Tieteestä
Uusi laite mittaa aivot kahdella tavalla Tutkijoiden tavoitteena on, että uusi teknologia on valmis sairaalakäyttöön ja kaupallistettavaksi vuoden 2021 loppuun mennessä. Teksti: Tiina Aulanko-Jokirinne Kuva: Kalle Kataila JOUKKO NEUROTIETEEN ja -teknolo-
gian tutkijoita on kehittänyt uudenlaisen aivokuvantamislaitteen. Laite yhdistää samaan kuvaan magnetoenkefalografian (MEG) antaman tiedon aivojen toiminnasta ja uudentyyppisen magneettikuvauksen (MRI) antaman rakenteellisen tiedon paljon tarkemmin kuin aiemmilla menetelmillä on ollut mahdollista. MEG mittaa aivojen tuottamia erittäin pieniä magneettikenttiä kallon ulkopuolelta, ja menetelmän avulla saadaan tietoa hermoston toiminnasta. MRI:stä taas saadaan tarkkoja malleja aivojen rakenteesta. Yhdistelmälaite hyödyntää mittauksissa VTT:n kehittämiä herkkiä suprajohtavuuteen perustuvia antureita. Suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö, jossa sähköinen vastus katoaa tietyn lämpötilan alapuolella.
Entistä tarkempaa tietoa
Yhdistelmälaitteella voidaan mitata sekä aivojen tarkka rakenne että niiden synnyttämät magneettikentät. Näin aivoaktiivisuudesta saadaan luotettavampi ja tarkempi kuva.
”Tarkemmasta mittauksesta voi olla apua esimerkiksi epileptisen aivotoiminnan paikantamisessa ennen leikkausta. Uuden laitteen avulla pystyttäneen myös paremmin erottamaan aivokasvaimet terveestä kudoksesta ennen syöpäleikkauksia”, sanoo neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksen johtaja, professori Risto Ilmoniemi Aalto-yliopistosta. Laite lisää myös ymmärrystä siitä, miten eri aivoalueet ovat yhteyksissä toisiinsa. Tämä auttaa hahmottamaan poikkeuksia aivojen toiminnassa esimerkiksi depression yhteydessä tai Alzheimerin taudin edetessä. Parantunut tarkkuus voi olla hyödyksi myös aivoinfarktin, autismin ja tapaturmaisen aivovamman tutkimisessa sekä aivojen perustutkimuksessa.
Pois ahtaasta, meluisasta putkesta Perinteinen magneettikuvaus suoritetaan ahtaassa ja pitkässä putkessa, ja laitteesta kuuluu voimakkaita ääniä. Nyt kehitettävä uusi teknologia mahdollistaa hiljaisen ja avoimemman laitteen, jossa
potilas makaa sängyllä, jonka päädyssä on kypärän muotoinen paikka päälle. ”Tämä tekee käytöstä sujuvampaa ja mittaustilanteesta miellyttävämmän. Laite myös sopii kaikenkokoisille ihmisille”, sanoo Koos Zevenhoven, joka johtaa prototyypin laitteistoa ja menetelmiä kehittävää tutkimusryhmää. Prototyyppiin liittyy monenlaista kehitystyötä, ja herkän mittauslaitteiston osat on saatava yhteensopiviksi keskenään. Laitteen sisällä on nesteheliumia, jonka lämpötila on vain neljä astetta absoluuttisen nollapisteen (–273,15 ºC) yläpuolella. Etäisyys heliumista kuvattavan päähän on vain pari senttimetriä, mutta termospullon tapaisen rakenteen ansiosta potilas ei altistu lainkaan matalalle lämpötilalle. Haastavinta on tehdä hyvin herkät magneettiset mittaukset samalla, kun magneettikuvauksessa käytetään voimakkaita magneettikenttäpulsseja. Laitteen osat pitää suunnitella mahdollisimman kohinattomiksi ja häiriöttömiksi, jotta mitattavat signaalit eivät peittyisi. ”Koska teknologia eroaa perinteisestä magneettikuvauksesta kaikilta osin, olemme joutuneet suunnittelemaan monia uudenlaisia laitteita ja ratkaisuja”, sanoo Koos Zevenhoven. Tavoitteena on saada teknologia vuoden 2021 loppuun mennessä sellaiselle tasolle, että se voidaan kaupallistaa ja ottaa käyttöön sairaaloissa. Laite on kehitetty kahdessa Aalto-yliopiston vetämässä EU-hankkeessa. Nyt alkavassa Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa tavoitteena on varmistaa laitteen soveltavuus potilaskäyttöön. Hankkeen kokonaisbudjetti on vajaa miljoona euroa. • Uusi teknologia mahdollistaa hiljaisen ja avoimemman laitteen, jossa kuvattava makaa mukavasti sängyllä. Kuvassa vasemmalta Risto Ilmoniemi ja Koos Zevenhoven. AALTO UNIVERSITY MAGAZINE 26 \ 45