Lääketieteellisen kuvantamisen opetus- ja testilaboratorio (Medical Imaging Teaching and Test Laboratory, Mittlab) mahdollistaa monipuolisen lääketieteellisen kuvantamisen opetus-, tutkimus-, kehitys-, innovaatio- ja testaustoiminnan korkeakouluille, tutkimusyksiköille ja yrityksille. Oulun yliopiston ja Oulun ammattikorkeakoulun yhteinen kuvantamislaboratorio sijaitsee Oulun yliopistollisen sairaalan tiloissa.

Mittlab ideoitiin ja perustettiin Pohjois-Pohjanmaan liiton rahoittamassa 2,5-vuotisessa hankkeessa. Hanke jatkuu elokuuhun 2023. Siinä kuvantamislaboratorion soveltuvuutta opetukseen, laitetestaukseen sekä kehitys- ja innovaatiotoimintaan havainnollistetaan yhdessä yrityskumppanien kanssa viidessä pilotissa. Laboratorion tarkka kuvaus on luettavissa sen verkkosivuilta. Mittlab liittyi vuonna 2021 osaksi OuluHealth Labs -kokonaisuutta.

Valokuvassa kolme ihmistä ja taustalla kartiokeilatietokonetomografialaite.
KUVA 1. Erikoistuva fyysikko, tohtorikoulutettava Sampo Ylisiurua (vasemmalla), professori, ylifyysikko Miika Nieminen ja yliopettaja Karoliina Paalimäki-Paakki esittelemässä uutta kartiokeilatietokonetomografialaitetta (kuva: Tuula Nikki).

Fyysisten ja virtuaalisten kuvantamislaitteiden kokonaisuus

Mittlabissa on sekä fyysisiä että virtuaalisia kuvantamislaitteita mahdollistamassa hybridioppimista. Mittlab-kokonaisuus on visualisoitu kuvassa 2.

Valokuvassa Mittlabin laitevalikoima. Se jakaantuu kuvantamislaitteisiin, ohjeislaitteisiin ja virtuaalisiin laitteisiin. Kuvantamislaitteita ovat natiiviröntgen, mammografia, C-kaari, TT, KKTT ja kokeellinen TT. Oheislaitteita ovat fantomit ja säteilymittari. Virtuaalisia laitteita ovat simulaattorit eli tt, MRI, röntgen ja sironta, 360 astetta ympäristöt sekä 3D-anatomia.
KUVA 2. Mittlabin laitevalikoima. Kuva avautuu isommaksi klikkaamalla.

Laitteiden käytön turvallinen ja riittävä harjoittelu simulaatio-olosuhteissa on tärkeää säteilyn käytön ammattilaisille [1] [2]. Kuvantamislaitteiden lisäksi laboratoriosta löytyy kattava valikoima säteilyn testikohtioita eli fantomeita sekä säteilymittari. Mittlabin esittelyvideo (video 1) kuvaa tarkemmin tiloja ja laitteita.

VIDEO 1. Mittlab esittelyvideo.

Laboratoriossa (kuva 3) on kaksi lyijysuojattua kuvantamishuonetta, ohjaushuone ja virtuaalisten työkalujen käyttöön varattu tila. Laboratorio sijaitsee OYS sädehoito-osastolta muuton myötä vapautuvissa tiloissa. Tiloista löytyy tällä hetkellä tietokonetomografialaite (kuva 4), kartiokeilatomografialaite, mammografialaite ja kokeellinen fotonilaskentatomografialaite. Myöhemmin laitteisto täydentyy myös natiiviröntgenillä. Osa fyysisistä kuvantamislaitteista, kuten kartiokeilatomografialaite pään alueen leikekuvantamiseen, on hankittu uutena, osa laitteista on saatu laitelahjoituksena PPSHP:lta. Laitteiden tarkat tiedot on kuvattu laboratorion verkkosivuilla.

Pohjakuva Mittlab-laboratorisosta. Siinä näkyvät mammografia kuvaus- ja ohjausyksiköt, natiivi thorax-teline, natiivi bucky-pöytä, natiivi generaattori, KKTT, TT ja kokeellinen yksikkö.
KUVA 3. Mittlab-laboratorion pohjakuva.
Valokuva tietokonetomografiakuvauslaitteesta.
KUVA 4. Laboratoriossa sijaitseva tietokonetomografiakuvauslaite (kuva: Timo Liimatainen).

Laboratorioon on kehitetty hankkeessa myös kuvantamislaitteiden virtuaalisia käyttöliittymiä sekä 360°-röntgenympäristöt kaikista säteilyn käyttöpaikoista. Virtuaaliset käyttöliittymät mahdollistavat laitteiden käytön harjoittelun verkossa ja erilaisten kuvantamisparametrien testauksen [3].

Tietokonetomografialaitteen käyttöliittymäsimulaattorista on tehty esittelyvideo. Natiiviröntgentutkimussimulaattorin käyttöliittymällä voidaan harjoitella verkossa röntgenkuvien ottoa sekä eri parametrien vaikutusta kuvanlaatuun ja potilaan säteilyannokseen (kuva 5).

Kuvakaappaus natiiviröntgentutkimussimulaattorin käyttöliittymästä. Siinä näkyy röntgenkuva ja ohjelmassa olevia säätömahdollisuuksia.
KUVA 5. Natiiviröntgentutkimussimulaattorin käyttöliittymä.

360°-röntgenympäristöt on panoraamavalokuvattu OYSin yksiköissä, joissa säteilyä käytetään ja niihin on liitetty digitaalista opetusmateriaalia esimerkiksi videoina, kuvina, teksteinä ja ulkoisina linkkeinä. Opiskelijoille 360°-röntgenympäristöt mahdollistavat havainnollisemman ja visuaalisemman opetuksen sekä tarjoavat esimerkiksi ennen sairaalassa tapahtuvia harjoittelujaksoja käytettyinä hyvän perehdytysmenetelmän [4].

360°-ympäristöjä voidaan hyödyntää opetuksessa, ammattilaisten täydennyskoulutuksessa tai esimerkiksi kuvantamistutkimuksiin tulevien potilaiden ohjauksessa (video 2). Väitöskirjatutkimuksen [5] mukaan virtuaalinen vierailu kuvantamisympäristössä vähentää sepelvaltimoiden tietokonetomografiatutkimukseen tulevien potilaiden ahdistusta sekä lisää tietoa, turvallisuuden ja suoriutumisen tunteita [6].

VIDEO 2. Tietokonetomografiatutkimukseen tulevalle potilaalle kehitetty 360°-ohjausympäristö.

Oulun yliopiston lääketieteen tekniikan ja terveystieteiden tutkimusyksikkö (HST) tekee sekä kuvantamiseen liittyvää perustutkimusta että soveltavaa tutkimusta. Yksikkö tunnetaan kansainvälisesti lääketieteellisten kuvantamismenetelmien kehittäjänä. Yksikössä tutkitaan esimerkiksi suun kuvantamiseen soveltuvaa kartiokeilakuvausta, uudenlaisia röntgenilmaisimia ja tekoälyyn perustuvia kuvalaskentamenetelmiä [7] [8]. Laboratoriossa voidaan testata muun muassa uusia kuvanlaskenta-algoritmeja potilaskäyttöön suunnitelluilla laitteilla tutkimushankkeissa.

Testausympäristö sairaalaolosuhteissa yrityksille

Mittlab tarjoaa sairaalaympäristömäisen testausympäristön myös lääketieteellisen kuvantamisen tuotteita ja sovelluksia kehittäville yrityksille. Laboratorioon kehitetään varauskalenteri ja testaussopimuskokonaisuus, minkä myötä eri tahot voivat hyödyntää laboratoriota hankkeissaan.

Laboratorio mahdollistaa uusien lääketieteellisen kuvantamisen sovellusten kehittämisen yritysten ja tutkijoiden yhteistyönä. Oululainen Detection Technology on lahjoittanut (kuva 6) laboratoriolle kehittämänsä modernin röntgenilmaisimen. Yritys ja tutkijat selvittävät yhdessä röntgenilmaisimien ominaisuuksia ja soveltuvuutta erilaisiin lääketieteellisiin käyttötarkoituksiin. Pilottivaiheen yhteistyö on jo tuottanut rahoitushakemuksia alan tutkimukseen.

Valokuvassa ryhmä ihmisiä. Keskellä kaksi heistä kättelee.
KUVA 6. Detection Technologyn ilmaisinlahjoitus ja yritysvierailu laboratoriossa helmikuussa 2023 (kuva: Karoliina Paalimäki-Paakki).

Laboratorio soveltuu hyvin myös jatkuvan oppimiseen. Sitä voidaan hyödyntää niin säteilysuojelun täydennyskoulutukseen kuin esimerkiksi moniammatilliseen traumasimulaatiokoulutukseenkin.

Karoliina Paalimäki-Paakki
yliopettaja
Oulun ammattikorkeakoulu, Radiografian ja sädehoidon tutkinto-ohjelma

Satu Ylimaula
väitöskirjatutkija
Oulun yliopisto

Sampo Ylisiurua
väitöskirjatutkija
Oulun yliopisto

Timo Liimatainen
dosentti, sairaalafyysikko
Oulun yliopisto ja Oulun yliopistollinen sairaala

Matti Hanni
dosentti, apulaisylifyysikko
Oulun yliopisto ja Oulun yliopistollinen sairaala

Nina Hänninen
projektitutkija
Oulun yliopisto, Lääketieteen tekniikan ja terveystieteiden tutkimusyksikkö

Miika Nieminen
professori, ylifyysikko
Oulun yliopisto ja Oulun yliopistollinen sairaala

Lähteet

[1] Chau, M., Arruzza, E. & Johnson, N. 2022. Simulation-based education for medical radiation students: A scoping review. Journal of Medical Radiation Sciences 69 (3), 367–381. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.1002/jmrs.572

[2] Zhao, G., Fan, M., Yuan, Y., Zhao, F. & Huang, H. 2021. The comparison of teaching efficiency between virtual reality and traditional education in medical education: a systematic review and meta-analysis. Annals of Translational Medicine 9 (3), 252. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.21037/atm-20-2785

[3] Jernfors, J. 2022. Virtuaalinen röntgenlaite. Oulun yliopisto. Opinnäytetyö. Hakupäivä 20.2.2023. http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202206303202

[4] Paalimäki-Paakki, K., Virtanen, M., Henner, A., Nieminen, M.T. & Kääriäinen, M. 2021. Patients’, radiographers’ and radiography students’ experiences of 360° virtual counselling environment for the coronary computed tomography angiography: A qualitative study. Radiography 27 (2), 381–388. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.1016/j.radi.2020.09.019

[5] Paalimäki-Paakki, K. 2022. 360°-ohjausympäristön vaikutus sepelvaltimoiden tietokonetomografiatutkimukseen tulevien potilaiden ahdistukseen. Väitöskirja. Oulun yliopisto. Hakupäivä 20.2.2023. http://urn.fi/urn:isbn:9789526234397

[6] Paalimäki-Paakki, K., Virtanen, M., Henner, A., Nieminen, M. T., Vähänikkilä, H., Schroderus-Salo, T. & Kääriäinen, M. 2022. Effects of a 360° virtual counselling environment on patient anxiety and CCTA process time: A randomised controlled trial. Radiography. In Press. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.1016/j.radi.2022.09.013

[7] Juntunen, M. A. K., Inkinen, S. I., Ketola, J. H., Kotiaho, A. O., Kauppinen, M., Winkler, A. & Nieminen, M.T. 2020. Framework for Photon Counting Quantitative Material Decomposition. IEEE Transactions on Medical Imaging 39 (1), 35–47. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.1109/TMI.2019.2914370

[8] Juntunen, M. A. K., Kotiaho, A. O., Nieminen, M. T. & Inkinen, S. I. 2021. Optimizing iterative reconstruction for quantification of calcium hydroxyapatite with photon counting flat-detector computed tomography: a cardiac phantom study. Journal of Medical Imaging 8 (5), 052102. Hakupäivä 20.2.2023. https://doi.org/10.1117/1.JMI.8.5.052102

Post Views: 1 137