Takaisin

Ultraäänen takaisinsironta kertoo nivelruston rakenteesta

Väitös sovelletun fysiikan alalta
Väittelijä: FM Satu Inkinen
Aika ja paikka: 21.4.2017, 12.00, MS301, Medistudia, Kuopion kampus

Filosofian maisteri Satu Inkinen tutki väitöskirjatyössään nivelruston rakenteen vaikutusta ultraäänen takaisinsirontaan. Väitöskirjatyössä selvitettiin, voidaanko ultraäänen takaisinsirontaa analysoimalla arvioida ruston rakennetta kuten rustosolujen määrää ja kollageeniverkoston rakennetta. Kokeellisissa mittauksissa havaittiin, että rustosolut ja kollageeni sirottavat ultraääntä.

Kokeellisten mittausten lisäksi työssä simuloitiin ultraääniaallon etenemistä nivelrustossa differenssimenetelmällä. Simulaatioiden avulla tarkasteltiin miten rustosolujen määrä, koko ja jakauma sekä kollageeniverkoston rakenne vaikuttavat ultraäänen etenemiseen ja sirontaan. Simulaatioissa havaittiin, että kollageenisäikeen orientaatiolla on merkittävä vaikutus ultraäänen takaisinsironnan voimakkuuteen ja että rustosolujen paikkajakauma erityisesti pintarustossa aiheuttaa koherenttia takaisinsirontaa.

Tutkimustyön tuloksia voidaan hyödyntää nivelrustovammojen vakavuuden arvioinnissa niveltähystyksen yhteydessä. Perinteinen niveltähystys mahdollistaa vain nivelruston pinnan visuaalisen arvioinnin, jolloin ruston sisärakenteiden vaurioita voi olla vaikeaa havaita. Ultraäänikuvantamisen soveltaminen niveltähystyksessä mahdollistaa nivelruston sisärakenteiden kuvantamisen ja ultraäänen takaisinsirontaa analysoimalla voidaan saada lisäksi tietoa nivelruston koostumuksesta. 

Väitöskirjatyö on osa laajempaa tutkimusta, jossa pyritään kehittämään kliiniseen käyttöön soveltuvia kuvantamismenetelmiä nivelruston rappeuman sekä nivelvammojen vakavuuden arviointiin. Tutkimusryhmän työ tähtää uudenlaisen niveltähystimen kehittämiseen.  Se sisältää ultraäänen lisäksi useita muita mittausmenetelmiä. Tällainen niveltähystin voisi tarjota arvokasta lisätietoa nivelen terveydestä ja nivelruston sisärakenteesta hoitopäätöksen tueksi.

FM Satu Inkisen sovelletun fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Ultrasound Backscattering in Articular Cartilage ­­– Experimental and Finite Difference Time Domain Simulation Studies of Ultrasound Backscatter Arising from Chondrocytes and Collagen tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Jonathan Kaufman, Mount Sinai School of Medicine ja kustoksena professori Juha Töyräs Itä-Suomen yliopistosta.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa  https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11175?encoding=UTF-8