогональной — с 5 до 12 дБ. Различие контраста в начальный момент времени, возможно, связано с линейной поляризацией зондирующего излучения, из-за чего сигнал от эпидермиса и дермы приходит слабо деполяризованным относительно исходного излучения. При компрессии происходит повышение концентрации рассеивающих центров в дерме, что ведет к увеличению сигнала от этого слоя и возрастанию контраста границы, а также к усилению деполяризации зондирующего излучения за счет рассеяния в этом слое и, в свою очередь, приводит к выравниванию значения контраста на КП ОКТ-изображениях в параллельной и ортогональной поляризациях.
Полученные результаты необходимо учитывать при разработке методик ОКТ-диагностики и интерпретации диагностических изображений.