Uutiset

2019, 02.04.2019 | niveladmin

Tietokonemallinnuksella voidaan ennustaa polvinivelrikon kehittyminen

Tietokonemallinnuksen avulla voidaan ennustaa mekaanisen kuormituksen aiheuttama nivelrikon kehittyminen, ja arvioida painonpudotuksen vaikutusta nivelrikon etenemisen ehkäisemiseksi tai hidastamiseksi. FM Mimmi Liukkosen väitöstutkimuksessa kehitetyt tietokonemallinnusmenetelmät voivat tulevaisuudessa parantaa nivelrikon diagnostiikkaa ja hoitoa. Uudet menetelmät voivat tuoda lisäksi hoitavalle lääkärille työkaluja nivelrikon hoidon arviointiin potilaskohtaisesti.

Nivelrikko on nivelrustoa rappeuttava sairaus, jonka yksi tärkeimmistä riskitekijöistä on nivelen kokema ylikuorma. Noin viisi prosenttia maapallon väestöstä kärsii nivelrikosta, mikä aiheuttaa valtavan kuluerän potilaalle itselleen ja yhteiskunnalle. Maailmanlaajuisesti kolmasosa aikuisista on ylipainoisia, ja ylipainoisten määrän oletetaan kasvavan tulevaisuudessa. Koska ylipaino aiheuttaa kohonneita kuormituksia polviniveleen, nivelrikon esiintyvyyden on ennustettu lisääntyvän. Nivelrikkoa ei voida parantaa, joten potilaiden elämänlaatua pyritään ylläpitämään elintapojen muutoksilla, kipulääkkeillä ja kuntoutuksella. Lopulta ainut keino on tekonivelleikkaus, ja siksi olisikin erittäin tärkeää löytää keinot nivelrikon ennaltaehkäisyyn.

Väitöskirjatyössä kehitettiin tietokonemallinnuksessa tarvittavien nivelgeometrioiden luontiin uusi puoliautomaattinen segmentointimenetelmä, jolla polvinivelen rustot voidaan erotella magneettikuvista. Tämä uusi menetelmä nopeuttaa huomattavasti tietokonemallinnuksen ensimmäistä vaihetta eli potilaskohtaisten geometrioiden luontia. Potilaskohtaiset geometriat ovat edellytys sille, että mallinnuspohjaisia menetelmiä voidaan käyttää nivelrikon etenemisen ennustamisessa ja hoidon arvioinnissa.

Tutkimuksessa testattiin myös aiemmin kehitetyn ruston rappeuma-algoritmin kykyä erotella eri asteista nivelrikkoa sairastavat potilaat toisistaan. Algoritmin todettiin kykenevän erottelemaan terveenä pysyvät koehenkilöt ja ne henkilöt, joille nivelrikko kehittyy neljän vuoden seurannan aikana. Lisäksi algoritmi ennusti ruston rappeutuvan enemmän vakavaa kuin lievää nivelrikko sairastavilla, vaikka koehenkilöiden painoindeksissä ei ollut eroa.   

Ruston rappeuma-algoritmin ja potilaskohtaisen kävelyanalyysin avulla selvitettiin painonpudotuksen vaikutusta polvinivelruston rappeutumiseen. Painonpudotus hidastaa nivelrikon etenemistä. Toisaalta havaittiin, että painonpudotuksen aiheuttamat potilaan kävelytyylin muutokset voivat myös lisätä riskiä ylikuorman aiheuttaman nivelrikon etenemiseen.

Kehitetyt menetelmät saattavat tulevaisuudessa olla tärkeä osa nivelrikon diagnostiikkaa, etenemisen ennustamista ja hoidon suunnittelua.

FM Mimmi Liukkosen sovelletun fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Predicting knee osteoarthritis: Development and application of segmentation and finite element modelling methods tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 5.4.2019 klo 12, CA102, Canthia, Kuopion kampus. Vastaväittäjänä toimii professori Donald D. Anderson University of Iowa, USA, ja kustoksena professori Rami Korhonen Itä-Suomen yliopisto.

- Itä-Suomen yliopisto

© Copyright 2014 - Suomen Nivelyhdistys ry.
Kaikki oikeudet pidätetään.