Väitös 2.12.2022: Uusi menetelmä ihosyövän tunnistamiseen yhdistää tekoälyä ja hyperspektrikuvantamista - pienikokoinen kamera mahdollistaa aiempaa haastavampien ihomuutosten löytämisen
30.11.2022 14:00:00 EET | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
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
Vuosijuhla 2026: tunnustuksia yliopistoyhteisön huipputekijöille4.3.2026 19:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopisto vietti vuosijuhlaa 4.3. jakamalla tunnustuksia tieteen ja opetuksen saralla ansioituneille yliopistolaisille. Jyväskylän yliopistosäätiö myönsi yhdeksän palkintoa, kaikki arvoltaan 3 000 euroa. Lisäksi jaettiin Ellen ja Artturi Nyyssösen säätiön tunnustuspalkinto 5 000 euroa.
Lohikalat paljastavat kylmän totuuden ihmisen vaikutuksista Pohjois-Euroopan järvissä4.3.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston johtama suurtutkimus paljasti ihmistoiminnan muuttavan Pohjois-Euroopan järvien ekosysteemejä johdonmukaisesti. Tutkimus osoittaa, että vesivoima ja valuma‑alueiden ihmistoiminta muokkaavat subarktisten ja alpiinisten järvien ravintoverkkoja Tutkimus haastaakin käsityksen siitä, että kaukaiset ja karut pohjoiset vesistöt olisivat turvassa ihmisen vaikutuksilta.
Kuinka luemme koiran ilmeitä? Tutkimus valottaa, kuinka lajit tulkitsevat toistensa tunteita4.3.2026 06:55:00 EET | Tiedote
Ihmiset ja koirat tarkkailevat oman lajinsa tunteita silmistä, mutta suun alue tarjoaa tärkeimmät vihjeet lajienvälisessä tunteiden tunnistamisessa. Näin osoittaa Jyväskylän yliopiston ja Plymouthin yliopiston tutkimus, jossa verrattiin ihmisten ja koirien tapaa katsoa kasvoja.
Uusi raportti: Elämäntavat ratkaisevia luontokadon pysäyttämisessä – Suomi mukana vertailussa3.3.2026 09:15:00 EET | Tiedote
Maailmanlaajuinen tutkimus osoittaa, että ruoka aiheuttaa jopa 84 % elämäntapojemme luontojalanjäljestä. Raportti kehottaa hallituksia toimimaan ennen lokakuussa Armeniassa järjestettäviä tärkeitä biodiversiteettineuvotteluja.
Cefmof-säätiön rahoitus vauhdittaa Jyväskylän yliopiston vetytutkimusta2.3.2026 09:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella aloitti tammikuussa uusi apulaisprofessori, Ali Davoodi, jonka tutkimus keskittyy vetytutkimukseen ja kestävien energiajärjestelmien kehittämiseen. Tehtävä rahoitetaan Central Finland Mobility Foundation (Cefmof) ‑säätiön myöntämällä vetytutkimusrahoituksella. Lisäksi apulaisprofessori Manu Lahtisen ja dosentti, yliopistonlehtori Marko Melanderin tekemää vetytutkimusta tuetaan osittain Cefmofin rahoituksella.
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