Väitös 2.12.2022: Uusi menetelmä ihosyövän tunnistamiseen yhdistää tekoälyä ja hyperspektrikuvantamista - pienikokoinen kamera mahdollistaa aiempaa haastavampien ihomuutosten löytämisen
Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat osana Suomen Akatemian rahoittamaa SICSURFIS-hanketta kehittäneet uudenlaista ihosyöpäkuvantamiskonseptia, jossa yhdistyvät uusi hyperspektrikuvia kuvaava erikoiskamera sekä useita erilaisia tekoälymenetelmiä ihon 3D-pintamallien ja hyperspektrikuvien analysoimiseen.
Tutkimuksessa pyrittiin tunnistamaan ja rajaamaan ihosta aiempaa tarkemmin erilaisia syöpätyyppejä, ja kuvantamaan aiemmille kameroille haastavia ihonpintoja, kuten nenänpäätä tai korvanlehteä.
Väitöstutkimuksensa hankkeeseen tehneen FM, tradenomi YAMK Anna-Maria Raita-Hakolan mukaan terveen ja sairaan ihon raja voidaan määritellä analysoimalla 3D-spektridataa tekoälyn avulla. Samalla voidaan tunnistaa erilaisia ihosyöpätyyppejä ja hyvänlaatuisia leesioita.
– Hyperspektrikameralla saadaan solutason tietoa sekä ihon pinnalta että ihon pinnan alapuolelta. Kamera kuvaa hyperspektrikuvia erityisvalaistuksella. Ihon pinnasta lasketaan 3D-malli, joka yhdistetään spektridatan kanssa. Tekoäly analysoi datan ja tulokset voi nähdä visualisoituna, Raita-Hakola kertoo.
Hyperspektrikamera havaitsee ihon pintamuutoksien lisäksi myös ihon alla olevia muutoksia, esimerkiksi niin kutsuttuja satelliittisoluja, jotka levittävät leesiota eivätkä näy ihonpinnalla.
Raita-Hakolan mukaan tekoälyn tuottamat analyysitulokset voivat antaa tulevaisuudessa tärkeää tietoa lääkäreille lähes reaaliaikaisesti, ilman tarvetta perinteiselle koepalatutkimukselle.
– Ihosyövät ovat maailman kolmanneksi yleisimpiä syöpiä, joten tämän kaltainen menetelmä, eli optinen biopsia, voi tullessaan nopeuttaa päätöksentekoa, lyhentää hoitoketjua, ja vähentää diagnosoinnin työvaiheita. Tämä vähentää terveydenhoidon kustannuksia, Raita-Hakola toteaa.
Tavalliseen kuvaan verrattuna spektrikamera kerää valtavan määrän informaatiota
Hyperspektrikuvantamisessa kohdetta kuvataan spektrikameralla, joka erottelee optisen komponentin avulla kameralle valon eri aallonpituuksia.
– Hyperspektrikuva voidaan ajatella jopa sadoista yksittäisitä kuvista kootuksi pinoksi. Jokaiseen kuvaan on kuvattu yksi valon aallonpituus. Kuvasta valitaan yksi pikseli tai alue, johon kuvapinosta muodostuu koko valon aallonpituuksien spektri, Raita-Hakola kuvailee.
Kuvatessaan eri aallonpituuksia spektrikamera kerää valtavan määrän dataa, josta osa on väistämättä turhaa. Tässä tutkimuksessa suunniteltu kamera on kuitenkin rakennettu kuvaamaan ainoastaan niillä valon aallonpituuksilla, jotka ovat merkityksellisiä ihosyöpien havaitsemisen kannalta.
Tavalliseen kännykkäkuvaan verrattuna, spektrikuvassa on huomattavasti tarkempaa väri-informaatiota. Tutkimuksessa käytetyillä aallonpituuksilla näkymä ihon pinnan alle on 0–6 mm. Tämä on mahdollista siksi, että spektrikamera kuvaa myös ihmissilmän havaitsemattomia valon aallonpituusalueita kuten lähi-infrapunavaloa, pysytellen kuitenkin turvallisilla sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuksilla.
Väitöstutkimus tehtiin monitieteellisenä yhteistyönä, ja sen olennainen osa oli VTT:n tekemä laitekehitys, sekä HUS:n ihotautilääkärien lääketieteellinen tutkimusyhteistyö.
– On hienoa olla mukana hankkeessa, jossa kehitetään maailman mittakaavassa huipputason optisia laitteita, ja joiden tekoälyn koulutusmateriaalin on varmistanut patologi, toteaa Raita-Hakola.
Lisätietoja
Anna-Maria Raita-Hakola
anna.m.hakola@jyu.fi
040 549 2120
Anna-Maria Raita-Hakolan ohjelmisto- ja tietoliikennetekniikan väitöskirja From sensors to machine vision systems: Exploring machine vision, computer vision and machine learning with hyperspectral imaging applications tarkastetaan perjantaina 2.12.2022 klo 10 Jyväskylän yliopiston Agora-rakennuksen Lea Pulkkinen -salissa. Yleisö voi seurata tilaisuutta myös verkkovälitteisesti osoitteessa: https://r.jyu.fi/dissertation-raita-hakola-021222
Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori, tohtori Arto Klami (Helsingin yliopisto) ja kustoksena apulaisprofessori, tohtori Ilkka Pölönen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on suomenkielinen. Väitöskirja on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertations-sarjassa osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9240-8.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Teemu RahikkaViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 469 9377teemu.m.rahikka@jyu.fiKuvat
Tietoja julkaisijasta
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Liikuntaharjoittelun yksilöllisyys kansainvälisen konferenssin pääteemana Jyväskylässä 19.–21.11.202513.11.2025 06:30:00 EET | Tiedote
Miksi toiset kehittyvät liikuntaharjoittelussa nopeammin kuin toiset? Miten harjoitteluvasteita voidaan ennustaa ja miten perimä vaikuttaa harjoittelun tuloksiin? Muun muassa näihin kysymyksiin kuullaan vastauksia Jyväskylässä järjestettävässä kansainvälisessä valmennustieteen konferenssissa, joka kokoaa yhteen yli 200 osallistujaa ja johtavat alan tutkijat ympäri maailmaa.
Väitöstutkimus: Talousjohto tarvitsee eettisissä tilanteissa selviytymiseen myös etiikkaan liittyvää koulutusta11.11.2025 10:38:04 EET | Tiedote
KTM Heljä Syrén tarkastelee Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulussa tekemässään laskentatoimen ja yritysrahoituksen väitöskirjassaan talousjohdon ammattilaisen työssään kohtaamia eettisiä tilanteita ja niiden ratkaisemiseen liittyvää eettistä päätöksentekoa. Tutkimuksen mukaan selviytyäkseen eettisissä haasteissa laskentatoimen ammattilainen tarvitsee tuekseen koulutusta, jossa käsitellään ”kovan ammattiosaamisen” rinnalla myös etiikkaa. Lisäksi eettisessä päätöksenteossa auttavat organisaation sosiaalipsykologisten prosessien tunnistaminen ja eettisen arvioinnin strategioiden hallitseminen.
EU-rahoitus selvittää siittiöiden ryhmäkäyttäytymistä11.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Tutkijatohtori Varpu Pärssinen on saanut yli 200 000 euron EU-rahoituksen tutkimukseen, jossa selvitetään, miksi joidenkin eläinlajien siittiöt muodostavat laajoja ryhmiä ikään kuin solujen välistä yhteistyötä tehden. Tutkimus lisää ymmärrystä lisääntymisbiologian evolutiivisista mekanismeista.
Mielen hyvinvointi ja huolenpito toisista yhteydessä työssä jatkamisen toiveisiin10.11.2025 13:31:10 EET | Tiedote
Gerontologian tutkimuskeskuksessa Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa tehty tutkimus osoitti, että generatiivisuus – halu huolehtia seuraavasta sukupolvesta – sekä mielen hyvinvointi ovat merkityksellisiä tekijöitä työssä jatkamisen näkökulmasta.
Väitöstutkimus: Nykykirjallisuuden queer-kerronta voi vastustaa kertojan sukupuolittamista7.11.2025 07:58:00 EET | Tiedote
FM Joonas Säntin väitöskirja käsittelee nykykirjallisuuden poikkeusilmiöitä, mutta yhdistää ne laajempaan analyysiin kertojien sukupuolittamisesta ja yhteiskuntakriittisen kertomustieteen haasteista. Sukupuolettomat kertojat haastavat ja vastustavat lukijoiden tulkinnallisia kehyksiä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme