Oulun yliopisto

Väitös: Uusi menetelmä ennustamaan polven nivelrikon kehittymistä

Jaa

Oulun yliopistossa tehdyssä väitöstutkimuksessa kehitettiin tietokonemalli, jonka avulla voidaan paikallistaa nivelrikolle riskialttiit kohdat polven nivelpinnalta. Uusi menetelmä voi johtaa kliinisiin sovelluksiin ja aiempaa yksilöllisempään hoidon suunnitteluun.

Nivelrikko on suomalaisten yleisin nivelsairaus, jonka tunnusomaisin piirre on nivelrustokudoksen rappeutuminen ja kuluminen. Nivelruston tehtävänä on tasata niveliin kohdistuvaa kuormaa nivelten kuormituksen aikana. Rustokudoksen mekaanisten ominaisuuksien määrittäminen on tärkeässä roolissa, kun halutaan arvioida tarkemmin polvinivelen toimintakykyä sekä rustokudoksen rappeutumista.

Magneettikuvantamisen pohjalta tehtävä polvinivelen biomekaaninen tietokonemallinnus mahdollistaa rustokudoksen jännitys- ja puristusjakauman arvioinnin simuloidun kuormituksen aikana, mikä edelleen voi antaa vastauksia siihen, kehittyykö niveleen tulevaisuudessa nivelrikko, tai miten tietyn nivelrikkopotilaan sairaus etenee.

Tutkimuksessa kehitettiin kolmiulotteisia polvinivelen biomekaanisia tietokonemalleja, joiden perusteella simuloitiin normaalia kävelyä. Polvinivelen kolmiulotteinen geometria luotiin terveiden koehenkilöiden sekä nivelrikkopotilaiden magneettikuvista. Malleilla selvitettiin aluksi, miten monimutkaisena materiaalina nivelrusto tulee mallintaa, jotta mallin ennustama jännitys- ja puristusjakauma on silti realistinen. Tämän jälkeen tutkittiin, miten hyvin tietokonemallinnus ennustaa polvinivelrikon kehittymistä ja etenemistä sekä nivelruston rappeutumista ylipainoisilla potilailla.

Kehitetty menetelmä osoittautui erittäin luotettavaksi. Neljän vuoden seuranta-ajan jälkeen tietokonemallien ennustamat nivelruston jännityskeskittymien sekä ruston rappeutumisen sijainnit vastasivat erittäin hyvin nivelrustokudoksen todellisen kulumisen sijainteja magneettikuvasta arvioituna.

Tutkimuksessa havaittiin, että tietokonemallin ennustamat jännitys- ja puristusjakaumat nivelrustossa kävelyn aikana riippuvat merkittävästi nivelrustolle valitusta materiaalimallista ja sen parametreista. Tietokonemalleilla pystyttiin lisäksi simuloimaan painon pudotuksen vaikutusta polven nivelrikon kehittymisessä: nivelrustokudoksen jännitys- ja puristusjakaumat palautuivat normaalipainoisten koehenkilöiden tasolle.

Työssä kehitetyt tietokonemallit tarjoavat tutkijoille uuden työkalun paikallistaa sellaiset kohdat nivelpinnalta, joissa kuormituksen aiheuttama mekaaninen jännitys on suurta; nämä kohdat ovat kaikista riskialtteimpia nivelrikon kehittymiselle. Malleja voidaan kehittää edelleen kohti kliinistä sovellusta, jolloin niitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi simuloitaessa erilaisten hoitojen vaikutusta kuormitusjakaumiin ja rustokudoksen rappeutumiseen.

__

Master of Science Olesya Klets väittelee Oulun yliopistossa perjantaina 2.3.2018. Biomekaniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on: Subject-specific finite element modeling of the knee joint to study osteoarthritis development and progression (Polvinivelrikon etenemisen tutkiminen käyttäen potilaskohtaista nivelen kuormituksen tietokonemallia). Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori James (J.D.) Johnston (Saskatchewanin yliopisto, Kanada) ja kustoksena apulaisprofessori Simo Saarakkala. Väitöstilaisuus alkaa Oulun yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan luentosalissa F202 (Aapistie 5 B) klo 12.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Väittelijän yhteystiedot: olesya.klets(at)oulu.fi

Meri Rova
Viestintäasiantuntija
0294 485 478
meri.rova@oulu.fi

Kuvat

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000http://www.oulu.fi/yliopisto/

 

Oulun yliopisto
Viestintä, markkinointi ja yhteiskuntasuhteet
PL 8000
90014 Oulun yliopisto
viestintä (@) oulu.fi
0294 484 091

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Jättihanke kirkastaa 5G-verkon teollisia mahdollisuuksia25.4.2019 09:58:12 EESTTiedote

5G muuttaa yhteiskuntaa enemmän kuin edelliset kaksi verkkosukupolvea. GSM eli 2G oli mullistava henkilökohtaisen kommunikoinnin osalta. Se toi globaalin langattoman yhteyden, säätely vapautui ja syntyi paljon uusia operaattoreita. Lisäksi komponentit halpenivat niin, että tavallisilla ihmisillä oli varaa omaan kannettavaan puhelimeen. Sittemmin 3G esitteli mobiili-internetin ja 4G toi siihen tarvittavan tiedonsiirtonopeuden. Ihmisten henkilökohtaisiin kommunikaatiotarpeisiin liittyvien ongelmien ratkaiseminen on jo hyvin pitkällä.

Opettajapula näköpiirissä Kainuussa ja Ylä-Savossa – helpotusta muuntokoulutuksista ja opetusteknologiasta16.4.2019 06:15:00 EESTTiedote

Kelpoisen opetushenkilöstön saatavuus on heikentynyt Kainuussa ja Ylä-Savossa 2010-luvun loppupuolella, ja kielteinen kehitys tulee todennäköisesti jatkumaan. Opetusalan henkilöstöstä puolet eläköityy 2020-luvun aikana, eikä kelpoisia opetusalan työntekijöitä ole enää juurikaan työttöminä. Oppilasmäärien lasku ensi vuosikymmenellä aiheuttaa vain pienen opettajatarpeen vähenemisen.

Tutkimushanke selvittämään saamelaisten sopeutumista ilmastonmuutokseen11.4.2019 10:00:00 EESTTiedote

Oulun yliopiston Ympäristöterveyden ja keuhkosairauksien tutkimuskeskus (CERH) on käynnistänyt tutkimushankkeen SAAMI - saamelaisten sopeutuminen ilmastonmuutokseen. Hankkeen tavoitteena on etsiä keinoja siihen, miten saamelaiset voivat sopeutua ilmastonmuutokseen ja millaisia toimenpiteitä tämä edellyttää. Hankkeessa tuotetusta tiedosta hyötyvät päättäjät, tiedeyhteisö ja saamelaiset itse.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme