FESTMØTET 2009
Ingeniørfag til medisinsk bruk (4.6.09, 07:34)

Innslaget på årets festmøte som fenget mest var presentasjonen av æresdoktor Thomas J. R. Hughes fra Texas. Han har vært en pioner i å ta i bruk klassiske ingeniørfag for modellering av sykdomsforløp hos mennesker.

Samarbeid i 40 år Professor II ved NTNU og nylig avgått forskningsdirektør i Det norske Veritas, Pål Bergan (t.v.), har hatt kontakt med Thomas J. R. Hughes (i midten) i over 40 år. Som nyutdannet sivilingeniør skrev han en vitenskapelig artikkel om elementmetoden sammen med sin professor Ivar Holand i 1967, en artikkel som Hughes syntes var så interessant at han tok kontakt. Et par år senere møttes Hughes og Bergan ved University of California at Berkeley, og siden har de samarbeidet. I løpet av årene er den faglige kontakten mellom Hughes og NTNU-miljøet utvidet, bl.a. med Trond Kvamsdal, matematikk (t.h.) og Kjell Magne Mathisen, konstruksjonsteknikk (bak),

Kan verktøy som brukes til beregning av brokonstruksjoner være brukbare for å stille medisinske diagnoser? Og kan erfaring fra modellering av oljeplattformer overføres til det menneskelige hjerte?

Nytt fag: Biomekanikk
Svaret er ja, og NTNUs ferskeste æresdoktor har vært sentral i etableringen av et nytt fagfelt som betegnes som biomekanikk eller biomekanisk simulering.

- Vi gjorde de første simuleringer på blodårer hos mennesket i 1996 mens jeg var professor ved Stanford University, forteller Hughes. – Men vi gjorde ikke arbeidet kjent for det vitenskapelige miljø før to år senere.

- Da en av mine doktorgradskandidater innen dette feltet skulle disputere, hadde det gått rykter om den nye anvendelsen av klassiske ingeniørfag. Doktorgradsdisputaser får som regel bare moderat oppmerksomhet, men i dette tilfelle ble auditoriet helt pakket – alle kom ikke inn.

Og interessen er ikke blitt mindre i løpet av de ti år som er gått siden de første resultater ble publisert.

- Nå er det svært mange fagmiljø som forsker innen dette feltet, opplyser Hughes, som gir en forenklet forklaring på hva den nye fagdisiplinen i grenselandet mellom ingeniørfag og medisin går ut på:

Blodåreberegninger
- Det første vi så på var blodårer i nærheten av hjertet og hvordan fettavleiringer i disse kan lede til blodpropp, forklarer han. - Ved å skanne en pasient ved hjelp av MR (magnetisk resonans), CT (computertomografi) eller ultralyd, kan vi kartlegge avleiringer i blodårene og modellere hvordan de kan utvikle seg. Dermed blir vi i stand til å forutsi faren for livstruende blodpropp.

Julie Feilberg hadde en morsom historie å fortelle.

- CT gir de beste inngangsdata, men det nyeste er såkalt indre MR, forteller Hughes. - Det innebærer at en MR-sonde føres inn i blodåren og kartlegger den innenfra.

- Vi måler og modellerer hver pasient individuelt, poengterer Hughes, som påpeker at modelleringen bl.a. er utvidet til å omfatte selve hjertet og effekten av bypassoperasjoner.

– Dette er et felt hvor vi vil se en meget spennende utvikling i årene som kommer, spår Hughes, som nå er professor i ”engineering mechanics” ved University of Texas at Austin.

Satsingsområde for NTNU?
Spesielt interessant er det at elementmetoden, som opprinnelig ble utviklet i forbindelse med fly og romfart og er blitt den dominerende beregningsmetoden for alle slags konstruksjoner slik som bygninger, broer, biler, skip og oljeplattformer, nå brukes direkte for mennesker for å beskrive individuelle sykdomstilstander og å simulere effekten av alternative operative og medisinske inngrep.

- Nanoteknologien kommer også inn her, supplerer Hughes. - Den brukes til å dosere og beregne effekten av å tilføre medisiner.

At en forsker som representerer en ”crossover” fra klassiske ingeniørfag til medisin nå er blitt æresdoktor ved NTNU, syntes mange er spesielt interessant. Det er nettopp i dette skjæringspunktet at NTNU ser for seg spennende faglig vekst i årene som kommer.

Forskningens magi
Prorektor Julie Feilberg hadde en artig vri på sin tale til doktorandene: En toåring i hennes familie hadde fått et digitalt fotoapparat, og det hadde utløst en sterk interesse for fotograferingens muligheter hos den unge. Feilberg viste eksempler på hennes bilder, og trakk paralleller til forskerens utforskende nysgjerrighet og engasjement.

- Barn er født med undring sa hun, og det er denne undringen de tar med seg inn i forskerkarrieren. Fra antologien ”Falling for Science” trakk hun frem Daniels historie, som da han var seks år pønsket ut en metode for oppvarming basert på statisk elektrisitet i termotrøyer.

– Ideen var ubrukbar, men den var utviklet av meg selv på egen hånd og eid av meg selv, oppsummerte Daniel, som med den opplevelsen fikk øye på magien i å forske.

Av Arne Asphjell (tekst og foto)