Yli 400 000 ihmisen Suomessa on arvioitu sairastavan osteoporoosia. Heille tapahtuu vuosittain yhtensä yli 40 000 murtumaa. Osteoporoosi johtaa luun määrän vähenemiseen ja muutoksiin luun hienorakenteessa. Siten se heikentää luun mekaanisia ominaisuuksia ja lisää murtumien todennäköisyyttä.
Diplomi-insinööri Markus Malo on väitöstutkimuksessaan kehittänyt ultraäänimittaustekniikoita, joiden avulla mittaus on mahdollista tehdä suoraan tärkeimmiltä murtuma-alueilta, kuten reisiluun yläosasta. Ultraäänisirontaa mittaamalla saadaan tietoa luukudoksen ikääntyessä tapahtuvasta muutoksesta, mistä on apua osteoporoosin diagnosoinnissa.
Tyypillisesti osteoporoosi diagnosoidaan kaksi-energisen röntgenmittauksen (DXA) avulla. Koko väestön osteoporoosiseulontaa DXA-röntgenmenetelmällä ei kuitenkaan suositella kustannusten ja säteilyrasituksen takia, eikä DXA-mittalaitteita ole yleisesti käytössä perusterveydenhuollossa.
Ultraäänimittausten on osoitettu ennustavan murtumia yhtä hyvin kuin DXA-mittaus. Nykymenetelmillä ultraäänitutkimus tehdään tyypillisimmin kantapäästä, jolloin mittaus ennustaa reisiluun yläosan ominaisuuksia vain kohtuullisesti.
Mittauksen luotettavuus voi parantua huomattavasti, kun se kohdistetaan tutkittavaan kohtaan eli reisiluun yläpäähän. Luiden päällä oleva pehmytkudos aiheuttaa virhettä ultraäänimittauksiin. Tämän virheen poistamiseksi Itä-Suomen yliopistossa on aiemmin kehitetty kaksi-taajuinen ultraäänitekniikka (DFUS), joka perustuu ultraäänen vaimenemisen mittaamiseen kahdelta eri taajuuskaistalta.
Malon väitöskirjassa tutkittiin ultraäänimittauksin reisiluun yläosan ominaisuuksia, erityisesti luun huokoisuuden ja kudoksen mekaanisten ominaisuuksien muuttumista ihmisen ikääntyessä. Lisäksi selvitettiin ultraäänen takaisinsironnan ja luun mikrorakenteen välistä yhteyttä. Väitöskirjassa arvioitiin myös tietokoneanalyysein ja laboratoriomittauksin DFUS-pehmytkudoskorjauksen sovellettavuuteen liittyviä haasteita.
Ikääntyessä luukudoksen havaittiin vähenevän ja muuttuvan jäykemmäksi. Myös ultraäänen sironnan havaittiin muuttuvan luuston ikääntyessä ja olevan yhteydessä DXA-mittausten arvoihin. DFUS-tekniikan havaittiin pienentävän pehmytkudoksesta johtuvaa virhettä. Lisäksi havaittiin, että luotettava DFUS-mittaus vaatii muun muassa ultraäänikeilan tarkan kohdistamisen pehmytkudoksen ja luun rajapintaan.
Lähde:
Itä-Suomen yliopisto
Quantitative Characterization of Proximal Femur Using Ultrasound Pulse-Echo Measurements
Kuva:
Panthermedia
