Tietokonemallin avulla voidaan paikallistaa yleisimmän nivelsairauden riskialttiit kohdat.
Polven nivelrikon kehittymistä pystytään ennustamaan uuden tietokonemallin avulla. Oulun yliopistolla tehdyssä väitöstutkimuksessa kehitetyn mallin avulla voidaan paikallistaa nivelrikolle riskialttiit kohdat potilaan polven nivelpinnalta.
Tietokonemalleja voidaan jatkossa kehittää kohti kliinistä sovellusta.
Nivelrikko on suomalaisten yleisin nivelsairaus, jonka tunnusomaisin piirre on nivelrustokudoksen rappeutuminen ja kuluminen. Ruston tehtävänä on tasata niveliin kohdistuvaa kuormaa niiden kuormituksen aikana.
– Nivelrikkojen esiintyvyys kasvaa merkittävästi iän myötä. Alle 45-vuotiailla ei juurikaan esiinnyt nivelrikkoa, mutta siitä eteenpäin määrä kasvaa. 70-vuotiaista jo 75 prosentilla esiintyy nivelrikkoa ja 80-vuotiailla jo lähes kaikilla, sanoo apulaisprofessori Simo Saarakkala Oulun yliopistolta.
Toistaiseksi ei tiedetä tarkkaan, mistä nivelrikko johtuu.
– Riskitekijöitä tiedetään paljon. Esimerkiksi ylipaino on erittäin keskeinen tekijä. Myös perinnölliset tekijät, raskas fyysinen työ ja rankka urheilu lisäävät riskiä, Saarakkala toteaa.
Oulun yliopistossa maaliskuun alussa väittelevän Olesya Kletsin tutkimuksessa kehitettiin kolmiulotteisia polvinivelen biomekaanisia tietokonemalleja, joiden perusteella simuloitiin normaalia kävelyä. Polvinivelen kolmiulotteinen geometria luotiin terveiden koehenkilöiden sekä nivelrikkopotilaiden magneettikuvista.
Kehitetty menetelmä osoittautui erittäin luotettavaksi neljän vuoden seuranta-aikana. Seurannan jälkeen tietokonemallien ennustamat nivelruston jännityskeskittymien sekä ruston rappeutumisen sijainnit vastasivat erittäin hyvin todellisen kulumisen sijainteja.
– Vastaavaa mallinnusta on kehitetty esimerkiksi Itä-Suomen yliopistossa. Se ryhmä oli yhteistyökumppanina myös tässä tutkimuksessa, Saarakkala sanoo.
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.