Метод кросс-поляризационной оптической когерентной томографии для прижизненной оценки состояния коллагеновых волокон

• Автор: Киселева, Елена Борисовна
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Структурная и пространственная организация коллагеновых волокон в соединительных тканях в норме и при патологических процессах

1.1.1. Состояние коллагеновых волокон в соединительных тканях в норме

1.1.2. Состояние деградации коллагеновых волокон при патологических процессах

1.1.3. Состояние избыточного накопления коллагеновых волокон при патологических процессах

1.2. Двулучепреломление и деполяризация света коллагеновыми волокнами

1.3. Оптические методы оценки состояния коллагеновых волокон в тканях

1.3.1. Морфологическое исследование коллагеновых волокон с помощью поляризационной микроскопии

1.3.2. Генерация второй оптической гармоники как метод оценки коллагеновых волокон

1.3.3. Поляризационные варианты оптической когерентной томографии для оценки состояния коллагеновых волокон
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Кросс-поляризационный оптический когерентный томограф
2.3. Методики исследования
2.4. Количественная обработка изображений
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Зависимость ОКТ-сигнала в ортогональной поляризации от состояния коллагеновых волокон
3.1.1. Исследование структуры КП ОКТ изображений сухожилия и рубцовой ткани
3.1.2. Изучение ОКТ-сигнала на ортогональных изображениях
слизистых оболочек человека в норме
3.1.3. Изменение ОКТ-сигнала на ортогональных изображениях слизистой оболочки десны после лазерной коагуляции коллагеновых волокон
3.1.4. Изучение ОКТ-сигнала на ортогональных изображениях
слизистых оболочек щеки и мочевого пузыря при
патофизиологических процессах
3.2. Разработка способов количественной оценки КП ОКТ
изображений
3.3. Количественные критерии прижизненного разделения состояния коллагеновых волокон при различных патофизиологических процессах в слизистых оболочках методом КП ОКТ
3.3.1. Слизистая оболочка щеки: количественная оценка КП ОКТ изображений разработанными способами
3.3.2. Слизистая оболочка мочевого пузыря: количественная оценка
КП ОКТ изображений разработанными способами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Вопросам изучения структурной организации внеклеточного матрикса соединительной ткани и его перестройке при патологических процессах в последние годы уделяется пристальное внимание [19, 183]. Методами высокоразрешающей микроскопии доказано, что пространственная и структурная организация коллагеновых волокон, преобладающего компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани, неизбежно повреждается в ходе различных патологических процессов - воспаления, неоплазии, а также при воздействии ряда внешних факторов: ионизирующего излучения при лучевой терапии, интенсивного лазерного излучения при проведении операций и лазерной коррекции [29, 90]. Данные о характере и степени повреждений коллагеновой сети могут быть использованы в клинике для дифференциальной диагностики заболеваний, выявления ранних неопластических процессов, определения ответа соединительнотканной стромы на проводимое лечение, определения качества трансплантатов на основе коллагена [24, 43].
С этой точки зрения востребованными являются неинвазивные, высокоразрешающие и доступные методы изучения внутренней структуры тканей, в частности, оптическая когерентная томография (ОКТ), в настоящее время признанная мировым сообществом как инновационный метод прижизненной визуализации. Метод ОКТ обеспечивает формирование двух-и трехмерных изображений структуры тканей в режиме реального времени на глубинах до 1-2 мм с микронным разрешением (до единиц мкм). Технология основана на низкокогерентной интерферометрии в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн (700-1300 нм). Получаемые изображения определяются распределением поля обратно рассеянной зондирующей волны и характеризуют эффективность рассеяния на оптических неоднородностях биоткани, обусловленных составом и строением ее слоев и отдельных структур [112, 166].

фильтра, один из которых помещается перед источником освещения, а другой - перед регистрирующим устройством (фото- или видеокамерой) под углом 90° возможна улучшенная визуализация более глубоко расположенных слоев. Так, ортогональная ориентация поляроидов устраняет на изображении кожи особенности ее поверхности (чешуйчатость, морщинки, поры), позволяя лучше визуализировать области эритемы, пигментации, процессы фоторазрушения и раздражения кожи, воспаления [49, 59, 118, 129, 153, 218].
Таким образом, степень деполяризации поляризованного света является информативным параметром, характеризующим структуру соединительной ткани в целом, что дает возможность отслеживать процессы организации/дезорганизации коллагеновой матрицы.
1.3. Оптические методы оценки состояния коллагеновых волокон в тканях
Коллагеновое волокно имеет сложную иерархическую упаковку молекул коллагена, и для изучения каждого уровня его организации существуют свои методы. Характер упаковки молекул коллагена в фибриллы и фибрилл в волокна может быть выявлен методом электронной микроскопии; определение укладки фибрилл в волокна и волокон в пучки и/или ламеллы устанавливается методом многофотонной микроскопии в режиме генерации второй гармоники (ГВГ), световой или поляризационной микроскопии; методы поляризационно-чувствительной (ПЧ) и кросс-поляризационной оптической когерентной томографии (КП ОКТ) могут оценить оптическую анизотропию на уровне ткани [19].
Морфологические данные световой и сканирующей электронной микроскопии служат признанным стандартом для изучения общего содержания коллагеновых волокон в образце. Окраска гематоксилин -эозином позволяет оценивать общее строение соединительной ткани, при этом все волокна монохромны. Применение специфических окрасок (по Ван-Гизон или трихром по Масону) при световой микроскопии не контрастирует