Количественная оценка эластичности гиалинового хряща при оптическом просветлении с использованием оптической когерентной эластографии

Оптическое просветление ткани является быстроразвивающимся методом динамической модификации оптических свойств ткани для увеличения глубины визуализации, что полезно применять при визуализации или функциональной диагностике многих патологических состояний. Оптическое просветление хряща, к примеру, позволяет визуализировать субхондральную кость, что важно при целом ряде ортопедических заболеваний. Однако влияние процессов просветления на упругие свойства ткани пока остается неизученным. В настоящем исследовании мы сообщаем о первом использовании оптической когерентной эластографии с фазовой стабилизацией перестраиваемого источника (ФСПИ ОКЭ) для наблюдения количественных изменений эластичности гиалинового хряща при неинвазивном процессе оптического просветления. Результаты показали, что ФСПИ ОКЭ способен оценивать увеличение жесткости хряща во время процесса просветления и при разной концентрации глюкозы. Кроме того, отмечено, что эластичность хряща восстанавливалась, как только просветляющий агент заменяли физиологическим раствором. Для верификации результатов, полученных при измерениях ФСПИ ОКЭ, мы провели сравнительное механическое испытание с использованием одноосевого механического компрессионного аппарата. Оба метода продемонстрировали одинаковую тенденцию изменения эластичности хряща, погруженного в раствор глюкозы. Данные показывают, что во время перехода от буферизованного фосфатом физиологического раствора к просветляющему агенту жесткость хряща существенно уменьшается, что свидетельствует о том, что просветляющий агент взаимодействует с внеклеточным матриксом хряща и уменьшает эластичность ткани вследствие дегидрации. Следовательно, предлагаемый метод позволяет динамически оценивать влияние оптического просветления и связанных с ним изменений в биохимических свойствах ткани неинвазивно и неразрушающе. Этот способ может быть потенциально полезным при ортопедических исследованиях, таких как раннее обнаружение и мониторинг заболеваний костно-суставной системы.