Projektanslag

Snart kan dina hjärtslag och din hjärnaktivitet filmas

Dagens teknik för medicinsk avbildning, imaging, gör det möjligt att utan några ingrepp studera våra organ och vävnader. Nu är nästa steg att registrera vad som händer i kroppen, medan det händer. Forskare i Linköping är på väg att lyckas göra film av vårt inre.

Tomografi kallas det när man med olika typer av strålning avbildar människokroppen ett skikt i taget. Några av de vanligaste metoderna förkortas MR, PET och CT. Tillsammans med avancerade matematiska metoder ger de otroligt detaljerade bilder av våra organ och vävnader. Men nu är det dags att gå från bild till film.

– Vi vill se vad som händer när hjärtat slår, eller se hur hjärnans olika delar fungerar, säger Anders Ynnerman, professor i vetenskaplig visualisering vid Linköpings universitet.

Funktionella data ska bli användbara verktyg

I ett projekt finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse arbetar han och hans kollegor med att vidareutveckla dagens bildteknik. Funktionella data kallas data som beskriver kroppsfunktioner som blodflöde, rörelse, eller diffusion; hur vatten förflyttar sig inom och mellan vävnader. Med hjälp av sådana data kan man både studera processerna och göra simuleringar.

I projektet ingår experter på simuleringsteknik, bildanalys, flödessimulationer och hjärnsimulationer, radiologer, kardiologer och en medicinsk koordinator. Anders Ynnerman säger att kombinationen av teknisk kompetens och klinisk erfarenhet är unik.

– Vi vill ta ett steg längre än man normalt gör som teknisk forskare, och på sikt bygga skarpa tillämpningar. Det är ett problem annars i den akademiska världen att man drivs mycket mot att publicera sig och citeras i vetenskapliga tidskrifter. Alltför sällan tar vi steget hela vägen till något som verkligen fungerar på kliniken, säger Anders Ynnerman.

Forskarna i Linköping kan redan studera i realtid hur en patients hjärna arbetar, medan patienten ligger i magnetkameran. Hjärnan konsumerar mer syre i de delar som arbetar mest, vilket går att avläsa med kameran – om man klarar av att räkna på de ytterst små skillnader som utmärker hög och låg aktivitet.

– Vi ser också en spännande utveckling inom datortomografi. I vår nya maskin för helkroppsskanning går det att ta 25 000 bilder på två sekunder. De kan läggas ihop till en människokropp och användas i visualisering. Dessutom kan vi köra maskinen så fort att vi kan ta 16 bilder per sekund på ett slående hjärta, och på så vis få en film av hjärtat där man ser exempelvis hur klaffarna arbetar, säger Anders Ynnerman.

Datamängderna är ett problem

Men de tekniska utmaningarna är fortfarande stora. Människokroppen är ett extremt komplext system, och de olika teknologierna beskriver samma fenomen på olika sätt. Att sammanfoga tusentals bilder av skilda slag är både svårt och utrymmeskrävande. Det krävs stor datorkraft, bra matematiska algoritmer, och lite urskiljning.

– Det gäller att förstå vilka data som är relevanta. Man kan till exempel öka upplösningen i de delar av bilden där det händer intressanta saker, som i övergången mellan olika vävnader, säger Anders Ynnerman.
Om man gör sig av med rådata efter en undersökning vinner man utrymme. Å andra sidan går det inte att göra uppföljande studier då. I framtiden kan det bli möjligt att göra simuleringar för en enskild patient, vilket är oerhört utrymmeskrävande. Men en simulering behöver inte sparas, och om den ersätter andra typer av data så blir det kanske ändå ett sätt att minska datamängderna.

Ny teknik väcker nya frågor

Fast när det väl finns en film av kroppens funktion uppstår ett nytt problem: Hur ska läkarna veta vad de ska titta efter?
Anders Ynnerman tar som exempel ortopedin där man i dag mäter en patients knä i en viss vinkel i datortomografen, och får standardbilder som det går att göra mätningar i.

– Men i verkligheten sitter vi ju inte still jämt, och med dagens metoder kan vi låta patienten böja på knät under pågående undersökning. Då får vi helt nya typer av bilder, och i dag finns inga standarder för hur man ska mäta i dem. Vi måste hitta nya sätt att räkna om det här till något går att dokumentera i journaler.

På sikt kan nya avbildningstekniker öppna enorma möjligheter. Det handlar inte bara om att ställa diagnoser, utan också om att göra prognoser. Anders Ynnerman säger att sjukvården hittills på många sätt arbetat reaktivt; vi har försökt göra något åt problemen när de kommer. För att vi ska kunna hantera en åldrande befolkning måste vi bli mycket bättre på att arbeta förebyggande. Vi måste avstyra sjukdomen redan innan den kommer.

– Jag har en vision, men den får stå för mig, för många tycker att den är alldeles för spektakulär: att världens patientjournaler förvandlas från att vara ett slags historiska dokument, som i dag, till att bli virtuella kopior av patienten. När du går till doktorn uppdaterar du journalen och kan göra nya simuleringar, och få se vad som kommer hända med hjärta, hjärna, kärl… Men det reser ju många etiska frågor. Dem måste man fundera över.

Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström