Uutiset

2013, 17.03.2013 | niveltieto

Väitös: Polvinivelvaurion ennustaminen laskennallisen mallin avulla

Filosofian maisteri Mika Mononen tutki väitöskirjatyössään tietokonemallinnuksen avulla polvinivelen vaurioiden mahdollisia riskialueita. Hän käytti apuna magneettikuvauksesta saatua tietoa polvinivelen anatomiasta ja nivelruston rakenteesta. Tietokonemallinnuksella tuotettu tieto polvinivelen rasitusjakaumasta on erittäin tärkeä. Sitä voidaan käyttää apuna suunniteltaessa mahdollisia polvinivelen kirurgisia korjaustoimenpiteitä.

Polven toimintaa on tavallisesti mallinnettu yksinkertaisilla materiaalimalleilla, jotka eivät ota huomioon nivelruston syvyydestä riippuvia ominaisuuksia, kuten muuttuvaa nestejakaumaa tai kollageenisäikeiden järjestäytymistä. Tämä on kuitenkin tärkeää, sillä juuri neste yhdessä kollageeniverkoston kanssa saa aikaan nivelrustolle ominaisen mekaanisen käyttäytymisen nivelkuormituksen aikana. Lisäksi nykyiset mallit ennustavat polvinivelen rasitusjakaumia vain yksinkertaisessa kuormitustilanteessa. Realistisen materiaalimallin lisäksi tarvitaan realistinen polvinivelen kuormitus, jotta mahdollisia polven nivelvaurioalueita pystytään ennustamaan luotettavasti. Tällainen kuormitus voidaan luoda mallintamalla normaalin kävelyn tai juoksun aikainen nivelkuormitus.

Väitöskirjatyössä magneettikuvaus tuotti tarkan tiedon potilaan reisi- ja sääriluun nivelruston ja nivelkierukan muodosta ja rakenteesta. Kuvauksen jälkeen luotiin tietokonemalli, jossa reisi- ja sääriluun nivelruston ja -kierukan materiaaliominaisuudet olivat erilaiset eri suunnissa. Lopuksi normaalin kävelyn aiheuttama liike kohdistettiin malliin ja liikkeen aiheuttamia polvinivelen rasitus- ja venymäjakaumia tarkasteltiin. Tämän lisäksi mallilla analysoitiin muutoksia, jotka aiheutuivat nivelkierukan erilaisista repeämisistä ja niiden kirurgisesta korjauksesta. Tällaisia olivat nivelkierukan osittainen tai koko poisto.

Tutkimuksessa havaittiin, että normaalin kävelyliikkeen kuormitus voi käynnistää nivelruston vaurioitumisen eli nivelrikon ensisijaisesti polven sisäsyrjällä. Mahdollinen nivelkierukkavaurio taas syntyy helpoiten polven ulkosyrjällä. Vaikka nivelkierukan repeämä vaikuttaa vain vähän polven sisäiseen rasitukseen, nivelkierukan kokonaan repeämisen riski kasvaa huomattavasti, mikä taas voi lisätä riskiä nivelruston vaurioille. Nivelkierukan osittainen tai koko poisto lisäsi merkitsevästi riskiä nivelrikon kehittymiselle.

Tutkimuksessa kehitettyä menetelmää voidaan tulevaisuudessa käyttää hyväksi suunniteltaessa polvivaurioiden korjaustoimenpiteitä. Mahdollisen hoitotoimenpide voidaan näin suunnitella parhaalla mahdollisella tavalla. Esimerkiksi potilaan nivelkierukkavamman korjausleikkausta ja sen vaikutusta nivelrustoon voidaan tarkastella etukäteen tietokoneella ennen korjausleikkausta. Näin vältetään tehottomat ja jopa väärät korjaustoimenpiteet. Jatkotutkimuksen tavoitteena on menetelmän soveltaminen potilastyössä.

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