1. Aivokirurgian suunnittelu vaatii
valtavasti tietoa
www.salwe.fi
Osa ihmisen aivokudoksesta on äärimmäisen kriittistä päivittäisen toiminnan, kuten liikkumisen
tai puheen muodostamisen ja ymmärtämisen kannalta. Kun aivokasvain tai epilepsiapesäke sijaitsee
tällaisen aivoalueen lähellä, tarvitaan tarkkaa toiminnallista paikantamista ennen leikkausta.
Toiminnallisesti tärkeitä aivoalueita voidaan paikantaa
monin tavoin. Käytettyjä menetelmiä ovat muun muassa toiminnallinen magneettikuvaus ja PET-kuvaus.
Puhealueiden paikantamisessa hyödynnetään myös
Wada-tutkimusta, jossa toinen aivopuolisko nukutetaan hetkeksi ruiskuttamalla nukutusainetta aivovaltimoon. Sen avulla voidaan päätellä onko leikattavaksi
suunnitellussa aivopuoliskossa puheen kannalta oleellisia kohtia.
HUS:in BioMag-tutkimuslaboratorio on kehittänyt
navigoidun transkraniaalisen magneettistimulaatio
(nTMS) -menetelmän, jota kliinisessä työssä käytetään
aivojen tärkeiden toiminnallisten alueiden paikanta-
miseen aivokirurgian suunnittelussa erityisesti epilepsiapotilailla. Menetelmässä aivokuorta stimuloidaan
antamalla magneettipulsseja kallon läpi yksilöllisesti
valittuihin aivorakenteisiin.
Transkraniaalisen magneettistimulaation kehitystyötä
– jolla on jo pitkä kaupalliseen laitteistoon johtanut
historia – on jatkettu SalWe Oy:n Mielen ja kehon
eliksiirit -tutkimusohjelmassa. Työ alkoi BioMaglaboratorion perustutkimuksena vuonna 1994 professori Risto Ilmoniemen johdolla ja vuonna 2000 perustettiin spin-off-yritys Nexstim Oy. Se on kaupallistanut
navigoidun TMS-laitteiston, jonka käyttö hyväksyttiin
USA:ssa liikeaivokuoren paikannukseen vuonna 2009.
SalWe - Terveyden ja hyvinvoinnin strategisen huippuosaamisen keskittymä

2. ”Lisätiedot aivojen toiminnallisten alueiden yksilöllisistä paikoista ovat arvokkaita. Kun nämä tiedot saadaan jo ennen leikkausta, neurokirurgi voi keskustella
potilaan kanssa toimintavaihtoehdoista. Kasvaimen
osan jättäminen saattaa olla riskialtista, mutta koko
kasvaimen leikkaaminen voi joskus johtaa esimerkiksi
puhekyvyn menettämiseen”, toteaa dosentti Jyrki Mäkelä BioMag-laboratoriosta.
BioMagin kehitystyö lähti liikkeelle liikeaivokuoren
paikannuksesta, joka Mäkelän mukaan on hieman
yksinkertaisempaa kuin puhepaikannus. Liikealueiden
paikannuksessa aivokuorelle kohdistetaan nopeasti
vaihtuva magneettikenttä potilaan kolmiulotteisen
aivokuvan perusteella. Magneettikenttä synnyttää
aivokuorelle sähkökentän, jonka synnyttämiä vaikutuksia arvioidaan. Liikeaivokuoren aktivaation synnyttämä
lihasvaste voidaan mitata.
”Transkraniaalisen magneettistimulaation tulokset
yhdistetään ja niitä verrataan potilaasta muilla paikannusmenetelmillä saatuun tietoon. Tämän vertailun
tekeminen vaatii aikaa ja hyvää yhteistyötä hoitavien
lääkäreiden kanssa.”
Puhealueiden paikannuksen haasteet
”Puhealueiden paikannus on haasteellista, koska niiden
anatomiset yksityiskohdat ovat huonosti tunnettuja.
Aivoissamme olevat puhealueet ovat varsin yksilöllisiä
ja niiden sijainti ei seuraa anatomisia maamerkkejä
yhtä järjestelmällisesti kuin liikeaivokuoren alueella”,
Mäkelä toteaa.
”Puhetta on vaikea häiritä TMS-stimulaatiolla, joten
olemme BioMagissa kehittäneet systeemin, jossa TMSpulssisarjoja annetaan eri aivoalueilla. Stimulaatio,
sen paikka kolmiulotteisessa aivorekonstruktiossa ja
potilaan suoriutuminen annetusta puhetehtävästä
videoidaan. Tarkka tulosten analyysi tapahtuu mittauksen jälkeen näiden videoiden avulla. ”
Yhteistyöstä voimaa
BioMag-laboratorio on tehnyt puhealueiden paikantamisessa tiivistä kansainvälistä yhteistyötä. VideonTMS:n vastaavuutta suoraan leikkauksen aikaiseen
puhealueiden paikannukseen vertailtiin yhteistyössä
Berliinin Charite-sairaalan ja Münchenin Teknisen
yliopiston neurokirurgian yksikön tutkijoiden kanssa.
Nexstim Oy on ollut mukana puhealueiden paikantamiseen liittyvässä hankkeessa. Se on kaupallistanut menetelmää hyödyntävän puhemoduulin, joka
sai FDA-hyväksynnän vuonna 2012. Menetelmä on
jo kliinisessä käytössä 17 sairaalassa muun muassa
USA:ssa, Saksassa, Italiassa, Ruotsissa ja Suomessa.
BioMagin kehitystyö alkoi HUS:in kehitysrahoituksen
avulla, mutta työn jatko on mahdollistunut SalWen
ansiosta. SalWe on tiivistänyt BioMagin ja Nexstimin
yhteistyötä ja hyödyttänyt yritystä myös siinä, että
puhesovellus saatiin kaupallistettua.
BioMagin nTMS-kuvakaappaukset ja paikannukset on
integroitu HUS:in digitaaliseen kuvien arkistointi- ja
siirtojärjestelmään PACS:iin keväällä 2013. Tulokset
voidaan siten siirtää sairaalan kuvantamisverkon
kautta niitä tarvitseville kliinikoille ja neurokirurgian
leikkaussalin operaatioita helpottavaan neuronavigaattoriin.
Lisätietoja
Jyrki Mäkelä
dosentti
BioMag-laboratorio, HUS-Kuvantaminen
jyrki.makela@hus.fi
050 427 9051
SalWe - Terveyden ja hyvinvoinnin strategisen huippuosaamisen keskittymä