Suomessa kehitettyä edullista ja helposti liikuteltavaa mobiilimikroskooppia voidaan hyödyntää trooppisten loisinfektioiden diagnosoimiseen ja syöpään viittaavien muutosten tunnistamiseen kudos- ja solunäytteistä. Mobiilimikroskoopin prototyyppiä testataan tänä vuonna Tansaniassa ja Keniassa toteutettavilla kenttäkokeilla. Tutkijoiden päätavoitteena on nopea etädiagnostiikka keinoälyn tuella.

Diagnostiikan alan asiantuntijapula konkretisoituu pahimmin resurssiköyhissä maissa. Etäyhteyden kautta saatavat asiantuntijalausunnot voisivatkin helpottaa potilaiden diagnosointia ja oikean hoidon saamista merkittävästi. 

Helsingin yliopiston HiLIFE:een kuuluvan Suomen molekyylilääketieteen instituutin FIMMin tutkimusjohtajan Johan Lundinin ryhmä tutkii etädiagnostiikan mahdollistavia laitteita ja sovelluksia. Mobiilimikroskooppilaite MoMic perustuu matkapuhelimia varten kehitettyihin edullisiin komponentteihin, joiden avulla näytteet digitalisoidaan. Laite on langattomassa yhteydessä pilvipalvelimeen, johon kuvat siirretään joko asiantuntijan tekemää diagnoosia tai konenäköanalyysia varten.

– Parhaassa tapauksessa MoMic-projektin puitteessa kehitetyt laitteet ja sovellukset voivat merkittävästi helpottaa resurssiköyhien maiden terveydenhuollon diagnostisia prosesseja ja täten potilaiden oikeaa hoitoa, toteaa etädiagnostiikasta väitöskirjaa valmisteleva lääketieteen opiskelija Oscar Holmström.

Tutkimusryhmän uusimmat tulokset on juuri julkaistu Global Health Action –tiedelehdessä. Holmström osoitti, että mobiilimikroskoopilla digitoitujen uloste- ja virtsanäytteiden tarkkuus riittää loismadon aiheuttaman skistosomiaasin ja erilaisten suolistomatoinfektioiden todentamiseen. Jo aiemmin tutkimusryhmä on osoittanut mobiilimikroskoopin soveltuvan esimerkiksi rintasyöpänäytteiden analysointiin.

Varsinaiseen tulikokeeseen laite kuitenkin pääsee vasta kenttäolosuhteissa Afrikassa.  Tutkimusryhmä onkin jo vieraillut kenttäkokeiden kohteeksi valikoituneessa Fogo Fogon alakoulussa Pohjois-Tansaniassa, jossa tutkimusta tehdään yhdessä Muhimbilin yliopiston kanssa. Helmikuussa toteutetun kenttäjakson aikana tutkimusryhmä keräsi paikallisen koulun oppilailta näytteitä skistosomiaasin diagnosointia varten. Näiden näytteiden perusteella tutkimusryhmä on kehittänyt diagnosointimenetelmää sekä koneälyyn perustuvia tunnistusalgoritmeja edelleen. Myöhemmin syksyllä tutkijat palaavat samaan kylään testaamaan etädiagnostiikkaa käytännössä.

– Ensimmäisen kenttäjakson aikana testasimme myös näytteiden skannaamista ja kuvien lähettämistä etädiagnosointia varten. Paikalliset matkapuhelinverkot toimivat tarpeeksi nopeasti ja luotettavasti kuvien lähettämistä varten, mutta sähkön puute koulussa tuli meille yllätyksenä. Seuraavaa kenttäkoetta varten mobiilimikroskooppi tullaan varustamaan paremmalla akulla, kertoo Helsingin yliopiston lisäksi Ruotsin Karoliinisessa instituutissa työskentelevä Lundin.

Keskimäärin Afrikan maissa patologeja on vähemmän kuin yksi miljoonaa asukasta kohden.  Siksi resurssiköyhissä maissa tehdään kohdunkaulan syövän esiasteiden löytämiseen tähtääviä papakokeita hyvin rajoitetusti. Seulontaohjelmien solutason diagnostiikan puuttumisen takia syöpädiagnoosi tehdään yleensä liian myöhään, ja kohdunkaulan syöpä onkin Afrikassa naisten yleisin kuolemaan johtava syöpä.

Lundinin tutkimusryhmässä työskentelevän lääketieteen tohtori Nina Linderin mukaan mobiilimikroskooppi sopisi hyvin myös kohdunkaulan solunäytteiden seulomiseen.

– Kehitämme parhaillaan biopankkinäytteiden avulla algoritmia, jonka avulla vakavimmat solumuutokset voitaisiin tunnistaa. Papanäytteiden tutkimista mobiilimikroskoopilla pyritään myös testaamaan kenttäolosuhteissa yhteistyössä Keniassa toimivan Kinondon sairaalan kanssa vielä tämän vuoden aikana.

Kenttätutkimuksia ja MoMicin kehittämistä sekä kaupallistamista ovat rahoittaneet Ruotsin Vetenskapsrådet ja Tekes. Mukana hankkeessa ovat myös Helsingin Innovaatiopalvelut Oy, Karoliininen instituutti, Uppsalan yliopisto, Oulun yliopisto, Muhimbilin yliopisto Tansaniassa, Kinondon sairaala Keniassa sekä muutama suomalainen pienyritys.

Alkuperäiset julkaisut:

Holmström O, Linder N, Ngasala B, Mårtensson A, Linder E, Lundin M, Moilanen H, Suutala A, Diwan V, Lundin J. Point-of-care mobile digital microscopy and deep learning for the detection of soil-transmitted helminths and Schistosoma haematobium. Global Health Action. 2017;10(sup3):1337325.

Bogoch II, Lundin J, Lo NC, Andrews JR. Mobile phone and handheld microscopes for public health applications. The Lancet Public Health 2017.2(8):e355.

Lisätietoja:

Tutkimusjohtaja Johan Lundin

Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM

HiLIFE, Helsingin yliopisto

Puh: 050-415 5459

Sähköposti: johan.lundin@helsinki.fi