Aivokuvantamistekniikoiden yhdistelmä voi tarkentaa syöpädiagnostiikkaa

Aivotoiminnan häiriöistä aiheutuu pelkästään Euroopassa noin 800 miljardin euron vuotuiset kustannukset. Aalto-yliopiston tutkimusryhmän tavoitteena on parantaa aivokuvantamistekniikoiden tarkkuutta. Juuri päättyneessä BREAKBEN (Breaking the Nonuniqueness Barrier in Electromagnetic Neuroimaging) -hankkeessa kehitettiin erittäin herkkiä suprajohtavia laitteita matalien magneettikenttien mittaamiseksi.

Innovatiivinen kuvantamisjärjestelmä on suunniteltu mittaamaan ja yhdistämään kahden kuvantamistekniikan signaaleja: magnetoenkefalografia (MEG) ja ultramatalien kenttien magneettiresonanssikuvantaminen (ULF MRI). Aalto-yliopiston teknistä kehitystyötä BREAKBEN-hankkeessa on johtanut Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksen tutkija Koos Zevenhoven.

”Olemme kehittäneet ensimmäisen koko pään peittävän mittausjärjestelmän, jossa samoilla antureilla mitataan sekä MEG- että ULF MRI -signaaleja”, kertoo BREAKBEN-hankkeen koordinaattori, professori Risto Ilmoniemi.

MEG mittaa aivojen tuottamia erittäin pieniä magneettikenttiä kallon ulkopuolelta, ja lääkärit saavat menetelmän avulla tietoa hermoston toiminnasta. MRI taas kartoittaa vetyatomien pyörivien ytimien kudosriippuvaista toimintaa ja muodostaa aivojen rakennekuvia.

”Pelkästään MEG-mittausten perusteella ei voi olla varma, mitkä aivojen osat ovat toiminnassa jossain kohteessa tai potilaassa”, kertoo Ilmoniemi.

Samanaikainen ULF MRI -mittaus antaa tarkan tiedon aivokuoren muodosta ja sijainnista mittalaitteeseen nähden. Kuvantamisesta saadaan nyt huomattavasti entistä tarkempaa voitaessa käyttää hyväksi luotettavaa lisätietoa verrattuna nykytilanteeseen, jossa aivokuoren sijaintia ei tunneta tarkasti.

Berkeleyn yliopiston professori John Clarken ryhmä on kehittänyt ULF MRI -kuvantamista vuodesta 2004 lähtien käyttäen ainoastaan yhtä SQUID-anturia. BREAKBEN vie yhdistelmäkuvantamisen seuraavaan vaiheeseen; käytössä on 120 ultraherkkää anturia. Hankkeessa saavutetut läpimurrot avaavat aivojen kuvantamiselle täysin uudenlaisia mahdollisuuksia.

”Uskomme ULF MRI -tekniikan, sen sovellusten ja MEG-MRI-yhdistelmän mahdollistavan selkeästi entistä monipuolisemmat ja informatiivisemmat aivojen tutkimukset”, sanoo Ilmoniemi.

MEG:n ja MRI:n samanaikaisesta mittauksesta voi olla apua epileptisen aivotoiminnan paikantamisessa, ja ULF MRI -mittauksilla voidaan mahdollisesti parantaa jopa syöpädiagnostiikkaa.

”Uuden kuvantamisteknologian avulla on paljon helpompaa erottaa terveitä ja syöpäsoluja toisistaan. Kehitystä on tapahtunut paljon vuodesta 2008, jolloin Aalto-ylipistossa alkoi ensimmäinen kahta kuvantamisteknologiaa yhdistävä hanke”, kertoo professori Clarke.

Magnetoenkefalografian (MEG) ja magneettiresonanssikuvantamisen (MRI) yhdistävä laite ulottaa aivokuvantamisen uusille potilasryhmille, kuten niille, joilla on metalli-implantteja. Koska uudessa hybridilaitteessa ei tarvita magneettikuvausputkea, laite sopii myös paremmin lapsille ja ahtaan paikan kammosta kärsiville. Parempi työnkulku ja tarkempi diagnostiikka lyhentävät todennäköisesti sairaalassaoloaikoja ja optimoivat hoitoa – ja säästävät myös kustannuksia.

Aalto-yliopiston BREAKBEN-ryhmä on saanut BREAKBEN-projektin jatkoksi EU:lta Innovation Launchpad -rahoitusta tekniikan kaupallistamisvalmisteluja varten.

Lisätietoja BREAKBEN-hankkeen sivuilla.