Tarkempaa kuvaa aivoista elektroniikalla

Aivokuvantamistekniikoiden yhdistelmä voi tarkentaa syöpädiagnostiikkaa, joten Aalto-yliopistossa on kehitetty erittäin herkkiä suprajohtavia rakenteita matalien magneettikenttien mittaamiseksi. Kuvassa on magneettikenttien mittaamiseen käytettävä anturikypärä ja siihen liittyvää elektroniikkaa.

Aalto-yliopiston juuri päättyneessä hankkeessa kehitettiin erityisesti aivokuvantamistekniikoiden tarkkuutta. Kehitetty uudenlainen kuvantamisjärjestelmä on suunniteltu mittaamaan ja yhdistämään kahden kuvantamistekniikan signaaleja: magnetoenkefalografia (MEG) ja ultramatalien kenttien magneettiresonanssikuvantaminen (ULF MRI).

MEG mittaa aivojen tuottamia erittäin pieniä magneettikenttiä kallon ulkopuolelta, ja lääkärit saavat menetelmän avulla tietoa hermoston toiminnasta. MRI taas kartoittaa vetyatomien pyörivien ytimien kudosriippuvaista toimintaa ja muodostaa aivojen rakennekuvia.

”Olemme kehittäneet ensimmäisen koko pään peittävän mittausjärjestelmän, jossa samoilla antureilla mitataan sekä MEG- että ULF MRI -signaaleja”, kertoo Aalto-yliopiston hankkeen koordinaattori, professori Risto Ilmoniemi. Samanaikainen ULF MRI -mittaus antaa tarkan tiedon aivokuoren muodosta ja sijainnista mittalaitteeseen nähden.

Kuvantamisesta saadaan nyt huomattavasti entistä tarkempaa voitaessa käyttää hyväksi luotettavaa lisätietoa verrattuna nykytilanteeseen, jossa aivokuoren sijaintia ei tunneta tarkasti.

Berkeleyn yliopiston professori John Clarken ryhmä on kehittänyt ULF MRI -kuvantamista vuodesta 2004 lähtien käyttäen ainoastaan yhtä SQUID-anturia. Aalto-yliopiston Breakben-projekti vie yhdistelmäkuvantamisen seuraavaan vaiheeseen; käytössä on 120 ultraherkkää anturia.

Hankkeessa saavutetut läpimurrot avaavat aivojen kuvantamiselle täysin uudenlaisia mahdollisuuksia. ”Uskomme ULF MRI -tekniikan, sen sovellusten ja MEG-MRI-yhdistelmän mahdollistavan selkeästi entistä monipuolisemmat ja informatiivisemmat aivojen tutkimukset”, sanoo Ilmoniemi.

Aalto-yliopiston teknistä kehitystyötä Breakben-hankkeessa on johtanut Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksen tutkija Koos Zevenhoven. Tutkimusryhmä on saanut kehitysprojektin jatkoksi EU:lta Innovation Launchpad -rahoitusta tekniikan kaupallistamisvalmisteluja varten vuoteen 2021 asti. Uudenlaisella mittauslaitteelle on laajalti tarvetta, sillä aivotoimintojen häiriöistä pelkästään Euroopassa aiheutuu noin 800 miljardin euron vuotuiset terveydenhoito kustannukset.

Aalto-yliopiston lisäksi Suomesta mukana ovat VTT, HUS ja Micronova sekä Ruotsista Elekta, Saksasta tutkimuskeskus BTB ja Ilmenaun TUIL-yliopisto sekä Italiasta UdA-yliopisto ja Pescaran ITAB-instituutti.

Lisää: Breakben-hanken anturikypärän valmistaminen (LINKKI) ja kaikki tutkimusohjelman tiedejulkaisut (LINKKI)

Kuva: Marko Havu/Aalto-yliopisto

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta