Designs for a Cooler Planet
Festivaali palaa kampukselle 6.9.–3.10.2024 ja osoittaa, miten voimme muuttaa maailmaa.
Tutkijat etsivät keinoja mullistaa aivoverenkiertohäiriöiden diagnosointi – saavutettavan magneettikuvauksen kehitys etenee
Tutkimusryhmä kehittää saavutettavaa magneettikuvauslaitetta ja luo samalla uusia käytäntöjä sellaisen käyttämiseen. Tekeillä on myös hanke liikkuvan aivohalvausyksikön kehittämiseksi.
Ajattele, jos aivoverenkiertohäiriön iskiessä diagnoosin voisi saada nopeasti, jo ambulanssissa siirreltävällä kuvantamislaitteella. Tai kuvittele, miten pienen lapsen, huonokuntoisen vanhuksen tai vaikkapa ahtaanpaikankammoisen aikuisen magneettikuvantaminen onnistuisi rauhallisessa tilassa, vain tiettyyn kehon osaan kohdistetun laitteen avulla, läheisen pitäessä rauhoittavasti kädestä kiinni. Silloin tarvetta puolet huoneesta valtaavaan umpinaiseen, äänekkääseen, koko vartalon pieneen ahtaaseen tilaan sulkevaan koppiin ei aina olisikaan.
Tällaiseen lääketieteen tulevaisuuteen etsitään ratkaisuja Aalto-yliopiston monitieteisessä projektissa, jossa kehitetään paitsi saavutettavaa magneettikuvauslaitetta, myös täysin uudenlaisia käytäntöjä ja tiloja sellaisen hyödyntämiseen. Accessible Magnetic Resonance Imaging-, eli AMRI-tutkimusryhmässä työskentelee niin tekniikan kuin muotoilunkin tutkijoita saavutettavan magneettikuvauksen kehittämiseksi.
Monitieteinen hanke pitää sisällään tavallaan kaksi erillistä, mutta kuitenkin samaan suuntaan yhteistyössä etenevää projektia, summaa muotoilun laitoksella tutkimusprojektissa työskentelevä Niilo Kämäräinen. Toisaalta on itse saavutettavan kuvantamislaitteen tekninen kehitys, ja toisaalta taas sen tulevat käytännön sovellukset, kuten esimerkiksi liikkuva aivoverenkiertohäiriöyksikkö.
Jälkimmäisen projektin tiimoilta matkaamme Kämäräisen kanssa Lappeenrantaan, Etelä-Karjalan ammattikorkeakoulu LAB:iin, missä koulutetaan ambulanssien ensihoitajia. Sieltä tutkijat saavat äärimmäisen arvokasta tietoa siitä, mitä kaikkea saavutettavan kuvauslaitteen käytössä ahtaissa ambulansseissa – kiireisissä, paineistetuissa ja ahdistavissakin tilanteissa, vaaditaan.
Mutta käydään ensin läpi, miten ja miksi saavutettavaa magneettikuvauslaitetta on Aallossa ylipäätään kehitetty.
Taustalla emeritusprofessori Raimo Sepposen työ
Yksi syy siihen, miksi saavutettavaan magneettikuvaukseen tähtäävä AMRI-projekti on ylipäätään olemassa, piilee koko Aalto-yliopiston perusideassa, kertoo yliopistonlehtori Lauri Palva Sähkötekniikan korkeakoulusta.
”Silloin kun Aalto perustettiin, terveys ja siihen liittyvät teknologiat olivat yksi painopistealueista. Se on varmasti yksi syy, miksi siihen täällä satsataan”, Palva sanoo.
Magneettikuvaus tekniikkana on toki Aaltoa vanhempi, ja sen yksi keskeisistä tekijöistä Suomessa on nykyinen emeritusprofessori Raimo Sepponen. Sepposella on pitkä ura takanaan magneettikuvauksen kehittämisessä, alkaen jo 1970- ja 1980-luvuilta, kun Suomessa otettiin käyttöön ensimmäisiä nykyisen kaltaisia magneettikuvauslaitteita. Sepposen työ ja idea on myös Aallossa tehtävän, saavutettavan magneettikuvauksen tutkimuksen ja kehityksen – ja samalla koko AMRI-projektin – taustalla.
”Yksi hänen tutkimuskohteistaan oli jo aiemmin tällainen matalan magneettikentän kuvantaminen, ja hän oli pohjustanut tätäkin projektia hyvin pitkälle, ennen kuin minäkään tulin tähän mukaan”, Palva kertoo.
Lähtökohta saavutettavan magneettikuvauksen kehitystyössä on Palvan mukaan tietenkin se, että vastataan johonkin olemassa olevaan käyttötarpeeseen. Nykyisillä isoilla magneettikuvauslaitteilla nähdään vahvempien magneettikenttien, ja niiden kautta saavutettavan voimakkaamman signaalin avulla potilaasta tarkempia yksityiskohtia. Saavutettavan laitteen matalamagneettiset kentät vastaavat toisenlaiseen tarpeeseen.
”Etsimme tässä sellaisia käyttötarpeita, missä ei välttämättä tarvitse mennä ihan niin pieniin yksityiskohtiin, mutta ne ovat siitä huolimatta hyödyllisiä. Ja sellaisia tarpeita kyllä löytyy”, Palva painottaa.
Palva liittyi projektiin vaiheessa, jossa kuvauksen sähkö- ja magneettiset ominaisuudet oli suunniteltu, mutta itse laitteen kehittäminen vasta alkamassa. Työ eteni paitsi magneetin, myös elektroniikan kehittämisellä – sillä näitä kumpaakin vaaditaan, jotta laitteella on mahdollista saada kuva aikaiseksi. Tekniikassa on kuitenkin tapahtunut aiempiin vuosiin verrattuna harppaus myös muilta osin: Palvan mukaan myös tekoäly on mahdollistamassa saavutettavaa magneettikuvausta. Algoritmien avulla päästäänkin lopulta tutkimaan sitä, mihin kaikkeen matala magneettikenttä sopii ja pystyy.
Kämäräisen tavoin myös Palva mainitsee AMRI-projektissa yhtä aikaa ja rinnakkain etenevät monitieteiset suuntaukset sekä hankkeen mahdollistavat lukuisat muut yhteistyötahot. Hanketta ovat rahoittaneet Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö sekä Business Finland. Professori Ilkka Laakso Sähkötekniikan korkeakoulusta on AMRI-projektin vastuullinen johtaja. Laitekehitystyön kanssa käsi kädessä kulkee Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun teollisen muotoilun professori Severi Uusitalon vetämä uudenlaisten käytäntöjen ja tilojen luominen saavutettavan laitteen käyttämiseen. Ja esimerkiksi myös Aalto Design Factory on osallistunut magneetin mekaniikkasuunnitteluun.
Sekä Palvan että Kämäräisen mukaan monitieteinen ja yliopiston rajat ylittävä yhteistyö on projektin kannalta käytännössä elinehto.
”Kun mietitään sitä muotoilua ja käyttöä, heidän pitää pystyä ymmärtämään, että mihin tekniikka ylipäätään taipuu. Ja me taas saamme heiltä tietoa siitä, mitkä ne vaatimukset tälle tekniikalle ovat. Koko ajan ollaan yhdessä tekemässä”, Palva muistuttaa.
”Kenttätyyppien” näkemyksistä neuvoa
Liikkuvan aivohalvausyksikön toimintaa on tutkittu ja kehitetty myös yhteistyössä Lappeenrannan ammattikorkeakoulun LAB:in ensihoitokoulutuksen kanssa. Niilo Kämäräinen ja tutkijatohtori, palvelumuotoilun asiantuntija Erika Renedo Illaregi ovat käyneet vuoden aikana kolmasti simuloimassa liikuteltavan MRI-laitteen käyttöä – ja joka kerta on saatu valtavasti uutta tietoa.
”Aiemmilla harjoituskerroilla on tutkittu laajasti liikkuvan aivohalvausyksikön toimintaa, eli ensihoidon kouluttajat ja opiskelijat ovat saaneet kertoa, minkälainen sen heidän mielestään pitäisi olla, ja he ovat saaneet muokata ambulanssin ja hoitoprotokollan mieleisekseen. Nyt neljännellä kerralla meillä on hyvin spesifi tutkimuskohde, eli me keskitymme potilaan käsittelyyn, ja myös yhteistyöhön laitteen kanssa, sillä työkalujen kanssa on aina omat haasteensa”, Kämäräinen kertoo matkalla Lappeenrantaan.
Perillä meitä on vastassa kaksi ensihoidon opettajaa, Antti Tanninen sekä Anssi Hapuli, jotka ovat tiiviisti olleet projektissa mukana. Tällä kertaa tilanteesta puuttuvat opiskelijat, mutta kaksi ensihoitajaa käy työvuoronsa lomassa osallistumassa simulaatioon. He, kuten Tanninen ja Hapulikin ovat mukana, koska mukaan on haluttu Tannisen sanoin ”kenttätyyppien näkemyksiä”, kun tutkimustyössä on edetty teoreettisesta vaiheesta soveltavaan.
Projektin käyttöön saadaan jälleen arvokasta käytännön tietoa, muun muassa potilaan siirtämisestä tavallisesta ambulanssista liikkuvan aivohalvausyksikön kyytiin, asettamisesta laitteeseen ja hoitoprotokollan etenemisestä. Simulaatiossa työvuoronsa ohessa käynyt ensihoitaja nostaa esiin myös kiinnostavan kysymyksen siitä, onko laitteella mahdollista kuvata myös kaulasuonia, sillä niiden tukokset muodostavat ison osan aivoverenkierronhäiriöistä. Tästä saadaan laitekehitykseen jälleen uutta pohdittavaa.
Yksilöllistä, mutta myös yhteiskunnallista hyötyä
AMRI-projekti etenee näitä kahta tutkimuslinjaa, sillä kuten Lauri Palva totesi, tarkoituksena ei ole ollut vain kehittää tekninen laite, vaan tekniikalla halutaan vastata olemassa olevaan käyttötarpeeseen. Siitä, mikä keskeisin tarve on, ja ketkä laitteesta eniten hyötyvät, kaikki haastateltavat ovat yhteisymmärryksessä – ja sitä tukevat myös tutkimustulokset: nuorten työikäisten aivoverenkiertohäiriöt ovat lisääntyneet huomattavasti viimeisinä vuosikymmeninä.
Aivoverenkiertohäiriöissä – jos missä – oikea ja nopea diagnostiikka on äärimmäisen tärkeää. Suonitukoksen eli aivoinfarktin ja aivoverenvuodon oireet saattavat olla hyvinkin saman kaltaisia, mutta hoito on täysin erilaista – jopa niin, että väärä hoitomuoto voi pahentaa tilannetta.
”Suomessa on valtavan isoja periferia-alueita, missä ambulansseja on harvassa ja kuljetusmatkat ovat pitkiä. Juuri tällaisen aikakriittisen potilaan kannalta olennaista olisi, että saatavilla olisi koulutettu henkilöstö ja toimiva laitteisto. Näin pystyttäisiin todentamaan varmasti, että millainen aivotapahtuma on kyseessä, ja päätös hoidon aloittamisesta pystyttäisiin myös tekemään nopeasti. Siinä todellakin pelastuisi ihmishenkiä”, kokenut ensihoitaja ja ensihoitajien kouluttaja Hapuli sanoo.
Ensihoitotyöstä väitöskirjaa tekevä Tanninen taas muistuttaa, että henkien säästämisen lisäksi saavutettavasta magneettikuvauksesta koituu lopulta myös rahallista hyötyä, sillä nopea diagnostiikka vauhdittaa oikean hoidon saamista – ja samalla kohentaa parantumisennustetta.
”Jos työikäinen, vaikkapa 50-vuotias sairastuu, ja tällä laitteella pystyttäisiin jo kohteessa tekemään erotusdiagnostiikka, että onko kyseessä leikattava vai mahdollisesti liuotettava vaiva, niin jo se tuo ensimmäisen säästön. Ja mitä nopeammin niissä tapauksissa, joissa liuotus on oikea hoitomuoto, se voidaan aloittaa saman tien – silloin toipumisennuste on väistämättä parempi”, Tanninen sanoo.
Tanninen ja Hapuli jatkavat, että työikäiset aivoverenkiertohäiriöpotilaat ovat yksi kalleimmista potilasryhmistä. Jatkohoito ylipäätään on kallista, ja pienikin viive hoidon aloittamisessa voi johtaa siihen, ettei potilas enää parannu työkykyiseksi.
”Siinä sitten jää työntekijä sairauseläkkeelle, ja vaatii myös valtavasti kuntoutusta, että pääsee edes auttavasti elämään kiinni aivoverenkiertohäiriön jälkeen. Tämän rahansäästönkin kautta saavutettava magneettikuvaus on mielestäni erittäin vaikuttavaa hoitoa”, Tanninen toteaa.
Kenties vielä tuntemattomia tutkimuskohteita
Saavutettavan magneettikuvauslaitteen kehitystyö on Palvan mukaan hyvällä mallilla, mutta kuten akateemisessa maailmassa aina, paljon riippuu myös tulevasta rahoituksesta. Myöhemmin selviää myös se, koska laitteella saadaan otettua riittävän laadukkaaksi katsottu kuva.
”Me olemme siinä mielessä jännän äärellä, että nyt elektroniikkaa säädetään niin, että saataisiin signaali riittävälle tasolle. Ja kun signaali on riittävän voimakas, aletaan meidän labralaitteellamme kehittämään puolestaan signaalin käsittelyä”, Palva kertoo AMRI-laitteen tulevasta kehityksestä.
Laite antaa kuitenkin koko ajan uutta tietoa matalan magneettikentän kuvantamisesta, Lauri Palva sanoo.
”Tulevaisuudessa on myös mahdollista käyttää labralaitteen tuottamaa tietoa hyväksi jossain ihan muissa käyttökohteissa – ehkä myös sellaisissa mitä me emme vielä tiedäkään”, Palva muistuttaa.
Myös Lappeenrannan simulaatioista kerättyä arvokasta tietoa päästään pian hyödyntämään projektissa, jossa suunnitteilla on Suomen ensimmäinen liikkuva aivohalvausyksikkö. Hanke on jo saanut kiinnostusta mahdollisilta yhteistyökumppaneilta niin julkisilta kuin yksityisiltäkin tahoilta, ja kokoon kerätään lisää kumppaneita Business Finland Co-Innovation hanketta varten. Ensi vuodelle suunnitellussa projektissa aiotaan aloittaa saavutettavan magneettikuvauslaitteen sisältävän ambulanssin rakentaminen. Ensihoitajapuolella hankkeen maaliin pääsyä odotetaan jo täysillä.
”Kyllä minä innolla odotan – sitten ajan päästä – sitä lopputulosta. Minä näen, että koko tämän projektin tuoma juttu on vain ihan älyttömän kiehtovaa”, Anssi Hapuli sanookin.
Saavutettavan magneettikuvantamisen kehitystä esiteltiin myös Designs for a Cooler Planet -festivaaleilla. Tämän vuoden festivaalin teema oli Näkymätön.
Saavutettava magneettikuvauslaite – AMRI
Liikuteltava hengenpelastaja.
Lue lisää uutisia
Wood Programin 30-vuotisjuhlaprojekti nousee Kuhmon torille
Aalto-yliopiston puuarkkitehtuuriin erikoistuvat opiskelijat toteuttavat joka vuosi Wood Program -projektin. Opintokokonaisuuden 30-vuotisjuhlavuonna yhteistyökumppanina toimii Kuhmon kaupunki. Toteuttava kohde on Kuhmon torille nouseva torilava.
Tule uusien tohtoriopiskelijoiden tutoriksi kesäkuussa 2024
lmoittaudu uusien tohtoriopiskelijoiden tutoriksi kesäkuun orientaatiopäiville!
Tutkijat kehittivät yleisöaaltoon perustuvan tavan ohjata tanssia virtuaalitodellisuudessa
Tutkijat kokeilivat aluksi aiemmista tanssipeleistä tuttuja visualisointikeinoja. Useiden prototyyppien ja vaiheiden jälkeen he päätyivät kuitenkin kokeilemaan urheilutapahtumista tuttua yleisöaaltoa tanssin ohjauksessa.