Ohjelmistolla ja syväoppimisella veritautien kimppuun

Hematologisten sairauksien ymmärtäminen, seuranta ja diagnosointi ovat muuttumassa uuden tekniikan ansiosta. Muiden sairauksien kohdalla algoritmeihin ja ohjelmistoihin perustuvia menetelmiä on jo hyödynnetty. Verisairauksissa Hematoscope Oy:n tutkimus- ja liiketoimintahanke on tiettävästi ensimmäinen laatuaan maailmassa.

”Olemme yhteistyössä HUS:in kanssa kehittäneet ohjelmistoa, joka voisi automaattisesti analysoida luuydin- ja verinäytteiden koostumusta ja morfologiaa. Ohjelmiston muodostavat edistyneet algoritmit, jotka on kehitetty hyödyntäen laajaa mikroskooppileikkeistä koostuvaa kuvapankkia. Algoritmimme vaatii vielä tarkennuksia, mutta olemme pian siirtymässä kliinisten kokeiden vaiheeseen. Silloin selviää, kuinka hyvin ohjelmistomme tukee potilastyötä”, kertoo HUSin tutkijalääkäri ja Hematoscope Oy:n yksi perustajista sekä toimitusjohtaja Oscar Brück.

Instrumentariumin Tiedesäätiö myönsi Hematoscope Oy:lle 50 000 euron SILMU-apurahan helmikuussa 2023. Sen avulla yritys pääsee palkkaamaan ohjelmoijia, joiden avulla aiemmin kehitettyjä algoritmeja voidaan käyttää Hematoscope-ohjelmistossa sekä hyödyntää niiden tuottamaa tietoa potilastyössä.

Tutkimuksesta tuotteeksi

Vuonna 2016 lääkäriksi valmistunut ja vuonna 2021 veritautien immunologiasta tohtoriksi väitellyt Brück vetää myös HUS Syöpäkeskuksessa ja Diagnostiikkakeskuksessa hematologian alan tutkimusryhmää. Tutkimus oli Brückin mukaan tarkoitus viedä alusta lähtien mahdollisimman lähelle käytäntöä ja potilastyötä. Samalla hän havaitsi, että tutkimuksen pohjalta voisi syntyä myös liiketoimintaa. Mikroskooppikuvista soluja tunnistavat ja luokittelevat algoritmit olisi kuitenkin ensin saatava vielä nykyistä paremmiksi. Ohjelmisto tarvitsisi myös sertifioida lääkinnälliseksi laitteeksi ennen sen käyttöä kliinisessä toiminnassa.

”Ystäväni menehtyi syöpään muutama vuosi sitten. Olin todella turhautunut huomattuani, kuinka vaikeaa tutkijana oli vaikuttaa yksittäisen potilaan hoitopäätöksiin. Halusin hyödyntää osaamistani ja ratkaista kaksi keskeistä ongelmaa veritautien alalla: työvoimapula diagnostiikassa ja hoitojen yksilöllinen kohdentaminen. Kehitystyö vaatii aikaa, hyvän tiimin ja rahoitusta. Tutkimusryhmäni työntekijät kehittävät algoritmeja ja koneoppimismenetelmiä, ja julkaisevat tuloksia muiden tutkijoiden käyttöön. Yritys sen sijaan rakentaa tietokoneohjelmiston, joka hyödyntää ja sertifioi algoritmeja kliiniseen työhön. Nämä vaativat erityisosaamista sekä resursseja, jotka sopivat paremmin yrityksen hoidettaviksi”, toteaa Brück.

Koneoppimista lääkärin tueksi

Yrityksen kehittämä algoritmi hyödyntää koneoppimisen alamuotoa nimeltään ”syväoppiminen”. Tämä tekniikka sopii erityisesti kuvien tunnistamiseen ja analysointiin. Algoritmit tunnistavat kuvista erilaisia soluja ja määrittävät niiden ominaisuuksia matemaattisesti. Kun kuvien pikselitarkkuus on riittävän suuri, osaa ohjelmisto kertoa, millainen solu on kyseessä ja kuinka se liittyy potilaan tautiin tai hoitovasteisiin.

”Koulutamme algoritmia ohjatulla oppimisella, eli kerromme sille yksityiskohtaisesti kuva ja solu kerrallaan mitä sen kuuluu oppia. Tähän kuluu paljon aikaa, mutta mallimme ovat näin laadukkaita ja luotettavia. Terveydenhuollon ammattilainen saa tiedon algoritmin tuloksesta sekä näkee miten algoritmi toimii ja kuinka luotettava tulos on. Käyttäjä ja kone toimivat yhdessä tukien toinen toisiaan”, huomauttaa Brück.

Seuraavan kymmenen vuoden kuluessa koneoppiminen tulee Brückin mukaan muuttumaan osaksi lääkärien arkea. Algoritmeja hyödynnetään silloin yhä enemmän diagnostiikassa, hoitopäätöksissä ja sairaskertomustekstien dokumentoinnissa. Sairaalat joutuvat investoimaan laskentakoneisiin, jotta sadat algoritmit toimivat reaaliaikaisesti. Hematoscope on Brückin mukaan jo kehittänyt useita ratkaisuja tehostamaan algoritmeja. Ne mahdollistavat ohjelmiston käytön kustannustehokkaasti HUSin tietoliikenneverkossa. Yritys aikoo hankkia myöhemmin oman tietoturvallisen palvelimen ohjelmistonsa käyttöön.

Lääketiedettä ja tutkimusta - vai liiketoimintaa?

Instrumentariumin Tiedesäätiöltä saatu SILMU-apuraha on hyvin merkityksellinen Hematoscopen toiminnan kannalta. Sen avulla yritys voi palkata ohjelmoijia, joiden avulla ohjelmisto saadaan entistä lähemmäs tavoitteena olevan CE-sertifioinnin vaatimuksia. Osa rahasta menee myös aiemmin mainitun tietokonepalvelimen hankintaan. Apuraha on yrityksen ensimmäinen ulkopuolinen rahoituslähde. Brück arvelee, että apuraha voi avata tietä myös muiden rahoittajien ja rahoitusinstrumenttien suuntaan.

”Lääkärit ovat tyypillisesti enemmän tutkijoita kuin bisneksen tekijöitä. Totta kai liiketoiminta-ajatteluakin on alalla, mutta usein lääketieteelliset tutkimukset kaupallistaa joku muu kuin lääkäri tai sairaanhoitopiiri. Olen ajatellut, että voisin jossain vaiheessa, kun hankkeeni on paljon nykyistä pidemmällä, tehdä oppaan lääketieteellisen keksinnön kaupallistamisesta. Itselläni olisi sellaiselle ollut ainakin suuri tarve”, naurahtaa Brück.

Teksti: Kai Tarkka / Viestintäpalvelu Taika Oy
Kuva: Houman Auriell