Diagnostiikan asiantuntijoista, kuten patologeista, on huutava pula etenkin monissa resurssiköyhissä maissa. Myös Suomessa ja muissa länsimaissa on viime vuosina törmätty samaan ongelmaan. Monissa tapauksissa diagnoosin tekeminen olisi tehokkaampaa, nopeampaa ja edullisempaa, jos patologin tai mikrobiologin lausunnon voisikin saada etäyhteyden avulla, mahdollisesti myös koneälyn avustamana.
Helsingin yliopiston Suomen molekyylilääketieteen instituutissa FIMMssa toimiva Johan Lundinin tutkimusryhmä on tarttunut tähän haasteeseen ja kehittänyt pienikokoisen ja edullisen mobiilimikroskooppilaitteen. Laite on langattomassa yhteydessä pilvipalvelimeen, johon kuvat voidaan siirtää konenäköanalyysia varten.
– Jotta mobiilidiagnostiikka olisi mahdollista, tarvitaan ensinnäkin helposti siirreltävä, edullinen ja luotettava laite, jonka avulla tutkimusnäyte pystytään digitalisoimaan. Pelkkä laitteiston kehittäminen ei kuitenkaan riitä, sillä koko prosessin – digitalisoinnin, kuvatiedoston siirtämisen, diagnoosin teon ja tiedon palauttamisen takaisin potilaan lähikontaktille – pitää toimia moitteettomasti, Johan Lundin kertoo.
Lundinin ryhmän kehittämän MoMic-laitteen lähtökohtana on ollut käyttää erittäin edullisia, alun perin matkapuhelimia varten kehitettyjä komponentteja. Laite eroaa kuitenkin merkittävästi useista viime aikoina julkaistuista älypuhelimen linssin eteen liitettävistä lisälaitteista, joilla luodaan mikroskoopin kaltainen suurennos. MoMic saavuttaa laboratoriotason mikroskoopin erottelukyvyn ja skannaa näytteestä diagnoosia varten riittävän kokoisen alueen. Koko laite on niin pieni, että se kulkee tavallisessa kameralaukussa.
FIMMin lisäksi Ruotsin Karoliinisessa instituutissa työskentelevä Lundin on hiljattain saanut kahdelta taholta merkittävää rahoitusta mobiilimikroskoopin jatkokehittämiseen. Laitteen ja koko etädiagnosointiin liittyvän prosessin toimivuutta testataan parhaillaan kenttäolosuhteissa Tansaniassa ja myöhemmin tänä vuonna suomalaisissa leikkaussaleissa. Mukana hankkeessa ovat myös Oulun yliopisto, Muhimbilin yliopisto Tansaniassa sekä muutama suomalainen pienyritys.
Tansaniassa tutkimusryhmä keskittyy loistautien, kuten malarian, sekä syöpätautien etädiagnostiikan kehittämiseen. Maassa on n. 45 miljoonaa asukasta, mutta koulutettuja patologeja vain parikymmentä. Siksi diagnoosipalvelujen saaminen etäyhteyden kautta parantaisi potilaiden tilannetta merkittävästi.
Ruotsin johtava tiedettä tukeva taho, Vetenskapsrådet, on myöntänyt Tansanian kolme vuotta kestäville kenttätutkimuksille rahoituksen. Kenttätutkimuksien kohteena on mm. Yombon kylä Dar es Salaamin lähettyvillä.
– Yombon terveysasema on hyvin vaatimattomasti varustettu. Sinne ei saada läheskään aina sähköä, mutta lähettyvillä on kaksikin matkapuhelimen tukiasemaa, kuvailee Lundin.
Aiemmin laboratorioon sidottu mikroskooppi onkin nyt mahdollista viedä sinne, missä potilas on.
Suomessa Lundinin ryhmälle on juuri myönnetty Tekesin Tutkimuksesta liiketoimintaa –rahoitusta vuoden ajaksi. Tämän rahoituksen turvin testataan mobiilimikroskoopin soveltumista syöpäleikkausten yhteydessä tarvittavien patologin lausuntojen saamiseen.
Vuoden kestävään kokeiluun osallistuvissa sairaaloissa potilasnäytteet diagnosoidaan sekä paikan päällä että digitalisoidun näytteen avulla. Leikkaussalihenkilökunnan kokemuksia keräämällä ja mobiilimikroskoopin avulla tehtyjä diagnooseja paikan päällä tehtyihin vertaamalla saadaan tietoa, jonka avulla laitetta voidaan edelleen kehittää. Tekesin rahoituksen turvin ja Helsingin Innovaatiopalvelujen (HIS) avulla selvitetään myös keksinnön kaupallistamismahdollisuuksia.
Lundinin mukaan mobiilimikroskooppi soveltuu hyvin myös tutkijoiden käyttöön, esimerkiksi syöpätutkimuksessa biomerkkiaineiden ilmentymisen määrittämiseen kudos- ja solunäytteissä.
Mobiilimikroskoopin soveltuvuus syöpädiagnostiikkaan on osoitettu joulukuussa PLOS ONE – tiedelehdessä julkaistussa artikkelissa. Tulokset osoittivat, että mobiilimikroskoopilla digitalisoitujen rintasyöpänäytteiden estrogeenireseptorien määrä pystyttiin arvioimaan samalla osumatarkkuudella kuin huomattavasti kalliimmilla laitteilla digitalisoitujen näytteiden.
Lundinin erityisen mielenkiinnon kohteena on myös diagnoosien tekoa helpottavien, koneälyyn perustuvien sovelluksien kehittäminen.
– Uskon, että jo tänä vuonna pääsemme testaamaan näiden uusien konenäköön perustuvien menetelmien soveltuvuutta kuvapohjaiseen diagnostiikkaan, hän sanoo.
Artikkeli: "Quantification of Estrogen Receptor-Alpha Expression in Human Breast Carcinomas With a Miniaturized, Low-Cost Digital Microscope: A Comparison with a High-End Whole Slide-Scanner"
Lisätietoja
Tutkimusjohtaja Johan Lundin
Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM
Sähköposti: johan.lundin@helsinki.fi
Puhelin: 050 415 5459