Laasanen Mikko 31.10.2003

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta

Fysiikka

Development and Validation of Mechano-Acoustic Techniques and Instrument for Evaluation of Articular Cartilage (Ultraäänimittauksen ja mekaanisen koestuksen käyttö nivelrikon diagnostiikassa: Mittauslaitteen sekä uusien tekniikoiden kehittäminen ja testaaminen)

Vastaväittäjä: Ph.D. Thomas M. Quinn, Lausannen teknillinen yliopisto, Sveitsi
Kustos: Dosentti Jukka Jurvelin, Kuopion yliopisto

Väitöskirjan tiivistelmä:

Lupaavia uusia menetelmiä nivelrikon diagnosointiin

Nivelrikko on yleisimpiä tuki- ja liikuntaelinsairauksia. Nivelrikossa luiden päitä suojaava nivelrustokudos vaurioituu asteittain. Tämän seurauksena nivel kipeytyy ja sen toimintakyky heikkenee. Taudin tarkkaa syntytapaa ei tiedetä, eikä siihen ole olemassa varsinaista parantavaa hoitoa. Pitkälle edenneen nivelrikon hoitomuotona on vain kipujen lievitys. Rustokudoksen tuhouduttua koko nivelpinnalta yleisenä hoitoratkaisuna on keinonivelen asennus. Nykyistä aikaisempi nivelrikon havaitseminen voisi kuitenkin mahdollistaa taudin etenemisen hidastamisen esimerkiksi liikuntatottumuksia muuttamalla.

Nivelrikon diagnoosi tehdään yleisesti röntgenkuvan, magneettikuvan tai niveltähystyksessä tehtävän arvioinnin perusteella. Nämä menetelmät eivät ole riittävän herkkiä alkuvaiheessa olevan nivelrustovaurion havaitsemiseksi, jonka lisäksi tuloksen oikeellisuus riippuu suuresti diagnoosin tekijän kokemuksesta. Nykyisten diagnostisten menetelmien heikkoudet rajoittavat myös uusien, lupaavien kirurgisten rustokorjausleikkauksien onnistumisen arvioimista.

Nivelruston tehtävänä on tasata niveltyviin luihin kohdistuvia kuormia ja kitkaa. Aikaisempien tutkimusten perusteella alkuvaiheessa oleva nivelrikko voidaan havaita tehokkaasti nivelruston mekaanisten ominaisuuksien heikkenemisenä, esimerkiksi puristusjäykkyyden pienenemisenä. Kudoksen kuormankantokyvyn palautuminen kertoo hyvin myös rustokorjausleikkauksen onnistumisesta.

Väitöskirjatyössä rakennettiin prototyyppi uudesta laitteesta, jossa yhdistyvät ultraäänimittaus ja mekaaninen koestus ruston ominaisuuksien määrittämiseksi. Aineistona käytettiin pääasiassa normaalia ja entsyymien avulla vaurioitettua naudan nivelrustoa. Mittauksessa rustokudokseen aiheutetaan puristuma pienen ultraääniluotaimen avulla ja kudoksen vastustavaa voimaa tarkkaillaan samanaikaisesti.

Teoreettisen analyysin perusteella ruston paksuus vaikuttaa mitattavan voiman arvoon. Koska rustokudoksen paksuus mitataan ultraäänen avulla, kudoksen jäykkyys voidaan määrittää tarkasti. Laitetta voitaisiin käyttää rutiininomaisen tähystysleikkauksen yhteydessä juuri niille henkilöille, joilla on riski rustokudosvaurion kehittymiselle. Laitteen avulla voidaan myös tutkia nivelrikon syntymistä entistä paremmin. Lisäksi väitöskirjatyössä tutkittiin kuvantavan ultraäänen soveltuvuutta kirurgisen rustokorjausleikkauksen onnistumisen seuraamiseksi. Väitöskirjatyössä esitetyt tekniikat vaativat vielä jatkokehitystä ennen niiden kliinistä käyttöä.


Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-781-257-4

Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi