Nivelten kuluminen on yleistä, mutta pienikin rutina voi kieliä sairaudesta – uusi menetelmä kuulee nämä äänet ihmiseltä kuin hevoseltakin

Nivelten liikeäänien kuuntelulla voidaan seurata esimerkiksi tekonivelleikkauksen jälkeisen kuntoutumisen etenemistä.

nivelrikko
Hevosen polvinivelten ääniä rekisteröidään nivelrikkotutkimusta varten Oulun hevosklinikan maneesilla.
Äänipohjainen tutkimus voidaan tehdä myös kenttäoloissa, koska tavallisiin polvisuojuksiin kiinnitettyjen anturien lisäksi hevosen selkään tarvitsee kiinnittää vain pieni lähetin, joka siirtää tiedot suoraan tietokoneeseen.Risto Degerman / Yle

Oulussa kehitetyssä uudessa nivelrikon tutkimusmenetelmässä nivelten kuntoa selvitetään kuuntelemalla liikkuessa syntyviä ääniä. Menetelmää on testattu sekä ihmisillä että hevosilla, ja tulokset ovat olleet lupaavia.

Äänen, liikkeen ja ihon lämpötilan muutoksia analysoivaa menetelmää kehitetään Oulun yliopiston lääketieteellisen kuvantamisen, fysiikan ja tekniikan tutkimusyksikössä.

Tämän akustisen menetelmän avulla voidaan seurata esimerkiksi nivelrikon etenemistä ja tekonivelleikkauksen jälkeisen kuntoutumisen edistymistä.

Menetelmää ovat Oulun yliopistossa kehittäneet tutkijatohtori Jérôme Thevenot ja professori Simo Saarakkala.

Tieteentekijät ideoivat usein vapaa-ajallaan, ja näin oli asian laita Thevenotin ja Saarakkalankin kohdalla.

– Ajatus juolahti mieleemme sulkapallopelin väliajalla, kun pohdiskelimme, mihin kaikkeen äänien kuuntelua voisi käyttää, Saarakkala kertoo.

Pienen alkuselvittelyn jälkeen Thevenot rakensi ensimmäisen prototyypin kotonaan, ja sen jälkeen asiaa ruvettiin pohtimaan tosi mielellä.

Tutkimusta on tehty nyt parin vuoden ajan, ja sen kuluessa on jo saatu tutkittua toistasataa koehenkilöä Oulun yliopistollisessa sairaalassa.

Nivelten kuluminen on yleistä

Nivelrikko on yleisin nivelsairaus, ja sitä esiintyy polvien lisäksi myös lonkissa ja sormien nivelissä sekä selkänikamien välisissä nivelissä.

Korvilla kuultavat äänet syntyvät Simo Saarakkalan mukaan sairauden loppuvaiheessa, mutta jo pienetkin nivelrustovauriot synnyttävät herkkiä ääniä.

– Niitä ei ihmiskorvalla kuule, mutta herkillä mikrofoneilla ne pystytään havaitsemaan, Saarakkala kertoo.

Uuteen menetelmään on jo saatu yksi kansallinen patentti, mutta tie varsinaiseen kliiniseen käyttöön vie vielä vuosia, koska tutkimustulokset on alistettava vielä ulkopuolisten tekemään kriittiseen tarkasteluun.

– Kyllähän se näin on, kuten kaikilla lääketieteellisillä keksinnöillä, Saarakkala sanoo.

Lämpökuva polvesta tietokoneen ruudulla.
Uuden menetelmän etuna on laitteiston keveys sekä myös se, että sen avulla voidaan vähentää säteilyyn perustuvia röntgenkuvauksia sekä kalliita magneettikuvauksia.Risto Degerman / Yle

Vaikka keksinnön matka kliiniseen käyttöön ihmisten hoidossa vaatii vielä pitkäkestoisia testauksia, eläinlääketieteen puolella sovellus on jo edennyt prototyyppivaiheeseen.

Sen avulla onkin testattu muun muassa kilpahevosten polvinivelten kuntoa.

– Nyt kehitämme versiota, jota voidaan käyttää eläinsairaaloissa ja hevostalleilla. Sillä voidaan helpottaa alkuvaiheen nivelkipujen diagnosointia, kertoo yliopistolta keksinnön kaupallistamiseksi perustetun Maknee -start up -yhtiön toimitusjohtajaksi siirtyvä Jérôme Thevenot.

Jessen ontumisen syyt selvisivät

Anna Airaksisen Jesse-hevonen tuli mukaan testeihin sen jälkeen kun Jessen etujalan leikkauksen yhteydessä selvisi, että polvessa oli rustovaurioita.

Kun jalkaa tutkittiin leikkauksen jälkeen uudella akustisella menetelmällä, varmistui, että myös ääneen perustuva tutkimus antoi luotettavan havainnon rustovaurioista.

Jesse ja omistaja Anna Airaksinen
Jessen lupaava kilpaura tyssäsi nuorten hevosten luokan jälkeen pari vuotta sitten. Kortisonin avulla kivut on saatu pidettyä kurissa, mutta kilpaura on nyt takana. Anna Airaksinen kertoo.Risto Degerman / Yle

Jesse päätyi kuitenkin uudestaan tutkimuksiin, kun sen kävelyssä alkoi myöhemmin näkyä uudelleen epämääräistä ontumista.

– Koska hevonen pyrkii peittämään kivun näyttämisen, oli kipukohdan tarkkaa paikkaa vaikea tietää, Anna Airaksinen kertoo.

– Ei ollut tietoa siitä, mikä jalka sitä vaivaa, mutta tällä tavalla se saatiin selville.

Anna Airaksinen kertoo kiinnostuneensa uudesta menetelmästä ensimmäisen testauksen jälkeen sen takia, että se näytti paljastavan rustovaurioita ilman kalliita magneettikuvauksia tai tähystysleikkauksia.

Yksinkertainen tutkimus kenttäoloissa

Jesse seisoo Oulun hevosklinikan maneesilla ryhdikkäänä emäntänsä vierellä samalla kun Jérôme Thevenot kiertää hevosen ympärillä ja kuvaa Jessen jalkoja lämpökameralla.

Kuvaamisen jälkeen polvet peitetään tavallisilla polvisuojilla, joihin on kiinnitetty ääniantureita. Seuraavaksi nivelistä kuuluvat äänet nauhoitetaan ja kaikki tiedot analysoidaan tietokoneella.

Mittauksen aikana Jesse kävelee muutaman kerran maneesin reunasta reunaan ja Jérôme Thevenot ja häntä avustava Oulun yliopiston opiskelija Nanni Nielikäinen seuraavat tietokoneen ruudulle piirtyvää äänikäyrää.

– Tuossa kohtaa Jesse ojentaa jalkaa, Nielikäinen kertoo ja näyttää pientä piikkiä käyrässä.

Makneen IIvari Kanninen ja Oulun yliopiston opiskelija Nanni Nielikainen kiinnittävät hevosen jalkaan mikrofoniantureita.
Makneen Iivari Kanninen ja tutkimusavustaja Nanni Nielikainen kiinnittävät antureita hevosen jalkaan. Risto Degerman / Yle

Nykyisin hevosten alaraajakipuja selvitetään useimmiten alkuvaiheessa röntgenillä ja ultraäänellä sekä seuraavassa vaiheessa joko tähystysleikkauksilla tai magneettikuvauksella.

Esimerkiksi hevosten magneettikuvaukseen soveltuvia laitteita on kuitenkin koko Suomessa vain muutama.

– Ultraääni ja varsinkaan röntgentutkimus ei ole kovin herkkä menetelmä tunnistamaan nivelrikkoa, kertoo akustiseen tutkimukseen tutustunut Oulun Hevosklinikan johtaja, eläinlääkäri Ritva Kaikkonen.

– Jos tämä lähtee toimimaan niin tämä antaa selvästi lisämahdollisuuksia diagnostiikkaan, Kaikkonen sanoo. Hän pitää uuden järjestelmän etuna nopeutta ja kevyttä toimintatapaa.

Menetelmää voidaan kuitenkin soveltaa laajemminkin.

– Tähän mennessä olemme kokeilleet järjestelmää ihmisiin ja hevosiin, mutta olemme miettineet testien ulottamista myös esimerkiksi kamelien sekä isojen koirien tutkimuksiin, Jérôme Thevenot kertoo.