Luuston kunnon selvittäminen mittaamaalla luun värähtelyvastetta ihonalaisia pehmytkudoksia ja ihoa vahingoittamatta on vaativa tehtävä. Mittauksen tarkkuuteen ja toistettavuuteen liittyvien tekijöiden huomiointi ja eliminointi vaativat suurta tarkkuutta ja huolellisuutta mittausta tehtäessä. Kun mittauksia tehtiin laajempi sarja, havaittiin erityisesti kiihtyvyysantureiden hyvän kontaktin tarjoavan asennuksen muodostuvan ensisijaiseksi ongelmaksi. Pitkän, hoikan
”luisevan” ihmisen sääriluun värähtelyvastemittaus onnistuu helposti eikä mittauksen toistettavuuden kanssa esiinny ongelmia. Asia on helposti ymmärrettävissä: Paksumpi pehmytkudoskerros luun ja anturin välillä vaimentaa värähtelyä ja siten heikentää sekä herätteen siirtyminen luuhun, että luun
värähtelyvasteen siirtyminen vastetta mittaaviin antureihin. Kuitenkin havaittiin mahdolliseksi tehdä mittauksia myös siinä tapauksessa, että ihonalaiskudosta on runsaasti. Näissä tapauksissa tulee huolellisesti etsiä raajasta kohta, johon heräte on hyvä antaa ja huolehtia riittävän suuresta esiasetusvoimasta, jolla varmistetaan herätteen siirtyminen itse mitattavaan kohteeseen. Vastaavasti kiihtyvyysanturei-den asettaminen vaatii suurta huolellisuutta. Tärkeää on löytää kohta, jossa mitat-tava luu on mahdollisimman hyvin esillä ja toisaalta huolehtia riittävästä anturien esiasetusvoimasta mittaustilanteessa. Ennen varsinaista mittausta on syytä tehdä kokeilu, jossa kokeilemalla selvitetään mittausasetelman toimivuus. Mikäli kiihtyvyysantureiden osoittamat värähtelyvasteet poikkeavat toisistaan suuresti, tulee syy selvittää ja korjata ennen mittaustapahtuman aloittamista.
Mittaukset suoritettiin koneiden ja rakenteiden värähtelymekaanisten mittausten suorittamiseen tarkoitetuilla laitteilla. Näiden laitteiden sopivuus ihmisen kehon mittaamiseen ei kaikilta osin ole kovin hyvä. Tyypillinen värähtelyvasteanalyysi teräsrakenteisesta koneesta tai rakenteesta tehdään kiinnittämällä kiihtyvyysanturit joko magneettisesti, tai liimaamalla suoraan mitattavaan pintaan ja kohdistamalla heräte vastaavasti suoraan kohteeseen. Ihmisiä mitattaessa näin ei voida toimia.
Ihmisen luuston tutkimista värähtelymekaniikkaa hyväksi käyttäen kannattaa jatkaa. Kehittämällä monipuolisempia asemointimenetelmiä kiihtyvyysantureille ja herätteenantolaitteistolle voidaan mittaustapahtumaa kehittää luotettavammaksi, nopeammaksi ja mitattavalle henkilölle mukavammaksi. Jatkotutkimusta laajempaa koehenkilöryhmää käyttäen kannattaa tehdä, jotta saadaan selville tässä tutkimuksessa käytetyn tekniikan kyky kuvata luuston kuntoa. Ilman laajempaa vertailevaa tutkimusta ei tässä tutkimuksessa esitettyä mittaustekniikkaa ja -järjestelyä voida käyttää luuston kunnon arviointiin.
LÄHDELUETTELO
[1] ROBERTS, S.G., HUTCHINSON, T.M., ARNAUD, S.B., KIRATLI, B.J., MARTIN, R.B. and STEELE, C.R., 1996. Noninvasive determination of bone mechanical properties using vibration response: A refined model and validation in vivo. Journal of Biomechanics, 29(1), 91-98.
[2] CHENG, S., TIMONEN, J. and SUOMINEN, H., 1995. Elastic wave propagation in bone in vivo: Methodology. Journal of Biomechanics, 28(4), 471-478.
[3] NORRDIN, R.W., SIMSKE, S.J., GAARDE, S., SCHWARDT, J.D. and THRALL, M.A., 1995. Bone changes in mucopolysaccharidosis VI in cats and the effects of bone marrow transplantation: Mechanical testing of long bones. Bone, 17(5), 485-489.
[4] FUERST, T., GLÜER, C.C. and GENANT, H.K., 1995. Quantitative ultrasound. European Journal of Radiology, 20(3), 188-192.
[5] JIANG, C., GIGER, M.L., KWAK, S.M., CHINANDER, M.R., MARTELL, J.M. and FAVUS, M.J., 2000. Normalized BMD as a predictor of bone strength. Academic Radiology, 7(1), 33-39.
[6] BOIVIN, G.Y., CHAVASSIEUX, P.M., SANTORA, A.C., YATES, J. and MEUNIER, P.J., 2000. Alendronate increases bone strength by increasing the mean degree of mineralization of bone tissue in osteoporotic women. Bone, 27(5), 687-694.
[7] WYNNYCKYJ, C., OMELON, S., SAVAGE, K., DAMANI, M.,
CHACHRA, D. and GRYNPAS, M.D., 2009. A new tool to assess the mechanical properties of bone due to collagen degradation. Bone, 44(5), 840-848.
[8] LOWET, G. and VAN DER PEnormaRRE, G., 1996. Ultrasound velocity
measurement in long bones: Measurement method and simulation of ultrasound wave propagation. Journal of Biomechanics, 29(10), 1255-1262.
[9] COUTEAU, B., HOBATHO, M., DARMANA, R., BRIGNOLA, J. and ARLAUD, J., 1998. Finite element modelling of the vibrational behaviour of the human femur using CT-based individualized geometrical and material properties.
Journal of Biomechanics, 31(4), 383-386.
[10] WONG, F.Y., PAL, S. and SAHA, S., 1983. The assessment of in vivo bone condition in humans by impact response measurement. Journal of Biomechanics, 16(10), 849-856.
[11] HOBATHO, M.C., DARMANA, R., PASTOR, P., BARRAU, J.J., LAROZE, S. and MORUCCI, J.P., 1991. Development of a three-dimensional finite element model of a human tibia using experimental modal analysis. Journal of Biomechanics, 24(6), 371-383.
[12] CHRISTENSEN, A.B., AMMITZBØLL, F., DYRBYE, C.,
CORNELISSEN, M., CORNELISSEN, P. and VAN DER PERRE, G., 1986.
Assessment of tibial stiffness by vibration testing in situ—I. Identification of mode shapes in different supporting conditions. Journal of Biomechanics, 19(1), 53-55, 57-60.
[13] THOMSEN, J.J., 1990. Modelling human tibia structural vibrations.
Journal of Biomechanics, 23(3), 215-228.
[14] CORNELISSEN, P., CORNELISSEN, M., VAN DER PERRE, G.,
CHRISTENSEN, A.B., AMMITZBØLL, F. and DYRBYE, C., 1986. Assessment of tibial stiffness by vibration testing in situ—II. Influence of soft tissues, joints and fibula. Journal of Biomechanics, 19(7), 551-561.
[15] VAN DER PERRE, G., VAN AUDEKERCKE, R. and MARTENS, M., 1980. Experimental study of the vibration and impact response of human tibiae by modal analysis. Journal of Biomechanics, 13(9), 797-797.
[16] LOWET, G., HOBATHO, M.C., CORNELISSEN, M., CUNNINGHAM,
J.L. and VAN DER PERRE, G., 1992. Modal analysis of the human tibia in vivo:
Determination of the resonant frequencies and mode shapes. Journal of Biomechanics, 25(6), 686-686.
[17] HOBATHO, M., RHO, J.Y. and ASHMAN, R.B., 1992. Atlas of mechanical properties of human cortical and cancellous bone. Journal of Biomechanics, 25(6), 669-669.
[18] COLLIER, R.J. and NTUI, J.A., 1994. In vivo measurements of the phase constants of transverse mechanical waves in a human tibia from 100 to 1000 Hz.
Medical engineering & physics, 16(5), 379-383.
[19] NOKES, L., MINTOWT-CZYZ, W.J., MACKIE, I., FAIRCLOUGH, J.A.
and WILLIAMS, J., 1984. Direct and indirect determination of tibial natural frequency — A comparison of frequency domain analysis and Fast Fourier Transform. Journal of Biomedical Engineering, 6(1), 45-48.
[20] NOKES, L., FAIRCLOUGH, J.A., MINTOWT-CZYZ, W.J., MACKIE, I.
and WILLIAMS, J., 1984. Vibration analysis of human tibia: The effect of soft tissue on the output from skin-mounted accelerometers. Journal of Biomedical Engineering, 6(3), 223-226.
[21] COLLIER, R.J. and DONARSKI, R.J., 1987. Non-invasive method of measuring resonant frequency of a human tibia in vivo part 1. Journal of Biomedical Engineering, 9(4), 321-328.
[22] COLLIER, R.J. and DONARSKI, R.J., 1987. Non-invasive method of measuring the resonant frequency of a human tibia in vivo part 2. Journal of Biomedical Engineering, 9(4), 329-331.
[23] HERVONEN, A., 2001. Tuki- ja liikuntaelimistön anatomia. 6 edn.
Tampere: Läketieteellinen oppimateriaalikustantamo Oy.
[24] VÄLIMÄKI, M.E.A., 2000. Osteoporoosi.
http://www.kaypahoito.fi/xmedia/duo/duo91709.pdf edn. Helsinki: Duodecim.
[25] MARTINI, F., ed, 2006. Fundamentals of anatomy & physiology. Seventh edition edn. San Francisco U.S.A: Pearson Education Inc.
[26] GRAIG, R.R. and KURDILA, A.J., eds, 2006. Fundamentals of Structural Dynamics. 2 edn. New Jersey , USA: John Wiley & Sons, Inc.
[27] INMAN, D.J., ed, 2001. Engineering Vibration. 1 edn. New Jersey , USA:
Prentice-Hall Inc.
[28] BJÅLIE, JAN G. - HAUG, EGIL - SAND, OLAV - SJAASTAD, OYSTEIN V., ed, 1998. Ihminen. Fysiologia ja anatomia. 1.-2 edn. Porvoo ; Helsinki ; Juva : WSOY, 1999: WSOY.
[29] DJOKOTO, C., 2004. Relationship Among MRTA, DXA, and QUS.
Journal of Clinical Densitometry, 7(4), 448.
[30] BAZARRA-FERNANDEZ, A., 2009. NEW APPROACH TO BONE STRENGTH MEASUREMENT. Maturitas, 63(Supplement 1), S124-S124.
[31] TAYLOR, W.R., ROLAND, E., PLOEG, H., HERTIG, D., KLABUNDE, R., WARNER, M.D., HOBATHO, M.C., RAKOTOMANANA, L. and CLIFT, S.E., 2002. Determination of orthotropic bone elastic constants using FEA and modal analysis. Journal of Biomechanics, 35(6), 767-773.
[32] COINTRY, G.R., MONDELO, N., ZANCHETTA, J.R., MONTUORI, E.
and FERRETTI, J.L., 1995. Intravenous olpadronate restores ovariectomy-affected bone strength. A mechanical, densitometric and tomographic (pQCT) study. Bone, 17(4, Supplement 1), S373-S378.
[33] MEHTA, S.S., ANTICH, P.P., DAPHTARY, M.M., BRONSON, D.G. and RICHER, E., 2001. Bone material ultrasound velocity is predictive of whole bone strength. Ultrasound in medicine & biology, 27(6), 861-867.