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
Oppimisen tuen uudistus muuttaa koulujen arkea – tutkimus selvittää, miten uudistus toteutetaan kunnissa28.11.2025 06:30:00 EET | Tiedote
Esi- ja perusopetuksen oppimisen tukea uudistettiin vuonna 2025, kun aiempi kolmiportainen malli korvattiin ryhmäkohtaisilla ja oppilaskohtaisilla tukitoimilla. Tavoitteena on tarjota tukea aiempaa oikea-aikaisemmin ja matalammalla kynnyksellä, mutta käytännön toteutus ja resurssit vaihtelevat kunnittain. Jyväskylän yliopiston johtama tutkimushanke selvittää nyt, millaiseksi uudistus muotoutuu koulujen arjessa eri puolilla Suomea.
Ionien kierrätys avaa tien raskaimpien alkuaineiden tutkimukseen27.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen (CERN) ISOLDE-laitoksen tutkijat ovat kehittäneet sähköstaattisen loukun ja lasereiden yhdistelmään perustuvan mittausmenetelmän, mikä voi auttaa selvittämään harvinaisimpien ja vähiten tunnettujen alkuaineiden kemiallisia ominaisuuksia. Myös Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen tutkija Mikael Reponen on ollut mukana laitteiston valmistelussa.
Arto Hautala on Jyväskylän yliopiston uusi ja Suomen ainoa fysioterapian professori27.11.2025 06:30:00 EET | Tiedote
Arto Hautala aloitti 1.11.2025 fysioterapian ja kuntoutuksen professorina Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa. Professuuri on tällä hetkellä alan ainoa Suomessa.Julkaistu 26.11.2025
Kiertotalous varmistaa kriittisten metallien saatavuuden – Tutkijoiden video kertoo, kuinka jätteestä syntyy seuraavan sukupolven materiaaleja26.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Kiertotalous tarjoaa ratkaisuja kriittisten metallien saatavuuden turvaamiseen. Uudella videolla Jyväskylän ja Turun yliopiston asiantuntijat kertovat, miten teollisuuden jäte- ja sivuvirroista voidaan kierrättää arvokkaita metalleja hyödyntämällä innovatiivista 3D-filtteriteknologiaa sekä yhdisteitä, joita käytetään talteenotossa ja uusien materiaalien valmistuksessa.
Väitös: Yhteisöohjautuvuus mahdollistaa tiimin joustavan toiminnan yhteisten tavoitteiden saavuttamiseksi (Keronen)26.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Yhteisöohjautuvuudella voidaan tukea työntekijöiden motivaatiota ja hyvinvointia sekä organisaation tavoitteita kestävällä tavalla. Tämä edellyttää yksilöiden aloitteellisuutta ja aktiivisuutta sekä yhteisöllisiä työn tekemisen tapoja. Jyväskylän yliopistossa tarkastettavassa väitöskirjassa avataan, miten yhteisöohjautuvuus rakentuu työntekijöiden välillä ja miten yhteisöohjautuvuutta tuetaan työssä tapahtuvissa oppimistilanteissa lähijohtamisen keinoin.
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