Suomessa kehitetty tekoälyä hyödyntävä mobiilimikroskooppi voi helpottaa monien infektioiden ja syöpämuutosten diagnostiikkaa varsinkin kehittyvissä maissa, missä terveydenhuollon resurssit ovat heikot.

Suomen molekyylilääketieteen instituutin FIMMin tutkimusjohtajan Johan Lundinin ryhmän kehittämän MoMic-mobiilimikroskooppilaitteen erottelukyky osoittautui Global Health Action -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa riittäväksi loismadon aiheuttaman skistosomiaasin ja erilaisten suolistomatoinfektioiden todentamisessa.

– Laite säästää myös hurjasti aikaa diagnostiikassa. Se tunnistaa esimerkiksi selvärajaiset loismadon munat hetkessä, kun silmämääräisesti yhden näytteen tutkimiseen voi mennä jo 5–10 minuuttia, Lundin sanoo.

Aiemmin sama tutkimusryhmä on osoittanut, että mobiilimikroskooppi soveltuu esimerkiksi rintasyöpänäytteiden analysointiin.

Mobiilimikroskoopin prototyyppiä on testattu tänä vuonna kenttäkokeissa Tansaniassa.

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.

Laitteen teknisestä suunnittelusta ja prototyyppien valmistuksesta on vastannut Oulun yliopiston laboratorioinsinööri Hannu Moilanen.

Johan Lundinin mukaan ensi vuoden alussa alkavassa toisessa kenttätutkimuksessa mobiilimikroskooppia testataan isommilla näytemäärillä. Tavoitteena on parantaa järjestelmän diagnostista tarkkuutta.

– Kuvapohjainen tekoäly on kehittynyt huimasti parin viime vuoden aikana syväoppimisen johdosta. Kun esimerkkejä on riittävän paljon ja monipuolisesti, niin algoritmi oppii toistamaan sen, mitä asiantuntija on sille näyttänyt, Lundin sanoo.

Lundinin tutkimusryhmässä työskentelevän lääketieteen tohtorin, dosentti 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, Linder sanoo.

Afrikan maissa on patologeja vähemmän kuin yksi miljoonaa asukasta kohden. Siksi niissä 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.

– Kenian etelärannikolla on neljä miljoonaa ihmistä ja kaksi patologia, jotka molemmat ovat Mombasassa. Kehittyvissä maissa vastauksen saaminen esimerkiksi papanäytteestä voi kestää viikkoja, Lundin toteaa.

Mobiillimikroskooppia voitaisiin Lundinin mukaan käyttää periaatteessa kaikkien sellaisten infektio- ja syöpätautien diagnostiikassa, jotka todennetaan mikroskoopin avulla. Tutkimusryhmä onkin alustavasti jo suunnitellut tutkimusta esimerkiksi malarian diagnosointiin mobiilimikroskoopilla.

– Myös tuberkuloosi voitaisiin diagnosoida sen avulla. Edellytyksenä on, että potilaan vieressä voidaan valmistaa esimerkiksi yskösnäyte tai verisively. Edullisiin komponentteihin perustuva kuvanerottelutekniikka ei kuitenkaan riitä kaikkein pienimpien taudinaiheuttajien tunnistamiseen.

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 suomalaiset pienyritykset Laser Probe LP Oy ja Fimmic Oy.

Juttu on julkaistu 29.9.2017 Infektiot-teemasivuilla Mediuutisten numerossa 33/2017.