UU Innovation

Kroppens inre studeras med ny banbrytande teknologi

2016-05-21

En bild säger mer är tusen ord brukar det heta och det gäller inte minst inom medicinsk forskning och läkemedelsutveckling. Forskare och läkare kommer nu kunna omvandla komplex medicinsk data från helkroppsundersökningar till mer informativa och överskådliga bilder med hjälp av ny teknologi från forskare vid Uppsala universitet. Det kommer att ge ökad sjukdomsförståelse och på sikt tidigare och mer korrekta diagnoser, samt göra det enklare att välja rätt terapi och följa upp behandlingseffekter.

Helkroppsscanning är särskilt värdefullt vid sjukdomstillstånd där hela kroppen påverkas, som vid cancer och metabola sjukdomar så som diabetes där kroppens samtliga vävnader kan drabbas. Magnetisk resonanstomografi (MR), positronemissionstomografi (PET) och datortomografi (CT) är alla tekniker som används inom sjukvården för att avbilda hela kroppen. MR används idag för att upptäcka en rad sjukdomar och tillstånd, som exempelvis cancer. Det är en ofarlig och flexibel teknik med stor potential, men tekniken har begränsats av att det tidigare har varit svårt och tidskrävande att manuellt hantera och analysera den enorma mängden bilder. Genom att kombinera de två teknikerna PET och MR i en integrerad PET/MR-kamera kan man även få bilder som överensstämmer anatomiskt och tidsmässigt och på molekylär nivå studera och förstå olika processer i kroppen.

– Helkroppscanning är ett kritiskt verktyg inom forskning och sjukvård, men det har inte använts fullt ut. Den största utmaningen har varit att ta hand om och analysera all bilddata som genereras. Det har också varit svårt att jämföra bilder från undersökningar som gjorts vid olika tillfällen. Men nu har vi utvecklat en mjukvara som automatiskt hanterar och analyserar all information som samlats in i bilderna på ett bra sätt, säger Joel Kullberg, docent och forskare vid Institutionen för kirurgiska vetenskaper.

Tillsammans med kollegorna docent Robin Strand och professor Håkan Ahlström har han utvecklat bildanalyskonceptet Imiomics. De har arbetat hårt för att få till en robust bildbehandlingsteknik. Den nya teknologin är tänkt att användas inom sjukvården, även om det nu närmast handlar om forskning. Tekniken är patentsökt och diskussioner förs med industrin för utveckla det affärsmässiga kring produkten.

– Det är en automatiserad, kvantitativ och objektiv metod som analyserar hela kroppen. All data tas omhand, även den som inte syns i bilden. Miljontals mätvärden från hela kroppen analyseras och det gör att vi får en bättre helhetsbild av sjukdomen och en bättre sjukdomsförståelse. Det är inte minst värdefullt när man vill utveckla nya läkemedel och för att se effekter av nya läkemedel och behandlingsmetoder, menar Joel Kullberg.

All den information som tas tillvara gör att man inom sjukvården lättare kan detektera, karakterisera och bestämma utbredning av sjukdom, samt underlätta valet av bästa behandling för varje enskild patient. Den gör att också att man vid diagnostillfället bättre kan förutspå sjukdomsprognosen. Man hoppas också tidigare kunna utvärdera effekten av både etablerad och ny behandling. Slutligen kan de datoriserade metoderna som utarbetas för att ta hand om och analysera all tillgänglig information ge ny information som annars inte skulle vara möjlig att få fram.

– Förutom information om kroppens sammansättning kan man med MR-bilder få information om blodflöden, syrgaskonsumtion, koncentration av vissa molekyler och vattenmolekylers rörelse.
Vid PET tillför man ett radioaktivt ämne för att spegla graden av genomblödning, syre- och glukosförbrukning, celldöd, kärlnybildning, samt koncentration av receptorer och enzymer i olika organ, främst hjärna och hjärta, berättar Joel Kullberg.

Den mjukvara som har utvecklats kan installeras direkt på scanners som samlar in bilder och analysen kan göras både på enskilda patienter, men den öppnar också upp för att kunna jämföra större grupper, till exempel analysera vad det finns för skillnader mellan sjuka och friska individer.

– Förutom underlättad diagnostik behövs tekniken för att kunna matcha utvecklingen på läkemedelsfronten där behandlingar individanpassas allt mer, menar Joel Kullberg, och tillägger att det var ett ganska utmanande problem och vi tvekade först om vi verkligen skulle försöka ta oss an detta. Men nu har vi tagit fram en teknik som fungerar bra och vi kan verkligen se att produkten kan göra medicinsk nytta.

Joel Kullberg, Håkan Ahlström och Robin Strand har tillsammans utvecklat bildanalyskonceptet Imiomics.