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

Nopeat virtaaman muutokset vesivoimaloiden alapuolisissa jokiuomissa lisääntyneet – taustalla tuulivoiman kasvu18.12.2018 08:30Tiedote

Oulun yliopistossa on valmistunut ensimmäinen kattava ja laaja tutkimus vesivoimaloiden säännöstelyn aiheuttamista jokien lyhytaikaisista nopeista virtaaman muutoksista Pohjoismaissa, erityisesti Suomessa ja Norjassa. Tutkimuksessa tehty merkittävin havainto on, että vesivoimaloiden aiheuttamat nopeat virtaaman muutokset voimalapatojen alapuolisissa jokiuomissa ovat huomattavasti lisääntyneet viimeisten kymmenen ja erityisesti muutaman viime vuoden aikana.

Ikiroudan sulaminen uhkaa arktisia kaupunkeja ja teollisuutta12.12.2018 07:15Tiedote

Ilmaston lämmetessä jopa 70 prosenttia pohjoisten ikirouta-alueiden infrastruktuurista sijaitsee riskialueilla, selviää suomalaisten maantieteilijöiden johtamassa kansainvälisessä tutkimuksessa. Ikiroudan sulaminen ja siitä johtuva maaperän vettyminen ja painuminen voivat tutkijoiden mukaan uhata arktisten alueiden kestävää kehitystä ja luonnonvarojen hyödyntämistä tulevina vuosikymmeninä. Riskialueilla asuu kolme neljäsosaa pohjoisen pallonpuoliskon ikirouta-alueiden väestöstä, noin neljä miljoonaa ihmistä.

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