Takaisin

Laskennallinen mallintaminen mahdollistaa nivelrustovaurioista aiheutuvan paikallisen mekaanisen rasituksen arvioimisen

Väitös lääketieteellisen fysiikan alalta
Väittelijä: FM Mikko Venäläinen
Aika ja paikka: 9.6.2017, 12.00, SN201, Snellmania, Kuopion kampus

Filosofian maisteri Mikko Venäläinen tutki väitöskirjatyössään nivelrustovaurioiden aiheuttamaa paikallista mekaanista rasitusta polvinivelestä luodun tietokonemallin avulla. Tämän lisäksi tutkimuksessa arvioitiin simulaatioiden avulla luun ominaisuuksien muutosten vaikutusta nivelruston kuormitukseen. Väitöskirjatyössä kehitetyt, jo kliinisessä käytössä oleviin kuvantamismenetelmiin pohjautuvat laskennalliset mallit voivat tulevaisuudessa auttaa polvinivelen kunnon ja toiminnan arvioimisessa.

Traumaperäinen rustovaurio on yleinen polven nivelruston vaiva, jota esiintyy erityisesti nuorilla sekä liikunnallisesti aktiivisilla henkilöillä. Rustovaurio on yksittäinen merkittävä nivelrikon kehittymisen riskitekijä, jonka eteneminen nivelrikkoon asti on kuitenkin hyvin yksilöllistä ja riippuu useista eri tekijöistä. Tämän vuoksi tarvitaan jatkuvasti uusia, entistä tarkempia menetelmiä nivelen toimintakyvyn ja sen mahdollisten kehityssuuntien arvioimiseksi.

Varjoainetehosteinen tietokonetomografia (TT) mahdollistaa jopa magneettikuvausta nopeamman ja tarkemman nivelruston ja nivelkierukoiden kuvantamisen. Tämän lisäksi TT-teknologia soveltuu erinomaisesti niveltyvien luiden ominaisuuksien määrittämiseen. Tutkimuksessa havaittiin TT-kuvien pohjalta luotujen laskennallisten polvinivelmallien avulla, että jo pienten rustovaurioiden ympäristössä voi tapahtua huomattavia muutoksia nivelruston biomekaanisessa vasteessa verrattuna terveen ruston vasteeseen. Näkyvimmät muutokset havaittiin vaurion läheisyydessä ruston leikkaus- ja puristusmuodonmuutosten kasvuna, jotka ylittivät kirjallisuudessa esitetyt raja-arvot ruston kannalta haitalliselle kuormittumiselle. Tämän lisäksi simulaatioiden avulla havaittiin, että paikalliset erot tai muutokset niveltyvien luiden rakenteessa ja ominaisuuksissa voivat vaikuttaa ruston kuormituksen jakautumiseen ja näin ollen myös mallin tarkkuuteen.

Väitöskirjatyössä kehitetyt menetelmät voivat tulevaisuudessa auttaa entistä paremmin kartoittamaan nivelen riskialueita, josta voi olla merkittävä apu nivelrikon riskin arvioimisessa jo ennen taudille tyypillisiä oireita ja kudosmuutoksia. Ennen kaikkea menetelmiä voitaisiin hyödyntää nivelrustovaurioiden vakavuuden arvioimisessa myös nivelen biomekaniikan kannalta, jota ei pelkän nivelestä otetun magneetti- tai TT-kuvan avulla voida vielä saavuttaa.

FM Mikko Venäläisen lääketieteellisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Computational Modeling of Knee Joint Function Based on CT Arthrography tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori David Lloyd, Griffith University, ja kustoksena professori Rami Korhonen, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11317?encoding=UTF-8