Polven nivelpinnan nivelrikolle riskialttiit kohdat pystytään paljastamaan tietokonemallien avulla.

Oulun yliopistossa tehdyssä väitöstutkimuksessa kehitettiin menetelmä, jossa tehdään biomekaaninen tietokonemallinnus magneettikuvantamisen pohjalta. Tarkoituksena on paljastaa nivelpinnalta kohdat, joissa kuormituksen aiheuttama mekaaninen jännitys on suurta. Nämä kohdat ovat kaikkein riskialtteimpia nivelrikon kehittymiselle.

Nivelrikko on yleinen nivelsairaus, joka rappeuttaa ja kuluttaa niveliin kohdistuvaa kuormaa tasaavaa nivelrustoa. Rustokudoksen mekaanisten ominaisuuksien avulla voidaan arvioida polvinivelen toimintakykyä ja rustokudoksen rappeutumista. Uusi menetelmä auttaa juuri näiden mekaanisten ominaisuuksien tarkastelussa.

Biomekaaninen tietokonemallinnus mahdollistaa rustokudoksen jännitys- ja puristusjakauman arvioinnin simuloidun kuormituksen aikana. Näin pyritään saamaan vastauksia siihen, kehittyykö niveleen tulevaisuudessa nivelrikko tai miten nivelrikkopotilaan sairaus etenee.

Tutkimuksessa todettiin, että neljän vuoden seuranta-ajalla tietokonemallinnuksen ennustamien nivelruston jännityskeskittymien sekä ruston rappeutumisen sijainnit vastasivat erittäin hyvin nivelrustokudoksen todellisen kulumisen sijainteja.

Lisäksi tietokonemallinnuksella pystyttiin simuloimaan painon pudotuksen vaikutusta polven nivelrikon kehittymisessä. Nivelrustokudoksen jännitys- ja puristusjakaumat palautuivat normaalipainoisten koehenkilöiden tasolle.

Väitöstutkimuksessa kehitettyjä malleja voidaan kehittää edelleen kohti kliinistä sovellusta. Tällöin niitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi simuloitaessa erilaisten hoitojen vaikutusta kuormitusjakaumiin ja rustokudoksen rappeutumiseen.