Teknillisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa. Tilaisuutta voi seurata Kuopion kampuksella ja verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Nivelrikko on yksi yleisimmistä nivelsairauksista. Se aiheuttaa jäykkyyttä ja kipua nivelissä sekä heikentää liikkumiskykyä sadoilla miljoonilla ihmisillä ympäri maailmaa. Nivelrikon syntymekanismi ei ole täysin tiedossa, ja nykyiset diagnosointimenetelmät havaitsevat nivelrikon yleensä vasta myöhäisessä vaiheessa, jolloin parannuskeinot ovat rajalliset.
Tämä väitöskirja käsittelee varhaisen nivelrikon havaitsemista käyttäen kaksoisvarjoainetta ja uudenlaista, tietokonetomografiassa käytettävää fotonilaskentaan perustuvaa kuvailmaisintekniikkaa. Tämä uusi kuvailmaisintekniikka mahdollistaa paremman kuvalaadun ja entistä tarkemman varjoaineiden erottelun. Sen yhdistäminen kaksoisvarjoainemenetelmään, jolla voidaan havaita kudosrappeumamuutoksia nivelrustossa, mahdollistaa varhaisen nivelrikon havaitsemisen. Tämä voi puolestaan luoda edellytyksiä uusien hoitomuotojen kehittämiselle varhaisen nivelrikon etenemisen hidastamiseksi tai jopa sen estämiseksi kokonaan.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tutkimuksessa käytetty kaksoisvarjoainemenetelmä ja uusi kuvailmaisintekniikka mahdollistivat nivelruston rakenneosien pitoisuuksien määrittämisen syvyysriippuvaisesti, mikä puolestaan mahdollisti ruston kunnon arvioinnin sekä mahdollisten nivelrikkomuutosten havaitsemisen.
Tutkimuksessa käytettiin kahta eri kaksoisvarjoaineyhdistelmää, joista ensimmäistä on hyödynnetty aiemmin perinteisillä tietokonetomografialaitteilla, ja toinen oli täysin uusi yhdistelmä, jossa käytettiin nanopartikkelipohjaista varjoainetta tavanomaisen molekyylipohjaisen varjoaineen rinnalla. Nanopartikkelipohjainen kaksoisvarjoaine mahdollisti entistä laajemman ruston rakenneosien pitoisuuksien määrittämisen sekä mahdollisti varhaisessa vaiheessa olevan nivelrikon erottamisen terveistä nivelrustonäytteistä.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tutkimus edistää aiempaa varjoainetutkimusta ja luo pohjaa tulevaisuuden fotonilaskentaan perustuvalle tietokonetomografiatekniikalle. Tulokset mahdollistavat nivelrikkomuutosten havaitsemisen nivelrustosta ennen varsinaisen nivelrikon kehittymistä ja auttavat ymmärtämään näiden muutosten etenemistä. Tämä kuvausmenetelmä voi tulevaisuudessa mahdollistaa varhaisen nivelrikon diagnoosin ja siten tarjota parempia hoitomahdollisuuksia alkavaa nivelrikkoa sairastaville potilaille.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöskirjan keskeinen tutkimusmenetelmä oli varjoainetehosteinen tietokonetomografia käyttäen fotonilaskentaan perustuvaa kuvailmaisinta. Väitöstutkimus on toteutettu teknillisen fysiikan laitoksella Biofysiikan tutkimusryhmässä sekä yhteistyössä Bostonin, Oulun ja Utrechtin yliopistojen sekä Oulun ja Kuopion yliopistollisen sairaaloiden kanssa.
Ensimmäisessä ja toisessa osatutkimuksissa käytettiin aiemmin kehitettyä kaksoisvarjoaineyhdistelmää (positiivisesti varautunut jodipohjainen ja neutraalisti varautunut gadoliniumpohjainen molekyylivarjoaine), jota sovellettiin vainajilta kerättyihin rustoluunäytteisiin sekä naudan sääriluun rustopintaan.
Kolmannessa osatutkimuksessa käytettiin hevosista kerättyjä rustoluunäytteitä, ja kaksoisvarjoaineyhdistelmää parannettiin käyttämällä positiivisesti varautunutta tantaalipohjaista nanopartikkelia yhdessä neutraalisti varautuneen jodipohjaisen molekyylivarjoaineen kanssa.
FM Petri Paakkarin teknillisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Contrast-enhanced photon-counting computed tomography technique for quantifying articular cartilage composition (Varjoainetehosteinen fotonilaskentaan perustuva tietokonetomografiatekniikka nivelruston koostumuksen kvantifiointiin) tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Kuopion kampuksella. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Kishore Rajendran, Mayo Clinic College of Medicine and Science, Yhdysvallat, ja kustoksena dosentti Juuso Honkanen, Kuopion yliopistollinen sairaala. Tilaisuuden kieli on englanti.
Lisätietoja:
Petri Paakkari, [email protected]
