Hasarlanmış eklem kıkırdağı kalınlığının optik bir yöntemle araştırılması
Coşar Karagöl1, Ahmet Turan Aydın1, Semih Gür1, Tuba Denkçeken2, Murat Canpolat2
1Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Ortopedi ve Travmatoloji Anabilim Dalı,Antalya, Türkiye
2Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalıı,Antalya, Türkiye
Keywords: Eklem/patoloji; kıkırdak kalınlığı; elastik ışık saçılma spektroskopisi; diz eklemi.
Abstract
Amaç: Bu çalışmanın amacı, hasarlanmış kıkırdak kalınlığını in-vivo ve gerçek zamanlı olarak ölçmek için, farklı kalınlıklarda hasarlanmış dana patellası kıkırdağı üzerinde, fiber optik prob ile ex-vivo elastik ışık saçılma spektroskopisi deneyleri kullanarak bir optik sistem geliştirmek idi. Gereç ve yöntemler: Elastik ışık saçılma spektroskopisi sistemi küçük bir UV-VIS spektrometre, halojen-tungsten ışık kaynağı, fiber optik prob ve bir diz üstü bilgisayardan oluşmaktadır. Elastik ışık saçılma spektrumları kalınlıkları kontrollü bir şekilde azaltılmış 40 adet dana dizi patellası kıkırdağı üzerinden alındı. Ölçümler dört gruba ayrılarak yapıldı; birinci grupta kıkırdak tam kalınlıkta olup; 2’inci, 3’üncü ve 4’üncü gruplardaki kıkırdak kalınlıkları sırası ile %25, %50 ve %100 inceltildi. Prob altı fiberden oluşmakta idi; bu fiberlerden biri ışığı kıkırdağa taşımak, diğer beşi ise kıkırdaktan difüzyona uğradıktan sonra geri yansıyan ışığı toplamak içindi. Optik fiberlerin çapları 400 µm, dedektör fiberlerin kaynak optik fibere olan uzaklıkları ise 0.8, 1.6, 2.4, 3.2, 4.0 mm idi.
Bulgular: Elde edilen sonuçlar, 500-600 nm arasındaki dalga boylarında hemoglobinin absorpsiyonu ile kıkırdak kalınlığı arasında bir ilişki olduğunu gösterdi. Kıkırdak kalınlığı ve hemoglobin absorpsiyonu arasındaki ilişkinin belirlenmesi için geri yansıyan ışığın spekrumu kullanılarak bir absorpsiyon endeksi tanımlandı. Endeks kıkırdak kalınlığı ile ters orantılıdır ve kıkırdak kalınlığını belirlemede kullanılabilir.
Sonuç: Bu çalışmada, tasarlanan optik fiber prob ile ölçülen elastik ışık saçılma spektrumunun tahmini kıkırdak kalınlığını ölçmede kullanılabileceği gösterildi. Subkondral kemikte bulunan hemoglobin miktarındaki farklılıkların yöntemin duyarlılığı üzerindeki etkisi tam bilinmemektedir. Bu çalışmanın güvenilirliği ex-vivo deneylerle test edilmelidir. Bu sistemin yeni bir ürün olarak in vivo kıkırdak kalınlığını invaziv olmayan yöntemle ölçebilme ve pratikte kullanılabilme potansiyeli vardır.