Lääketieteellisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa Kuopiossa ja verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Väitöskirjassa kehitettiin uusi kolmoisvarjoaine pienten rustovaurioiden ja alkavan kudosrappeuman havaitsemiseksi tietokonetomografiakuvantamisella. Tällainen rustovaurio voi esimerkiksi esiintyä polvinivelessä vamman jälkeen ja voi myöhemmin johtaa posttraumaattisen nivelrikon kehittymiseen.
Nivelrikko on hyvin yleinen sairaus, aiheuttaen kipua ja nivelen toimintakyvyn heikkenemistä. Mikäli vamman jälkeiset rustovauriot, sekä kudoksen alkava rappeuma havaittaisiin riittävän ajoissa, voitaisiin posttraumaattisen nivelrikon kehittymistä hidastaa tai jopa estää. Nykyisin käytössä olevilla kuvantamismenetelmillä varhaisen rustovaurion diagnostiikka on kuitenkin hyvin haastavaa tai lähes mahdotonta.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Kolmoisvarjoainetehosteinen tietokonetomografia mahdollistaa ruston kunnon arvioinnin sekä samanaikaisen rustopinnan vaurioitumisen havaitsemisen rustoluunäytteessä vain yhdellä kuvauksella. Nykyisin polvinivelen varjoainetehosteinen tietokonetomografia vaatii kaksi erillistä kuvausta.
Ensimmäisellä kuvauksella heti varjoaineinjektion jälkeen saadaan eroteltua rustopinta ja sen vauriot nivelnesteestä. Toisella myöhäisellä kuvantamisella (n. 1 h varjoaineen antamisen jälkeen) saadaan arvioitua ruston kunto, sillä varjoaine imeytyy rustoon rappeuma-asteen mukaisesti. Varjoaineen imeytyminen sumentaa nivelnesteen ja ruston rajapinnan ja tästä johtuen pinnan vaurioiden erottaminen on lähes mahdotonta myöhempinä ajanhetkinä.
Uuden kolmoisvarjoaineen komponenteista vain osa imeytyy rustoon ja osa jää ruston pinnalle mahdollistaen rustopinnan kunnon arvioimisen kaikkina ajanhetkinä. Tällä menetelmällä ensimmäinen kuvaus voidaan jättää pois ja näin helpottaa tutkimuksen suorittamista, sekä pienentää sädeannosta.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöstutkimus on tehty sovelletun fysiikan laitoksen biofysiikan tutkimusryhmässä (Biophysics of Bone and Cartilage, BBC). Kolmoisvarjoaine on kehitetty tutkimalla ensin sen komponenttien imeytymistä rustoon kahden varjoaineen yhdistelminä erilaisilla tomografialaitteistoilla. Kolmoisvarjoaine koostuu jodipohjaisesta positiivisesta varjoaineesta, gadoliniumpohjaisesta neutraalista varjoaineesta sekä vismuttipohjaisesta nanopartikkeliseoksesta. Jodi- ja gadoliniumpohjaiset varjoaineet imeytyvät rustoon sen rappeuman asteen mukaisesti. Nanopartikkelit, jotka ovat suurempia kuin ruston huokoskoko, puolestaan eivät imeydy rustoon ja siten mahdollistavat pinnan havainnoinnin myös muiden varjoaineiden imeytyessä.
Tutkimusaineistoina käytettiin vainajien ja naudan polvista kerättyjä rustoluunäytteitä, sekä ponien ranneniveliä. Kuvantamiseen käytettiin tutkimusryhmämme kehittämää kvantitatiivista kaksoisenergia tietokonetomografiamenetelmää, joka perustuu kaksoisvarjoaineen imeytymiseen, sekä sen kuvantamiseen rustossa kahdella eri energialla.
FM Miitu Honkasen lääketieteellisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Dual Energy Triple Contrast Computed Tomography of Articular Cartilage (Nivelruston kolmoiskontrastitehosteinen kaksoisenergia tietokonetomografia) tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 9.9.2022 klo 12 Kuopion kampuksella ja verkossa. Vastaväittäjänä toimii ylifyysikko, dosentti Mika Kortesniemi, HUS Kuvantaminen, Helsingin yliopisto ja Helsingin yliopistollinen sairaala, ja kustoksena professori Juha Töyräs, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on suomi.
Lisätietoja:
Miitu Honkanen, miitu.honkanen@uef.fi
