FORSKARSAMARBETE. Forskare inom ortopedi, radiologi och radiofysik arbetar tillsammans för att få fram mer effektiva metoder för att avgöra vad en patients ryggsmärta beror på. Gemensamt söker de sätt att få ut mer information från avbildningar av ryggar gjorda med magnetkamera, bland annat med hjälp av maskininlärning.
Långvarig svår ryggsmärta är mycket vanligt, och risken att drabbas ökar med åldern. Under de senaste åren har flera olika kirurgiska behandlingar utvecklats för kronisk ryggsmärta, men diagnostiken har inte hängt med. Orsakerna bakom ryggvärken kan vara många, och i många fall går det inte att ställa en specifik diagnos. Om orsaken bakom ryggsmärtan kan diagnostiseras finns bättre möjlighet att hjälpa patienterna till rätt typ av behandling, där fysisk träning och olika kirurgiska behandlingar kan vara möjliga behandlingsalternativ.
Bättre diagnostik behövs
– För många av våra ryggpatienter har vi idag ganska grova diagnostiska verktyg, som framför allt baseras på avbildning med magnetkamera. Genom vårt forskningssamarbete hoppas vi hitta sätt att utvinna mer information utifrån bildmaterialet, vilket vi tror ska leda till förbättrad diagnostik av olika tillstånd, bland annat genom att öka förståelsen för vilka förändringar som bidrar till smärta, och därmed också kunna välja rätt behandling, säger Helena Brisby, professor i ortopedisk kirurgi med inriktning mot ryggkirurgi på Institutionen för kliniska vetenskaper vid Göteborgs universitet.
Projektet samlar forskare inom ortopedi, radiologi och radiofysik. Förutom Helena Brisbys grupp ingår forskargrupper under ledning av Hanna Hebelka, docent i radiologi vid Sahlgrenska akademin och överläkare på Drottning Silvias Barnsjukhus, samt Kerstin Lagerstrand, docent i radiofysik och bildbehandling vid Sahlgrenska akademin och sjukhusfysiker på SU Sahlgrenska.
Simulerar stående patienter
Projektet genomförs bland annat med forskningsstöd från AFA. Forskarna i samarbetet har nu nästan samlat in avbildningar av alla de planerade 200 patienter med ryggsmärta samt 100 friska kontroller. Patienterna är alla odiagnostiserade, men har levt med ryggsmärta i minst tre månader. Patienternas ryggar avbildas i magnetkamera, dels i vanlig liggande ställning, och dels liggande med ryggen i belastat tillstånd. Ryggen då belastas med en enkel metod utvecklad i Göteborg. Metoden innebär att den liggande patienten har på sig en väst som via spännband kopplade till en fotplatta spänns åt med ett tryck som motsvarar halva kroppsvikten, vilket simulerar den belastning som kroppen utsätts för på kroppen som motsvarar belastningen i stående.
– Eftersom ryggsmärta ofta uppstår eller ökar, i positioner med belastning är det spännande att beforska vad som händer i ryggen i belastat tillstånd med nya funktionella metoder och se om man med dessa nya metoder kan förbättra dagens diagnostik avseende ryggsmärta, säger Hanna. Hebelka.
I förlängningen kan projektet också dra nytta av den avancerade röntgenutrustningen EOS som köpts in till den ortopediska forskningen med finansiering av Lundbergsstiftelsen. Där kan patienters skelett översiktligt avbildas och tillföra information om kroppshållningen både stående och sittande. EOS medför dessutom betydligt lägre stråldos än vid konventionell röntgenundersökning, vilket innebär att man inom forskningsprojekt lättare kan ta upprepade bilder och följa patienter över tid.
Maskiner lär sig tolka bilderna
Forskningssamarbetet tar hjälp av nya avancerade bildbehandlingsmetoder, bland annat artificiell intelligens, AI, för att hitta relevanta biomarkörer i magnetkamerabilderna. En doktorand i Kerstin Lagerstrands grupp (Christian Waldenberg) har utarbetat nya AI-metoder, som i pilotförsök visat sig fungera bra på forskningsmaterialet.
– Konventionella MR-metoder ger endast en grovmorfologisk bild. Utan avancerade bildbehandlingsmetoder metoderna otillräckliga för att påvisa relevanta ryggförändringar. AI, som exempelvis maskininlärning, uppmärksamhetskartor, parametrisk modellering och texturanalys, möjliggör detaljerad karakterisering av ryggvävnaderna vilket kan ge en djupare förståelse av sambandet mellan patologi och ländryggssmärta, säger Kerstin Lagerstrand.
Efter årsskiftet kommer de lovande AI-algoritmerna i forskningen att valideras för att fastställa om de kan ge möjlighet till mer precisa diagnoser.
Träning som behandlingsalternativ
Ytterligare ett viktigt bidrag i forskningspusslet om ryggsmärta görs i samarbete med fysioterapeuter vid NÄL i Trollhättan. Forskningsledare är Ninni Sernert, adjungerad professor knuten till Avdelningen för ortopedi vid Göteborgs universitet och Kristina Åhlund, universitetslektor vid Högskolan i Väst.
– Fysisk träning, och då särskilt sådan som stärker rygg- och bålmuskulatur, har visats kunna ge positiv effekt på vardagslivet för patienter med ryggsmärta, men kunskapsläget om exakt vilka patienter som bör få en viss träning är oklart, säger Ninni Sernert.
I studien randomiseras patienter till tre olika träningsprogram. Två av programmen innebär olika former av digital träning handledd av fysioterapeut, medan den tredje gruppen gör daglig fysisk aktivitet enligt rådande rekommendationer.
– Samtliga deltagare genomgår klinisk undersökning av ryggen, MR-undersökning, olika funktionstester, och får svara på ett antal frågeformulär såväl före som efter att träningsinterventionen genomförts, berättar Kristina Åhlund.
AV: ELIN LINDSTRÖM
