UEF väitös 20.9.: Reisiluun kestävyyden kolmiulotteinen laskentamenetelmä tarjoaa tulevaisuudessa tietoa osteoporoosin seulontaan

Väitös lääketieteellisen fysiikan alalta

Väittelijä: FM Sami Väänänen

Aika ja paikka: 20.9.2014, klo 14.00, Snellmania-rakennus, SN201 (entinen L22), Kuopion kampus

Filosofian maisteri Sami Väänänen on väitöskirjatyössään kehittänyt uusia laskennallisia menetelmiä, joilla voidaan tulevaisuudessa parantaa käytössä olevien osteoporoosin diagnosointimenetelmien tarkkuutta. Osteoporoosi määritetään nykyisin reisiluun röntgenläpivalaisulla, jolla mitataan luun tiheys. Väitöskirjatyön tuloksena syntyi automaattinen menetelmä, joka muuntaa tämän kaksiulotteisen luun mineraalitiheyskuvan kolmiulotteiseksi ja laskee sen perusteella reisiluun jäykkyyden ja muodonmuutokset esimerkiksi askeleen aikana. Näin saadaan ennustettua reisiluun jäykkyys noin 18 prosenttia tarkemmin kuin nykyisin käytettävällä pelkkään luun tiheystietoon perustuvalla menetelmällä ja tulevaisuudessa kohdennettua osteoporoosin hoitoja kaikkein murtuma-alteimmille potilaille.

Osteoporoosi on yleisin luun kestävyyttä heikentävä sairaus. Arvion mukaan maailmanlaajuisesti osteoporoosista kärsii noin 200 miljoonaa naista ja Suomessa osteoporoosista johtuvia murtumia arvioidaan tapahtuvan noin 30 000–40 000 vuodessa. Kun kohonnut murtumariski on havaittu, murtumia voidaan ehkäistä varmistamalla riittävä kalsiumin ja D-vitamiinin saanti, ehkäisemällä kaatumisia sekä vaikuttamalla luun aineenvaihduntaan lääkehoidoin.

Osteoporoosin diagnosointi perustuu nykyisin reisiluun kaulan mineraalitiheyden mittaamiseen kaksienergisen röntgenabsorptiokuvauksen avulla. Kuvaus on hyvä luun mineraalitiheyden mittari, mutta vain keskinkertainen murtuman ennustaja. Se määrittelee osteoporoottisiksi vain kolmanneksen potilaista, joille on tullut lonkkamurtuma seisomakorkeudelta tai matalammalta kaatuessa. Tätä vastoin tietokonetomografiakuvan perusteella suoritetun reisiluun lujuuslaskennan on osoitettu tarkentavan murtuman ennustusta yli 20 %. Tietokonetomografiakuvantaminen on kuitenkin seulontatutkimuksiin kallis ja altistaa potilaat liian suurelle säteilyannokselle.

Väitöskirjatyössä kehitettiin automaattinen tilastolliseen kuva-analyysiin perustuva menetelmä, joka laskee reisiluun kolmiulotteisen muodon ja rakenteen potilaasta otetun kaksiulotteisen mineraalitiheyskuvan sekä suuresta potilasmäärästä kerätyn opetusaineiston avulla. Menetelmään sisältyy myös reisiluun lujuuslaskenta, joka laskee arvioidun kolmiulotteisen muodon perusteella reisiluun jäykkyyden ja kestävyyden. Menetelmä ennustaa reisiluun jäykkyyden noin 18 % tarkemmin kuin luun mineraalitiheyteen perustuva arvio. Tämän vuoksi kehitetty uusi menetelmä voi tulevaisuudessa auttaa kohdentamaan osteoporoosin hoitoja kaikkein murtuma-alteimmille potilaille.

Tutkimuksessa luotiin myös menetelmä reisiluun kolmiulotteisen asennon määrittämiseksi kaksiulotteisessa röntgenkuvassa. Lisäksi kerättiin kokeellista aineistoa reisiluun kestävyydestä ja kuormituksen aikaisista muodonmuutoksista säievahvistetusta epoksimuovista valmistettujen komposiittireisiluiden avulla. Myös nämä menetelmät voivat tulevaisuudessa tehostaa luun murtumariskin kartoittamista.

Filosofian maisteri Sami Väänäsen Functional imaging of proximal femur by combining dual energy X-ray imaging and finite element simulations (Reisiluun funktionaalinen kuvantaminen yhdistämällä kaksienerginen röntgen absorptiokuvaus ja laskennallinen simulointi) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Philippe Zysset Bernin yliopistosta Sveitsistä ja kustoksena apulaisprofessori Hanna Isaksson Lundin yliopistosta Ruotsista.

Sami Väänänen on syntynyt Maaningalla vuonna 1984 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Kuopion lyseon lukiosta vuonna 2003. Hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Kuopion yliopistossa vuonna 2009.

Väittelijän painokelpoinen kuva löytyy osoitteesta: http://www.uef.fi/vaitoskuvat

Lisätietoja: Sami Väänänen, p. 040 7633 905, sami.vaananen (at) uef.fi

Puhelinnumeroa ei saa julkaista.

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa