Takaisin

Valtimoiden terveyden analysoimiseen kehitetty uusi, ultraäänikuvantamiseen perustuva mittari

Väitös sovelletun fysiikan alalta
Väittelijä: FM Heikki Yli-Ollila
Aika ja paikka: 18.8.2017, 12.00, Auditorio 2, Kuopion yliopistollinen sairaala, Kuopio

Kaulavaltimon seinämän pitkittäisliike on uusi ja itsenäinen valtimoterveyden mittari. Filosofian maisteri Heikki Yli-Ollilan väitöskirjatutkimus esittää uudet menetelmät, joilla kaulavaltimon seinämän pitkittäisliikettä voidaan kajoamattomasti mitata ultraäänellä ja jolla pitkittäisliikkeen aaltomuotoa voidaan analysoida. Lisäksi väitöskirjassa on kehitetty uudet valtimoiden jäykkyyttä ja terveyttä kuvastavat mittarit, jotka ovat määritetty kaulavaltimon seinämän pitkittäisliikkeistä. Tulosten mukaan valtimoseinämän pitkittäisliikkeen aaltomuotoa kuvaavat mittarit ovat hyvä lisä vanhoihin valtimojäykkyysmittareihin, kun tarkastellaan verisuoniston terveyttä. Pitkittäisliikkeen aaltomuodon analysoimiseen perustuvat mittarit olivat hyvin toistettavia ja niillä saavutettiin suurempi korrelaatio valtimojäykkyyden kanssa, kuin kirjallisuudessa aiemmin julkaistuilla pitkittäisliikkeen amplitudimittareilla.

Väitöskirjatyötä varten kerättiin kaksi erillistä, terveistä koehenkilöistä koostunutta tutkimuspopulaatiota, joiden kummankin koko oli 19 henkilöä. Väitöskirjatyössä kehitettiin kaksiulotteiseen ristikorrelaatioon ja kontrastioptimointiin perustuva liikkeenseurantamenetelmä, jota käytettiin koehenkilöiden kaulavaltimoiden seinämien pitkittäis- ja poikittaisliikkeiden mittaamiseen ultraäänivideoista. Mitattujen liikkeiden aaltomuodot analysoitiin muun muassa käyttämällä pääkomponettihajotelmaa sekä siirtofunktioanalyysia. Väitöskirjan pääpaino oli kaulavaltimon seinämän pitkittäisliikkeen monimuotoisuuden analysoinnissa. Verrokkimittauksina valtimoterveydelle käytettiin applanaatiotonometriamittausta sekä tunnettuja valtimon halkaisijan muutokseen perustuvia jäykkyysmittareita.

Väitöskirjatutkimuksessa havaittiin, että pitkittäisliikkeen aaltomuotoja on karkeasti jaoteltuna olemassa kolmea erilaista: eteenpäin suuntautuvia, taaksepäin suuntautuvia sekä edestakaisin kulkevia aaltomuotoja. Tulokset osoittavat myös, että kaulavaltimon seinämän sisimmän kerroksen pitkittäisliike edeltää uloimman kerroksen pitkittäisliikettä keskimäärin noin 19 millisekuntia ja pitkittäisliikkeen amplitudi (mitattuna yhden hertsin kaistalta siirtofunktiosta) on 17 prosenttia matalampi uloimmassa valtimoseinämän kerroksessa, verrattuna sisimpään kerrokseen. Lisäksi verenpaineella havaittiin olevan vahva yhteys kaulavaltimon pitkittäisliikkeen kanssa.

Pitkittäisliikeanalyysissa vahvin korrelaatio verrokkimittauksiin löydettiin jäykkyysmittareista, jotka kuvasivat pitkittäisliikkeen aaltomuodon monimutkaisuutta; RAlength (pitkittäis- ja poikittaisliikekäyrien muodostaman hystereesikäyrän pituus) ja pääkomponenttihajotelmasta saatu pitkittäisliikkeen toinen pääkomponentti korreloivat voimakkaimmin olemassa olevien valtimoterveysmittareiden kanssa. Näiden lisäksi myös pitkittäisliikkeen huippunopeudella ja huippukiihtyvyydellä havaittiin olevaan yhteys valtimojäykkyyteen. Väitöskirjatutkimuksessa käytetyissä pienissä ja terveissä tutkimuspopulaatioissa pitkistäisliikkeen amplitudilla ei havaittu olevan merkittävää yhteyttä valtimojäykkyyteen.

Yli-Ollila keskittyi tutkimuksessaan uusien valtimoterveyttä mittaavien menetelmien kehittämiseen ja validoimiseen pienillä koehenkilöaineistoilla. Käytetyistä koehenkilöaineistoista johtuen tuloksista ei voi tehdä pitkälle vedettyjä kliinisiä johtopäätöksiä. Alustavat tulokset kuitenkin viittaisivat siihen, että valtimon jäykistyminen vaikuttaa ensin pitkittäisliikkeen aaltomuodon hienorakenteeseen ja vasta sitten pitkittäisliikkeen kokonaisamplitudiin. Tarvitaan vielä isommalla, tarkkaan valikoidulla potilasjoukolla tehty analyysi, jotta väitöskirjan kliiniset löydökset voitaisiin varmistaa.

Filosofian maisteri Heikki Yli-Ollilan sovelletun fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Methods to Analyze Longitudinal Motion of the Carotid Wall (Menetelmät kaulavaltimon pitkittäisliikkeen analysointiin) tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Jari Hyttinen Tampereen teknillisestä yliopistosta, ja kustoksena dosentti Tiina Laitinen Itä-Suomen yliopistosta ja KYSistä.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11788?encoding=UTF-8