Takaisin

Nivelten tukikudosten tutkiminen on nopeaa, turvallista ja tarkkaa uuden mallinnusmenetelmän avulla

Väitös lääketieteellisen fysiikan alalta
Väittelijä: MSc (Tech.) Mithilesh Prakash
Aika ja paikka: 20.9.2019 klo 12, SN201, Snellmania, Kuopion kampus

Nivelrikko on kivulias ja yleinen nivelsairaus, jonka suorat ja epäsuorat kustannukset Suomessa ovat miljardin euron luokkaa. Nivelrikolla on suuri yhteiskunnallinen merkitys, sillä se laskee tuottavuutta sekä kasvattaa sairaanhoitokuluja. Nivelrikkoon ei ole vielä olemassa parannuskeinoa. Aiemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että taudin hitaan etenemisen takia varhaisessa vaiheessa havaittua nivelrikkoa voidaan hoitaa lääkkeillä tai leikkauksella.

Nivelten tukikudoksia (esim. nivelrustoa, nivelsiteitä ja nivelkierukkaa) tutkitaan ja korjataan usein tähystysleikkauksissa. Näissä leikkauksissa kirurgit käyttävät tähystyskameran videokuvaa ja metallista koukkua kudosten tunnusteluun ja arviointiin. Koska nykyinen menetelmä on varsin yksinkertainen, eri kirurgit saattavat päätyä erilaiseen diagnoosiin ja pienet merkit nivelrikosta saattavat jäädä täysin huomaamatta. Kirurgien kykyä diagnosoida nivelen vammoja voidaan parantaa huomattavasti uudenlaisilla "älykkäillä" niveltähystimillä.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että valon ja kudoksen välistä vuorovaikutusta mittaava lähi-infrapunaspektroskopia on nopea, tarkka ja turvallinen ratkaisu nivelten tukikudosten ominaisuuksien arviointiin. Tämä menetelmä pohjautuu valon ja kudoksen välisen vuorovaikutuksen tilastolliseen mallintamiseen, jonka pohjalta pystytään arvioimaan kudoksen eri ominaisuuksia ja terveyttä. Menetelmä kykenee havaitsemaan myös hyvin pieniä muutoksia, jotka ovat vielä näkymättömiä video-, magneetti- tai röntgenkuvissa.

Väitöskirjassaan DI Mithilesh Prakash tutki lähi-infrapunaspektroskopian ja tilastollisten mallien hyödyntämistä nivelruston terveyden ennustamisessa. Ensimmäisessä osatutkimuksessa nykyisiä ennustusmalleja paranneltiin ja niiden soveltuvuus nivelruston tutkimiseen selvitettiin. Seuraavaksi nivelruston ominaisuuksien ennustamista paranneltiin kehittämällä uudenlainen mallinnusmenetelmä, joka ratkaisi mittausten välisistä riippuvuussuhteista aiheutuvia ongelmia.  Viimeisessä osatyössä ortopedi hyödynsi uudella menetelmällä kehitettyä mallia ennustamaan ihmisen nivelruston ominaisuuksia. Väitöskirjatutkimuksessa kehitetty menetelmä tarjoaa nyt ortopedeille uudenlaisen työkalun, jolla nivelten tukikudoksia voidaan tutkia nopeasti, turvallisesti ja tarkasti.

Diplomi-insinööri Mithilesh Prakashin lääketieteellisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Optimization of multivariate regression techniques for near-infrared spectroscopic characterization of articular cartilage (Optimoituja monimuuttujaregressiomenetelmiä lähi-infrapunaspektroskopiaan pohjautuvaan nivelruston kunnon määritykseen) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Hugh J. Byrne, FOCAS Research Institute, Irlanti, ja kustoksena dosentti Isaac Afara, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/17691?encoding=UTF-8