Kansainvälisenä Valon päivänä 21.10.2016 Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Oulun yliopisto järjestivät avoimien ovien tilaisuuden, jossa kiinnostuneille tarjottiin muutakin kuin mehua ja pullaa. Tapahtuman tarkoitus oli tehdä optiikkaa, optoelektroniikkaa ja fotoniikkaa tutuksi luentojen sekä aktiviteettien avulla.
Oulun yliopistollisen sairaalan radiologian klinikan tutkija ja tohtorikoulutettava Vesa Korhonen oli saapunut tilaisuuteen esittelemään aivokuvausta valon avulla. Pääsin jututtamaan häntä lähemmin.
Pidit juuri esitelmän aivokuvauksesta. Tutkija Vesa Korhonen, mistä tässä oikein on kyse?
Esittelin tosiaan tiivistetysti ja helppotajuisesti aivojen kuvaamista valon avulla. Aihe on osa väitöstutkimustani, jota teen Oulun yliopistollisen sairaalan radiologian klinikalla OFNI-tutkimusryhmässä. Oulu Functional NeuroImaging on Vesa Kiviniemen johtama monitieteinen toiminnallisen neurokuvantamisen tutkimusryhmä.
Tutkin väitöskirjassani multimodaalista neurokuvantamisjärjestelmää aivojen toiminnan mittaamisessa, joka pitää sisällään NIRS-, EEG-, NIBP- ja fMRI-laitteiden sekä anestesiamonitorin yhtäaikaisen käytön ja niistä saatavien tulosten mittaamisen ja vertailun. Erityisesti minun vastuullani on ollut NIRS-mittauslaitteen avulla saadun tutkimusdatan analysointi ja laitteen jatkokehittely.
Mikä tämä NIRS-laite on? Miten se toimii?
NIRS tulee sanoista near infrared spectroscopy eli lähi-infrapunaspektroskopia. Lähi-infrapuna-alueeksi katsotaan sähkömagneettinen säteily, jossa valon aallonpituudet ovat väliltä 650−950 nanometriä. NIRS-mittauslaitteen avulla saadaan tietoa esimerkiksi veren happipitoisuuden vaihtelusta aivoissa.
NIRS-laite on kehitetty sairaalan tarpeita ajatellen. Piti kehittää laite, joka on yhteensopiva magneettikuvauslaitteen kanssa, eli siksi se ei saanut sisältää ferromagneettisia aineita, kuten rautaa tai rautaseoksia, ja valon lähettämisessä ja vastaanottamisessa käytetään valokuituja. Valolähteinä laitteessa käytetään eri teholedejä lähi-infrapuna alueelta. Valokuidut kiinnitetään NIRS-pantaan, jossa lähettimen ja vastaanottimen välisen etäisyyden on oltava tarpeeksi pitkä, sellaiset 2−4 cm, jotta vastaanotettava valo tulee riittävän syvältä. Valon on kuljettava ihon, luun ja aivoselkäydinnesteen läpi aivojen harmaaseen ainekseen ja takaisin vastaanottimeen. Vastaanotetut signaalit antavat meille tietoa erityisesti aivojen hapetuksesta, joka heijastelee hermoston toimintaa.
NIRS-mittauslaite on kehitetty aiempien opintojeni diplomityövaiheessa. Olen valmistunut tietotekniikan diplomi-insinööriksi optoelektroniikan ja mittaustekniikan laboratoriosta. Diplomityöhöni kuului laitteen toteutus ja kehittely. Voisi oikeastaan sanoa, että tämä mies on kulkeutunut laitteen perässä Oulun yliopistolliseen sairaalaan töihin.
Miten laite liittyy aivolymfooman hoitoon?
Oulun yliopistollisessa sairaalassa on siirrytty antamaan tehokasta BBBD-hoitoa (blood brain barrier disruption) ensisijaisena hoitomuotona primaarisen aivolymfooman hoidossa perinteisen Bonnin hoidon sijasta. Alun perin amerikkalaisten neurokirurgien kehittämästä BBBD-hoidosta on saatu Oulussa myönteisiä kokemuksia. BBBD-hoidossa tärkein juju on saada 100-kertainen määrä lääkettä veriaivoesteen takana sijaitsevaan aivolymfoomaan ilman suurta leikkausoperaatiota.
BBBD-hoidossa veriaivoeste saadaan hetkellisesti avattua ruiskuttamalla mannitolia valtimoon, minkä jälkeen on mahdollista antaa syöpäsolujen tuhoamiseen tarkoitettuja lääkkeitä, solunsalpaajia, aivojen suojamekanismina toimivan veriaivoesteen taakse. EEG- ja NIRS-signaalien avulla voidaan arvioida hoidolle tärkeän veriaivoesteen avautumisen astetta. Tämä on erityisen tärkeää, koska jos veriaivoeste ei avaudu riittävästi, niin hoito ei tehoa. Toisaalta, jos veriaivoeste aukeaa liikaa, niin potilaalla on suuri riski saada jokin komplikaatio, kuten aivoödeema. Laitteessa on suuri potentiaali BBBD-hoidon tukena, ja siksi tärkeätä tutkimustyötä ja laitteen kehittelyä on syytä jatkaa.
