Tietokonemallilla luukadon torjuntaan

Lappeenrannan teknillisen yliopiston konetekniikan laitoksella on tehty ihmistutkimusta. Väitöskirja antaa käytännön ohjeita kuntosaliharjoitteluun ja tietoa laitekehittelyyn.

luusto
Tietokonemallinnus
Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Osteoporoosin ehkäisyä kuntosaliharjoittelulla on tutkittu ensimmäistä kertaa Suomessa tietokonemallintamisen avulla. Aiheesta väitteli perjantaina puolalainen Adam Klodowski.

Yliopiston konetekniikan laitoksella on tähän mennessä mallinnettu koneiden toimintaa. Nyt tietokoneruudulla liikuttelee jalkojaan ihmisen luuranko.

Tietokoneelle simuloitiin yhteistyössä Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan kanssa ihmisen liikkeet, joiden vaikutusta luihin olisi muuten mahdotonta tutkia ilman epäeettisiä, kivuliaita, nahan alle meneviä ihmiskokeita.

- Simulointimalli antaa meille mahdollisuudet sukeltaa ihmisen sisälle tutkimaan esimerkiksi luuston venymiä ihmisen liikkuessa, niveliin kohdistuvaa kuormitusta ja niin edespäin, selvittää väitöstyön ohjaaja, virtuaalisuunnittelun professori Aki Mikkola.

Erityisesti tutkijoita on kiinnostanut vaikeiden lonkkamurtumien ehkäisy luita vahvistamalla, mutta samalla niveliä säästäen.

Kuntosalilaitteissa on tehoeroja

Adam Klodowskin väitöstutkimuksessa oli mukana neljä tavanomaista jalkaharjoitetta: jalkaprässi, jalan ojennus ja koukistus sekä jalkakyykky.

Luun vahvistamisen näkökulmasta niissä on eroja. Esimerkiksi jalkaprässi on tehokkaampi kuin jalkakyykky, koska jalkaprässissä syntyy enemmän venymiä.

Tutkimuksessa todettiin myös, että jalan nopea suoristaminen kolmenkymmenen kilon kuormituksella ehkäisee luukatoa yhtä tehokkaasti kuin hidas suoristaminen kymmenen kiloa isommalla painolla.

Vinkkejä fysioterapeuteille ja laitesuunnittellijoille

Vielä ei tiedetä tarkkaan, millainen fyysinen rasitus on tehokkainta osteoporoosin ehkäisyssä.

Tuore tekniikan tohtori Adam Klodowski kertoo, miten uusi tieto kuitenkin auttaa harjoitusohjelmien suunnittelussa.

- Voidaan rajoittaa nivelten kuormitusta ja samalla maksimoida lihastyötä ja vahvistaa luita.

Hän uskoo, että myös kuntosalilaitteita parannetaan vahvistamaan luita, niveliä varjellen.

- Laite näyttäisi harjoituksen tason, edustymisen lihaskunnossa ja luiden reagoinnin kuormitukseen.

Tutkimusryhmällä on jo Suomen Akatemian rahoitus jatkotutkimukselle, jossa etsitään keinoja ehkäistä nivelrikkoa. Mukana on nyt myös tutkijoita Itä-Suomen yliopistosta.

- Tässä uudessa osassa tutkitaan nivelrikon syntymekanismia, sitä, miten rustovaurio syntyy. Siinä hyödynnetään samoja tekniikoita, valaisee Lty:n virtuaalisuunnittelun professori Aki Mikkola.

Hänen mielestään kysymys on kaiken kaikkiaan todella hyvin itsensä takaisin maksavasta tutkimuksesta. Jos nimittäin kalliita ja peruuttamattomiakin ihmiskehon vaurioita pystytään ehkäisemään ennakolta.