Neurologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Kun ihminen alkaa unohdella, lääkärin on ratkaistava, johtuuko se Alzheimerin taudista vai jostain muusta. Diagnostiikka nojaa yhä enemmän biologisiin merkkiaineisiin – mutta toimivatko ne tutkimusaineistojen ulkopuolella, tavallisella muistipoliklinikalla? Tutkin kolmea toisiaan täydentävää lähestymistapaa varhaiseen tunnistamiseen: aivo-selkäydinnesteen merkkiaineita, keinoälyavusteista aivokuvantamista sekä kuulontutkimusta. Aihe on ajankohtainen, sillä väestön ikääntyessä muistisairauksien määrä kasvaa ja uudet tautia hidastavat lääkkeet edellyttävät tarkempaa ja varhaisempaa diagnostiikkaa. Kuulon heikkeneminen on tunnistettu yhdeksi dementian muokattavista riskitekijöistä, mutta sen yhteys aivojen rakennemuutoksiin tunnetaan rajallisesti. Magneettikuvaus ei ole kaikkialla saatavilla tai sille voi olla vasta-aihe, kun taas tietokonetomografia on käytettävissä lähes kaikkialla. Tarvitaan menetelmiä, jotka toimivat siellä, missä potilaskin on – eivät vain tutkimusaineistoissa.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Tutkimus tuotti kolme päälöydöstä. Ensiksi osoitimme, että aivo-selkäydinnesteen merkkiaineet ja aivojen magneettikuvauksen automaattiset tilavuusmittaukset erottelevat Alzheimerin taudin muista muistisairauksista myös tavallisessa muistipoliklinikka-aineistossa – eivät vain valikoiduissa tutkimusaineistoissa, joita aiemmat tulokset ovat pääosin koskeneet. Tutkimuskäyttöön esitetyt kansainvälisen biologisen viitekehyksen kriteerit pitävät myös arjessa – lääkäri voi luottaa niihin tehdessään päätöksiä todellisista potilaista. Toiseksi osoitimme, että keinoälyn avulla on mahdollista arvioida aivojen rappeutumista tavallisesta TT-kuvasta yhtä luotettavasti kuin magneettikuvauksesta. Käytännössä tämä tarkoittaa, että mistä tahansa syystä tehdystä TT-kuvasta voitaisiin tunnistaa aivorappeuman merkkejä ilman erillistä magneettikuvausta.
Kolmanneksi havaitsimme, että kuulon heikkeneminen, erityisesti puheen erotuskyky melussa, liittyy kognitiiviseen tilaan ja aivojen rakenteelliseen rappeumaan. Se erotteli ryhmiä tehokkaammin kuin tavallinen kuulontutkimus. Tulokset tukevat kuulontutkimusta aivorappeumasairauden varhaisena merkkinä ja kuulokuntoutusta keinona hidastaa kognitiivista heikkenemistä.
Uutta on erityisesti keinoälyavusteinen TT-kuvien analyysi, hälypuhetestin käyttö Alzheimer-potilailla ja useamman menetelmän yhdistäminen kliinisessä potilasaineistossa. Yksittäin menetelmät ovat tunnettuja, mutta yhdessä ne luovat kokonaiskuvan, jollaista ei aiemmin ole tutkittu.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Keinoälyavusteinen TT-kuvien analyysi voi toimia automaattisena seulontatyökaluna: kun potilaalle tehdään TT-kuvaus esimerkiksi kaatumisen vuoksi, keinoäly voi samalla havaita merkkejä alkavasta aivorappeumasta. Kuulontutkimuksen sisällyttäminen muistiselvittelyihin auttaa puolestaan erottamaan, johtuvatko potilaan ongelmat muistisairaudesta, kuulon heikkenemisestä tai molemmista. Kuulokuntoutus, kuten kuulokojeen käyttö, saattaa olla yksi konkreettinen keino hidastaa kognitiivista heikkenemistä. Muistisairauden biologinen määritelmä nojaa merkkiaineisiin veressä tai aivo-selkäydinnesteessä, mutta kliininen kokonaisarvio hyötyy täydentävistä menetelmistä, jotka ovat helposti saatavilla ja tuovat lisätietoa aivojen rakenteesta ja toiminnasta. Yhdessä nämä työkalut voivat tehdä muistisairauksien varhaisesta tunnistamisesta arkea.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöskirja koostuu kolmesta osatyöstä, joiden aineistot kerättiin Kuopion ja Helsingin yliopistosairaaloista sekä Itä-Suomen yliopiston Aivotutkimusyksikön Biomarkkerirekisteristä. Yhteensä tutkimuksissa analysoitiin yli 500 potilaan tiedot. Menetelminä käytettiin aivo-selkäydinnesteen analyysejä, aivojen magneettikuvauksen automaattisia tilavuusmittauksia, Combinostics Oy:n keinoälyavusteista TT- ja magneettikuva-analyysityökalua sekä kuulontutkimuksia perinteisine kuulokäyrineen ja hälypuhetesteineen. Tutkimus toteutettiin poikkitieteisenä yhteistyönä neurologian, radiologian ja audiologian asiantuntijoiden kanssa. Osatyöt rakentuivat toistensa varaan: ensin varmistimme, että biologiset merkkiaineet ja kuvantamismenetelmät toimivat käytännön aineistossa, sitten validoimme keinoälyavusteisen TT-analyysin ja lopulta yhdistimme kuvantamisen kuulontutkimukseen.
Lääketieteen lisensiaatti Aku Kaipaisen väitöskirja Multimodal Biomarkers in Neurodegenerative Disease: Integrating AI-Assisted Brain MRI and CT Analysis with CSF and Audiometric Measures (Keinoälyavusteisen aivojen TT- ja MK-kuva-analyysin, aivo-selkäydinnesteen ja kuulon biologisten merkkiaineiden käyttö aivorappeumasairauksissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Einar Osland Vik-Mo Oslon yliopistollisesta sairaalasta ja kustoksena dosentti Valtteri Julkunen Itä-Suomen yliopistosta ja Kuopion yliopistollisesta sairaalasta. Tilaisuus on englanninkielinen.
