Arthroscopic near infrared spectroscopy enables simultaneous quantitative evaluation of articular cartilage and subchondral bone in vivo.
関節鏡下近赤外分光法による関節軟骨と軟骨下骨のin vivo同時定量評価 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 動物
- 出版年
- 2018
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/04
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
関節鏡による組織評価は主観的で再現性に乏しい。本研究では、近赤外分光法(NIRS)を用いて、シェトランドポニーの実験的軟骨修復術後における関節軟骨と軟骨下骨の進行性変性をin vivoで同時モニタリングできるかを初めて検証した。関節鏡下NIRSプローブで評価した結果、健常関節と比較して有意な変性変化が認められた。人工ニューラルネットワーク(ANN)により、in vitroスペクトルデータから軟骨の生体力学的特性、軟骨下骨板厚、骨密度、骨架構造などを推定できた(ρ=0.63-0.87)。独立したin vitro検証群でも信頼性の高い予測が可能だったが、関節鏡下スペクトルでは精度が低下した(ρ=0.27-0.74)。NIRSの適応により、病変の重症度と範囲の定量的評価が可能となり、PTOAの初期兆候の検出が向上する可能性が示唆された。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Arthroscopic assessment of articular tissues is highly subjective and poorly reproducible. To ensure optimal patient care, quantitative techniques (e.g., near infrared spectroscopy (NIRS)) could substantially enhance arthroscopic diagnosis of initial signs of post-traumatic osteoarthritis (PTOA). Here, we demonstrate, for the first time, the potential of arthroscopic NIRS to simultaneously monitor progressive degeneration of cartilage and subchondral bone in vivo in Shetland ponies undergoing different experimental cartilage repair procedures. Osteochondral tissues adjacent to the repair sites were evaluated using an arthroscopic NIRS probe and significant (p < 0.05) degenerative changes were observed in the tissue properties when compared with tissues from healthy joints. Artificial neural networks (ANN) enabled reliable (ρ = 0.63-0.87, NMRSE = 8.5-17.2%, RPIQ = 1.93-3.03) estimation of articular cartilage biomechanical properties, subchondral bone plate thickness and bone mineral density (BMD), and subchondral trabecular bone thickness, bone volume fraction (BV), BMD, and structure model index (SMI) from in vitro spectral data. The trained ANNs also reliably predicted the properties of an independent in vitro test group (ρ = 0.54-0.91, NMRSE = 5.9-17.6%, RPIQ = 1.68-3.36). However, predictions based on arthroscopic NIR spectra were less reliable (ρ = 0.27-0.74, NMRSE = 14.5-24.0%, RPIQ = 1.35-1.70), possibly due to errors introduced during arthroscopic spectral acquisition. Adaptation of NIRS could address the limitations of conventional arthroscopy through quantitative assessment of lesion severity and extent, thereby enhancing detection of initial signs of PTOA. This would be of high clinical significance, for example, when conducting orthopaedic repair surgeries.
MeSH
DOI 10.1038/s41598-018-31670-5
PMID 30194446
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