Проспективное исследование возможности применения спектроскопии диффузного отражения для диагностики патологии крестообразных связок коленного сустава

   Обоснование. Коленный сустав является самым крупным и сложным по строению и биомеханике суставом, в связи с этим наиболее уязвимым звеном опорно-двигательной системы. На долю травм коленного сустава приходится около 50 % всех травм суставов в теле человека. Наиболее часто встречаются повреждения капсульно-связочного аппарата коленного сустава, что определяет актуальность данной проблемы. Своевременное распознавание наличия и степени тяжести патологии крестообразных связок важно в определении выбора лечебной тактики, включая их хирургическую реконструкцию.

   Цель исследования. Определение возможности диагностического применения метода спектроскопии диффузного отражения для выявления несостоятельности крестообразных связок коленного сустава.

   Материалы и методы. Объектом исследования являлись экспланты крестообразных связок коленного сустава, полученные у пациентов, которым выполнялось плановое первичное тотальное эндопротезирование коленного сустава. Забор осуществляли вместе с костными блоками в местах прикреплений крестообразных связок. В предоперационном периоде всем пациентам выполняли магнитно-резонансную томографию с оценкой состояния крестообразных связок по шкале ACLOAS. Состоятельность связок оценивали до забора, используя классификацию AAOS. Впоследствии экспланты подвергали исследованию с помощью метода спектроскопии диффузного отражения в ближнем (800–1050 нм) и среднем (1050–1800 нм) инфракрасных диапазонах.

   Результаты. В ближнем инфракрасном диапазоне при длине волны 910 нм обнаружены статистически значимые различия (p < 0,05) между полученными показателями по всем трем степеням тяжести поражений связок в соответствии с классификацией AAOS. В среднем инфракрасном диапазоне в диапазоне 1200–1050 нм зафиксирована статистически высокозначимая разница между средними показателями I и II степени поражений связки по AAOS (p < 0,0001).

   Заключение. Анализ данных показал, что спектроскопия диффузного отражения света является перспективным диагностическим инструментом для дифференцировки стадий патологии крестообразных связок коленного сустава.

1. Beaulieu M. L., Ashton-Miller J. A., & Wojtys E. M. Loading mechanisms of the anterior cruciate ligament. Sports Biomechanics, 2023:22(1):1–29. doi: 10.1080/14763141.2021.1916578

2. Owesen C., Sandven-Thrane S., Lind M. et al. Epidemiology of surgically treated posterior cruciate ligament injuries in Scandinavia. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017:25:2384–2391. doi: 10.1007/s00167-015-3786-2

3. Pitsillides A., Stasinopoulos D., & Giannakou K. Healing potential of the anterior cruciate ligament in terms of fiber continuity after a complete rupture : a systematic review. Journal of Bodywork and Movement Therapies, 2021:28:246-254. doi: 10.1016/j.jbmt.2021.06.003

4. Della Villa F, Buckthorpe M, Grassi A, et al. Systematic video analysis of ACL injuries in professional male football (soccer): injury mechanisms, situational patterns and biomechanics study on 134 consecutive cases. British Journal of Sports Medicine. 2020:54:1423-1432. doi: 10.1136/bjsports-2019-101247

5. Al Mohammad B., & Gharaibeh M. A. Magnetic Resonance Imaging of Anterior Cruciate Ligament Injury. Orthopedic Research and Reviews, 2024:16:233–242. doi: 10.2147/ORR.S450336

6. Han Y., Ling S., Qi Z., Shao Z., & Chen X. Application of far-infrared spectroscopy to the structural identification of protein materials. Physical Chemistry Chemical Physics, 2018:20(17):11643-11648. doi: 10.1039/C8CP00802G

7. Qi Y., Chen E. X., Hu D., Yang Y., Wu Z., Zheng M., Sadi M. A., Jiang Y., Zhang K., Chen Z., & Chen Y. P. Applications of Raman spectroscopy in clinical medicine. Food Frontiers. 2024:5:392–419. doi: 10.1002/fft2.335

8. Bydlon T.M., Nachabé R., Ramanujam N., Sterenborg H.J.C.M. and Hendriks B.H.W. Chromophore based analyses of steady-state diffuse reflectance spectroscopy: current status and perspectives for clinical adoption. J. Biophoton. 2015:8:9-24. doi: 10.1002/jbio.201300198

9. N. R. Rovnyagina, G. S. Budylin, P. V. Dyakonov, Y. M. Efremov, M. M. Lipina, Y. R. Goncharuk, E. E. Murdalov, D. A. Pogosyan, D. A. Davydov, A. A. Korneev, N. B. Serejnikova, K. A. Mikaelyan, S. A. Evlashin, V. A. Lazarev, A. V. Lychagin, P. S. Timashev, E. A. Shirshin. J. Biophotonics. 2023:16(3):e202200149. doi: 10.1002/jbio.202200149

10. de Boer L.L., Bydlon T.M., van Duijnhoven F. et al. Towards the use of diffuse reflectance spectroscopy for real-time in vivo detection of breast cancer during surgery. J Transl Med. 2018:16:367. doi: 10.1186/s12967-018-1747-5