Hyperspektrikamera havaitsee sen, mitä ihmissilmä ei näe – esimerkiksi ihosyövän esiasteen kasvoissa. Suomalaista huippuinnovaatiota on ollut kehittämässä nuori lääkäri Noora Neittaanmäki-Perttu.
– Moni ajattelee, että me ihotautilääkärit vain määräilemme rasvoja. Vaikka paikallishoidot ovatkin tärkeä osa ihotautien hoitoa on tämä ala paljon muutakin, sanoo lääketieteen tohtori, ihotauteihin erikoistuva lääkäri Noora Neittaanmäki-Perttu.
Neittaanmäki-Perttu on mukana tutkimusryhmässä, joka on kehittänyt käänteentekevän ihotautien kuvantamislaitteen. Hyperspektrikameralla voidaan muutamassa sekunnissa ottaa kuva, josta voidaan havaita esimerkiksi ihosyövän esiasteet tai ihokasvaimen rajat laajalta alueelta.
Laaja erikoisala
Ennen kuin alamme puhumaan kamerasta, keskustelemme Nooran valitsemasta erikoisalasta.
– Iho- ja sukupuolitautien erikoisalaan kuuluvat varsinaisten ihosairauksien lisäksi ihosyövät, allergologia ja sukupuolitaudit, Neittaanmäki-Perttu luettelee.
– Alalla on käytössä laaja kirjo hoitoja paikallishoidoista biologisiin ja immunosuppressiivisiin lääkkeisiin. Hoidot kehittyvät kovaa vauhtia, Noora kertoo.
Erityisesti biologiset lääkkeet ovat mullistamassa vaikeiden ihosairauksien hoitoa.
– Nämä biologiset lääkkeet ovat spesifisiä, targetoituja lääkkeitä. Kaikki lähtee immunologian tuntemisesta, ja sitä hyödyntäen on pystytty kehittämään molekyylitasolla uusia lääkkeitä esimerkiksi psoriasiksen hoitoon, Neittaanmäki-Perttu kertoo.
Myös ihokirurgia on osa erikoisalaa. Esimerkiksi Helsingin iho- ja allergiasairaalassa leikataan noin 70 prosenttia HYKSin alueen ihosyövistä.
Auringonpalvonnalle stoppi
Ihosyöpien määrän jatkuva kasvu huolestuttaa ihotautilääkäriä.
– Tätä vauhtia meillä alkaa resurssit paukkua joka puolella, Neittaanmäki-Perttu täräyttää.
Syöpien määrän lisääntymistä selittää osittain väestön ikääntyminen ja toisaalta tehokkaampi diagnostiikka, jossa esimerkiksi melanoomat löydetään varhaisemmassa vaiheessa.
Vaikka auringon uv-säteilyn välttämisestä ja aurinkosuojan tarpeesta on valistettu kansaa jo pitkään, viesti ei tahdo mennä kaikilla jakeluun.
– Edelleenkin trendi on se, että porukka haluaa ruskettaa itseään kesällä ja etelän lomilla. Siitä käyttäytymisestä pitäisi päästä eroon, sillä rusketus itsessään on jo DNA-vaurion merkki, Noora muistuttaa.
Visuaalisuus kiinnosti ihotaudeissa
Noora Neittaanmäki-Perttu valmistui lääketieteen lisensiaatiksi Kuopiosta vuonna 2009.
– Viimeisenä vuonna opinnoissa oli ihotautikurssi. Se oli hyvin mielenkiintoinen, ja kiinnostukseni heräsi heti. Tajusin, että nämä sairaudet havaitsee ihan silmillä katsomalla, Noora kertoo.
Verrattuna moniin aloihin, joilla tarvitaan paljon kuvantamista tai laboratoriotutkimuksia potilaan tilan arvioimiseksi, ihotaudeissa diagnoosi usein näkyy päällepäin.
– Toki dermatologiassa tarvitaan histologista varmennusta diagnooseille ja tueksi myös laboratoriodiagnostiikkaa. Silti juuri tämä visuaalisuus houkutti minut ihotautien puoleen, Neittaanmäki-Perttu sanoo.
Vaikka ulkopuolisen silmin ihotaudit saattavat näyttää yököttäviltä, dermatologille ne ovat kiinnostavia. Toisaalta oman työn tuloksien silminnähtävyys palkitsee.
– Ei ainoastaan sairauden vaan myös hoitotuloksen voi havaita omin silmin, Noora muistuttaa.
Visuaalisuus vietiin eteenpäin
Tuo visuaalisuus, joka houkutti Neittaanmäki-Perttua ihotautialalle, on nyt viety aivan uudelle tasolle. Teknologian tutkimuskeskus VTT:n kanssa yhteistyössä tehtävän tutkimusprojektin kehittämä erikoiskamera näkee asioita, joita ihmissilmä ei havaitse. Syövän esiasteet voivat löytyä ihoa kuvaamalla ja apua saattaa olla melanooman diagnostiikkaan.
– Hyperspektrikamera ottaa kuvan samanaikaisesti kymmenillä, jopa sadoilla eri aallonpituuksilla. Näin saadaan ikään kuin monta kuvaa päällekkäin, ja niissä on valtava määrä dataa. Tästä tietokuutiosta voidaan erotella eri pikseleiden spektrejä, Neittaanmäki-Perttu kertoo.
Tavallinen kamera operoi ainoastaan kolmella näkyvän valon aaltopituudella.
– Tiedämme, että esimerkiksi invasiivisen melanooman spektri on erilainen kuin ympäröivän ihon. Hyperspektrikameran avulla voimme ottaa kuvan, josta käy ilmi, missä iholla on maligneja alueita. Näin niistä saadaan piirrettyä eräänlainen esiintyvyyskartta.
Nopeampaa ja tarkempaa diagnostiikkaa
Diagnostiikka nopeutuu ja tarkentuu hyperspektrikameran avulla.
– Kameralla voidaan ottaa hyvin laaja kuva jopa 12 neliösenttimetrin alueelta. Jos potilaalla on esimerkiksi melanooman esiaste kasvoilla, kuvasta voidaan nähdä, mikä osa ihosta on sairas, Neittaanmäki-Perttu kertoo.
Samalla kamera auttaa välttämään potilaan operoimista useampaan kertaan, kun koko kasvain saadaan kerralla pois.
– Kun malignin alueen rajat tiedetään, ei tarvita toistuvia leikkauksia. Tämä on yksi esimerkki. Koko ajan keksimme uusia tutkimuksia, joita kameralla voi tehdä!
Osana moniammatillista tiimiä
Miten tulit itse mukaan kameraprojektiin?
– Olin hankkeessa mukana alusta alkaen. Olin ollut puolisen vuotta erikoistuvana lääkärinä Päijät-Hämeen keskussairaalassa, ja väitöskirjan aihetta etsittiin, kun tämä projekti tuli esille, Noora muistelee.
– Kamera oli laitteena olemassa, mutta sitä käytettiin muihin tarkoituksiin. Keksimme hyperspektrikameralle uuden sovelluksen ja lähdimme kehittelemään sitä.
Neittaanmäki-Perttu edustaa ihotautilääkäreitä moniammatillisessa yhteistyöryhmässä, joka on kameran kehittelyn takana.
– Prototyyppikameran rakensi VTT. Sitten meillä on mukana Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunnan matemaatikoita, jotka ovat kehittäneet mallintamispuolta eli niitä algoritmejä, joilla kameran tuottamaa dataa tulkitaan. Mukana on useampia sairaaloita, ja tässä kuussa saamme lisää kameroita testattavaksi.
– Kun ensimmäinen prototyyppi saatiin käyttöön, aloitimme suoraan potilaskokeilla, joissa kuvattiin eri ihosyöpätyyppejä. Tietysti kaikki tulokset on varmennettu histologisesti, Neittaanmäki-Perttu kertoo.
Potilaat ovat olleet mielellään mukana kehittämässä uutta teknologiaa. Tulokset ovat olleet niin lupaavia, että hyperspektrikamera ja sen sovellus on nyt patentoitu kotimaassa ja ulkomailla.
Maailmanluokan innovaatio
Voiko keksintöä kutsua jopa maailmanluokan innovaatioksi? Neittaanmäki-Perttu vastaa vaatimattomasti.
– On tämä ollut ihan mielenkiintoinen projekti, on se herättänyt kiinnostusta ulkomaillakin.
Vastaavia laitteita ei ole muualla kehitetty. Muita kuvantamistekniikoita on kyllä keksitty, mutta suomalainen hyperspektrikamera voittaa ne käyttökelpoisuudessa.
– On olemassa esimerkiksi optikaalinen koherenssitomografia, joka on vähän kuin ultraääni jossa käytetään valoa äänen sijasta. On konfokaalimikroskopia, joka on aivan erilainen tekniikka. On niin sanottu multispektritekniikka, mutta sekin on rajoitetumpi kuin tämä meidän sovelluksemme, Noora luettelee.
Suomalaisen hyperspektrikameran valttikortteja ovat keveys, käsikäyttöisyys ja laaja-alaisuus.
– Joissakin markkinoilla olevissa laitteissa puhutaan parin millin alueesta. Tämän kameran 12 neliösentin kuva-ala tarkoittaa koko poskea tai puolta otsasta yhdessä kuvassa, Neittaanmäki-Perttu kehuu.
Melanooma-selfie?
Kuinka kauan kestää, että hyperspektrikamerasta tulee ihotautilääkärin arkinen työväline?
– Meillä on nyt koossa pilottiaineisto, jota täytyy validoida laajemmalti. Tulokset ovat lupaavia. Kamera ei vielä ole kliinisessä käytössä, mutta aktiivisessa tutkimuskäytössä kylläkin. Sanoisin, että tuotteen kehittelyssä kuluu vielä useampia vuosia, Neittaanmäki-Perttu arvioi.
Teknologia-alan yritykset ovat jo heränneet uuden kameran mahdollisuuksiin. Useita vuosia saattaa kuitenkin vierähtää, ennen kuin laite on tuotteistettu ja kaupallistettu.
Vielä menee siis aikaa, että voi käydä otattamassa melanooma-selfien eli melfien?
Nooraa naurattaa.
– Siis tällaisia sovelluksiahan on jo kehitetty, että älypuhelimella voi ottaa ihosta kuvan ja analysoida sitä, mutta nämä eivät tietenkään perustu spektrianalyysiin vaan väreihin ja muotoihin. Tutkimukset ovat osoittaneet tällaiset täysin epäluotettaviksi.
Tutkimusrahoituksen tila huolestuttaa
Uutiset valtion vähenevästä tuesta lääketieteelliselle tutkimukselle huolestuttavat Noora Neittaanmäki-Perttua.
– On ihan päivänselvä asia, että jos rahat viedään, tutkimus vähenee.
– Jos uusia teknologioita ei voida kehittää, jämähdetään paikalleen! Lääketieteessä on aina etsittävä parempia menetelmiä, jotka helpottavat kliinistä työtä. Ajatelkaa vaikka aikaa ennen ultraääntä, Noora sanoo.
Tutkimusrahojen leikkauksilla voi olla kauaskantoisia seurauksia, Neittaanmäki-Perttu varoittelee.
– Ensinnäkin voi käydä niin, että lahjakkaat tutkijat lähtevät Suomesta pois, jos täällä ei ole mahdollisuuksia. Toiseksi on se, että tiede myös antaa: jotakin asiaa tutkimalla voidaan kehittää parempia ja tehokkaampia ratkaisuja. Rahaa säästyy, kun esimerkiksi turhista hoidoista päästään pois.
Nooran omissa suunnitelmissa on nyt uusien erikoistumisopintojen käynnistäminen: ihotauteihin erikoistuminen tulee loppuun tässä kuussa pian loppuun, ja patologiaan erikoistuminen alkaa. Tähtäimessä häämöttää ura ihopatologian alalla.
– Ehkä post-doc -jakso ulkomailla tulee kyseeseen jossain vaiheessa. Hyperspektrikamerahankkeen laajentamista Suomen ulkopuolelle on jo suunniteltu. Nyt siihen haetaan rahoitusta. Katsotaan, kuinka käy.
