Гистологическая валидация показателей dGEMRIC как количественного биомаркера повреждения хряща тазобедренного сустава

Для пациентов с прогрессирующей дегенерацией тазобедренного сустава, видимой на рентгенограммах таза, суставосохраняющая операция часто не является вариантом, поэтому замена сустава является основным методом лечения. Однако для пациентов с умеренными признаками дегенерации выбор между суставосохраняющей операцией и заменой может оказаться сложным. Это решение часто зависит от методов визуализации, таких как предоперационная прямая МР-артрография.

Недавние разработки в области медицинской визуализации привели к созданию новых биохимических последовательностей МРТ, таких как dGEMRIC. Эти последовательности ценны для оценки состояния хряща до того, как произойдут значительные морфологические изменения. Измеряя содержание гликозаминогликанов (ГАГ) в хряще, dGEMRIC дает раннее представление о деградации хряща. Включение этих последовательностей в стандартные протоколы МРТ позволяет генерировать индексы dGEMRIC и создавать 3D-модели тазобедренного хряща, улучшая общую оценку тазобедренного сустава.

Целью этого исследования является проверка значений dGEMRIC на основе 3D-модели путем сравнения их с гистологическими оценками дегенерации хряща. Гипотеза состоит в том, что индексы dGEMRIC модели 3D МРТ будут коррелировать с гистологической оценкой качества хряща в образцах бедренного хряща, полученных во время операции по замене тазобедренного сустава.

Целью данного исследования является участие 25 пациентов, которым запланировано тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава. Каждый участник пройдет предоперационную бипланарную рентгенограмму бедра и прямую МР-артрографию при 3 Тесла, включая последовательность dGEMRIC, в соответствии со стандартным протоколом больницы.

Критерии исключения включают пациентов в возрасте до 18 лет, тех, кто ранее перенес операцию на тазобедренном суставе, а также пациентов с определенными заболеваниями тазобедренного сустава или плохим качеством МР-изображений.

Операции будет проводить опытный хирург-ортопед тазобедренного сустава. Процедура будет включать остеотомию шейки бедра с последующим удалением фрагмента головки-шеи и имплантацией протеза бедра. Остеохондральные образцы будут взяты из четырех областей головки бедренной кости. Они будут проанализированы с использованием толуидинового синего и окрашивания сафранином-O для оценки повреждения хряща. Опытный гистопатолог оценит эти образцы с помощью программного обеспечения ImageJ.

Исследователи будут использовать алгоритм искусственного интеллекта для 3D-сегментации и визуализации, а также для расчета морфологических и биохимических параметров. Будет проведен анализ рабочих характеристик приемника, чтобы определить порог dGEMRIC для выявления гистологического повреждения хряща.