Uutiset

Uusi laite mittaa aivot kahdella tavalla – voi tarkentaa syöpäkudoksen kuvaamista ja aivosairauksien diagnoosia

Tutkijoiden tavoitteena on, että teknologia on valmis sairaalakäyttöön ja kaupallistettavaksi vuoden 2021 loppuun mennessä.
Photo: The new technology enables a quiet and more open device structure. Photo: Kalle Kataila.
Uusi teknologia mahdollistaa hiljaisen ja avoimemman laitteen, jossa kuvattava makaa mukavasti sängyllä. Kuvassa vasemmalta Risto Ilmoniemi ja Koos Zevenhoven. Kuva: Kalle Kataila.

Joukko neurotieteen ja -teknologian tutkijoita on kehittänyt uudenlaisen aivokuvantamislaitteen kahdessa Aalto-yliopiston vetämässä EU-hankkeessa. Nyt alkavassa, Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa tavoitteena on varmistaa laitteen soveltuvuus potilaskäyttöön. Hankkeen kokonaisbudjetti on vajaa miljoona euroa.

Laite yhdistää samaan kuvaan magnetoenkefalografian (MEG) antaman tiedon aivojen toiminnasta ja uudentyyppisen magneettikuvauksen (MRI) antaman rakenteellisen tiedon – paljon tarkemmin kuin aiemmilla menetelmillä on ollut mahdollista. MEG mittaa aivojen tuottamia erittäin pieniä magneettikenttiä kallon ulkopuolelta, ja menetelmän avulla saadaan tietoa hermoston toiminnasta. MRI:stä taas saadaan tarkkoja malleja aivojen rakenteesta. Yhdistelmälaite hyödyntää mittauksissa VTT:n kehittämiä erittäin herkkiä, suprajohtavuuteen perustuvia SQUID-antureita. Laitteessa on myös muita suprajohtavia osia. Suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö, jossa sähköinen vastus katoaa tietyn lämpötilan alapuolella.

Yhdistelmälaitteella voidaan mitata sekä aivojen tarkka rakenne että niiden synnyttämät magneettikentät.  Näin aivoaktiivisuudesta saadaan luotettavampi ja tarkempi kuva.

”Tarkemmasta mittauksesta voi olla apua esimerkiksi epileptisen aivotoiminnan paikantamisessa ennen leikkausta. Uuden laitteen avulla pystyttäneen myös paremmin erottamaan aivokasvaimet terveestä kudoksesta ennen syöpäleikkauksia. Lisäksi laite lisää ymmärrystä siitä, miten eri aivoalueet ovat yhteyksissä toisiinsa. Tämä auttaa hahmottamaan poikkeuksia aivojen toiminnassa esimerkiksi depression yhteydessä tai Alzheimerin taudin edetessä”, kertoo Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksen johtaja, professori Risto Ilmoniemi.

Parantunut tarkkuus voi olla hyödyksi myös aivoinfarktin, autismin ja tapaturmaisen aivovamman tutkimisessa sekä aivojen perustutkimuksessa.

Pois ahtaasta, meluisasta putkesta

Perinteinen magneettikuvaus suoritetaan ahtaassa ja pitkässä putkessa, ja laitteesta kuuluu voimakkaita ääniä. Nyt kehitettävä uusi teknologia mahdollistaa hiljaisen ja avoimemman laitteen, jossa potilas makaa sängyllä, jonka päädyssä on kypärän muotoinen paikka päälle.

”Tämä tekee käytöstä sujuvampaa ja mittaustilanteesta miellyttävämmän. Laite myös sopii kaikenkokoisille ihmisille”, sanoo Koos Zevenhoven, joka johtaa prototyypin laitteistoa ja menetelmiä kehittävää tutkimusryhmää.

Uuteen prototyyppiin liittyy monenlaista kehitystyötä, ja herkän mittauslaitteiston osat on saatava yhteensopiviksi keskenään.

Laitteen sisällä on nesteheliumia, jonka lämpötila on vain neljä astetta absoluuttisen nollapisteen (–273,15 ºC) yläpuolella. Etäisyys heliumista kuvattavan päähän on vain pari senttimetriä, mutta termospullon tapaisen rakenteen ansiosta potilas ei altistu lainkaan matalalle lämpötilalle.

Haastavinta on tehdä hyvin herkät magneettiset mittaukset samalla, kun magneettikuvauksessa käytetään voimakkaita magneettikenttäpulsseja. Laitteen osat pitää suunnitella mahdollisimman kohinattomiksi ja häiriöttömiksi, jotta mitattavat signaalit eivät peittyisi.

”Koska teknologia eroaa perinteisestä magneettikuvauksesta kaikilta osin, olemme joutuneet suunnittelemaan monia uudenlaisia laitteita ja ratkaisuja”, sanoo Koos Zevenhoven.

Uuden hankkeen päätavoitteena on saada teknologia vuoden 2021 loppuun mennessä sellaiselle tasolle, että se voidaan kaupallistaa ja ottaa käyttöön sairaaloissa.

Lisätietoja:

Risto Ilmoniemi
Professori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 050 556 2964

Koos Zevenhoven
Tutkimusryhmän johtaja
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 040 752 8585

Lue aikaisempi uutinen

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

valoanturi
Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aallossa kehitetty musta valoanturi ylitti ensimmäisenä maailmassa 100 prosentin hyötysuhteen

Hyötysuhde oli niin hyvä, että tutkijat eivät ensin olleet itsekään uskoa sitä. Siksi ennätystulos vahvistettiin myös Euroopan tarkimmista mittauksista vastaavassa Saksan kansallisessa metrologian instituutissa PTB:ssä. Aallosta ponnistanut ElFys Oy toimittaa jo ennätysantureita prosessiteollisuuden tarpeisiin.
Saara Saarela at the set of the movie Guardian of Water. Photo: Gabriela Urm © Bufo 2020
Tiedotteet Julkaistu:

Saara Saarela ohjaa Veden vartija -suurtuotannon

Emmi Itärannan kansainvälisesti menestyneeseen romaaniin perustuvan Veden vartija -elokuvan ohjaa Saara Saarela, joka toimii tällä hetkellä myös Aalto-yliopiston elokuvaohjauksen professorina.
Heikko kirkastuma, kuva: Metsähovin radiotutkimusasema
Tiedotteet Julkaistu:

Uusi tutkimus: Rauhallinen Aurinko on paljon aktiivisempi kuin luulimme

Rauhallista Aurinkoa on tutkittu huomattavasti vähemmän kuin aktiivista Aurinkoa.
Pohjoisen ikirouta-alueen vehreää kasvillisuutta. Kuva: Ive van Krunkelsven
Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Ikiroudan sulaminen voi lisätä kasvihuonepäästöjä luultua enemmän – syynä kasvien juurten vauhdittama lisähajotusilmiö

Lisähajotusilmiö voi yksinään johtaa jopa 40 miljardin hiilitonnin vapautumiseen ikiroudasta vuoteen 2100 mennessä.