Luuston hyvinvointi simuloimalla selville

11.05.11

Suomen Akatemian rahoittamassa Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Jyväskylän yliopiston ja UKK-instituutin yhteisessä tutkimushankkeessa tutkittiin simuloinnin avulla erilaisten liikuntaharjoitteiden synnyttämiä luuston venymiä ja venymänopeuksia. Tutkijat havaitsivat eroja erilaisten kuntoiluharjoitteiden tehokkuudessa. Tulosten avulla voitaisiin kehittää esimerkiksi lonkan alueen luuston vahvistamisen kannalta suotuisia kuntoilulaitteita.

Erilaisten työkoneiden toimintaa mallinnetaan ja niiden käyttöä opetellaan teknisillä simulointimalleilla. Nyt samoja malleja hyödynnetään myös ihmisen toimintaa simuloitaessa. Vastaavanlaista luuston venymien selvittämistä ei ole muualla tehty.

”Simulointitekniikka on alun perin suunniteltu liikkuvien työkoneiden, kuten metsäkoneiden, simulointia varten. Koneesta voidaan tehdä simulointimalli siten, että siinä kuvataan koneen mekaniikka, toimilaite ja ohjausjärjestelmä”, kertoo virtuaalisuunnittelun professori Aki Mikkola Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.

Luuston simulointi ei vahingoita tutkittavia

Ihmisen luusto voi hyvin silloin, kun siihen kohdistuu venymänopeuksia. Luuston venymää syntyy ihmisen liikkuessa. Jyväskylän yliopiston tutkijat halusivat tietää, miten erilaiset liikuntaharjoitteet venyttävät luustoa ja saavat aikaan venymänopeuksia. Lappeenrannassa tutkijat selvittivät kysymystä simulointimallien avulla.  Simulaatiomallit luotiin samalla periaatteella kuin koneissakin: ensin simuloitiin mekaniikka, sitten toimilaitteet ja ohjausjärjestelmä.

”Konetekniikan näkökulmasta ihminen on koneen kaltainen: meillä on teräsrakenteiden sijaan luusto, lihakset hydrauliikan sijaan, ja lisäksi meillä on eri osat yhdistävä ja toimintakäskyjä antava ohjaus eli hermosto”, Mikkola havainnollistaa.

Simuloinnin avulla saadaan tietoa, jota vaihtoehtoisesti jouduttaisiin hankkimaan luuhun kiinnitettävillä erityisillä mittausantureilla. Tällainen venymäliuskamittaus on aika raju toimenpide kirurgisine operaatioineen ja infektioriskeineen, joten Suomessa sitä ei Mikkolan mukaan todennäköisesti eettisten syiden vuoksi voitaisi tehdä.

”Simuloinnissa kukaan ei loukkaannu. Voimme tutkia myös pinnan alla olevia luita, kun taas luuhun kiinnitettävillä mittausantureilla tietoa saadaan vain yhdestä luun kohdasta. Meitä kiinnostaa erityisesti lonkan alue juoksun aiheuttamassa rasituksessa.”

Pomppimalla luusto vahvemmaksi

Kaikenlainen pomppiminen on Mikkolan mukaan luuston vahvistumisen kannalta hyvää harjoitusta. Kohtuus on kuitenkin olennainen asia.

”Rajuja sysäyksiä sisältävät harjoitteet, kuten kolmiloikka, ovat erittäin hyviä luun vahvistumisen kannalta, mutta kolmiloikkaajat kärsivät helposti muunlaisista vaivoista. Yksi tyypillinen vaiva on nivelrikko.”

Nivelrikko on maailman yleisin nivelsairaus, jonka perimmäistä syytä ei vielä tiedetä. Nivelrikkoa esiintyy erityisesti iäkkäämmillä ihmisillä. Suomalaisten ikääntyessä on todennäköistä, että ongelma edelleen lisääntyy. Tälläkin hetkellä arviolta 400 000 suomalaista kärsii sairaudesta. Parhaillaan käynnissä olevan Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Jyväskylän yliopiston ja Kuopion yliopiston yhteisen tutkimushankkeen tavoitteena on selvittää nivelrikon syntyprosessia, antaa opastusta nivelrikon ehkäisemiseksi ja myös kehittää sairautta ennaltaehkäiseviä laitteita ja turvajärjestelmiä. Tutkimus tuo toivottavasti helpotusta monen elämään.

”Toivomme, että syntyvän ymmärryksen kautta voidaan suunnitella nivelrikkoa ennaltaehkäiseviä suojuksia, harjoitteita ja myös parempia keinoniveliä”, Mikkola päättää.

Lue koko juttu Tietysti.fi-verkkosivustolta: http://bit.ly/kGJ2Dl


Lisätietoja:
professori Aki Mikkola
Lappeenrannan teknillinen yliopisto
p. 05 621 2447
etunimi.sukunimi(at)lut.fi

Suomen Akatemian viestintä
tiedottaja Risto Alatarvas
p. 09 774 88 345
etunimi.sukunimi(at)aka.fi

 

 

 

 

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »