BioMagin kotisivulle

BioMag-laboratorion toimintakertomus 1995


Risto Ilmoniemi (toim.)




BioMag-laboratorio
Tukholmankatu 8 F
00290 Helsinki
Puh. 4712096 / 4715696
Fax 4715781
sähköposti: info@biomag.helsinki.fi
http://www.biomag.helsinki.fi



Hyväksytty BioMag-laboratorion johtoryhmän kokouksessa 25.1.1996.




BioMag-laboratorion ensimmäinen toimintavuosi

BioMag-laboratorion ensimmäinen mittaus tehtiin 22.12.1994, jolloin tutkittavana oli Alzheimerin tautia sairastava potilas. Rutiininomaiset aivomittaukset pääsivät vauhtiin kevättalvella ja sydänmittaukset kesällä 1995. Ensimmäisenä toimintavuonna 1995 käynnistyi laboratoriossa peräti 60 koesarjaa, joissa on tehty 767 mittausta--näistä 288 potilailla. Kansainvälisissä lehdissä on jo ilmestynyt muutamia artikkeleita ja muita on painossa, lähetetty julkaistavaksi tai tekeillä. Tieteellisiin konferensseihin on lähetetty BioMagin hankkeiden pohjalta 35 abstraktia. Toiminta on siis ollut vilkasta ja jopa tuottoisampaa kuin osattiin etukäteen odottaa.

BioMag on kuitenkin edelleen suurien haasteiden edessä. Tavoitteena on kehittää biomagnetismin menetelmiä, edistää sen kliinistä käyttöä ja jatkuvasti parantaa tieteellisen työn tasoa. Laboratorion pystyttäminen uusine suojahuoneineen ja monikanavamagnetometreineen, joista sydänlaite on ensimmäinen laatuaan maailmassa, oli teknisesti erittäin haastava tehtävä, jonka onnistumisesta saadaan kiittää erityisesti suomalaisten Neuromag Oy:n ja Euroshield Oy:n korkeaa ammattitaitoa ja tehokkuutta. Kehityksen eturintamassa pysyminen vaatii kuitenkin jatkuvaa työtä.

Vuonna 1995 olemme aloittaneet useita uusia teknologiahankkeita, joista MEG:n ja EEG:n yhdistämisprojekti antaa mahdollisuuden mitata MEG/EEG-signaaleja useammalta kanavalta samanaikaisesti kuin missään muussa laboratoriossa. Samoin 68-kanavainen MKG-järjestelmä käytettynä 128-kanavaisen EKG-pintapotentiaalikartoituslaitteen kanssa edustaa ehdototonta huippua maailmassa. HYKSin Radiologian klinikan MRI-kuvauslaitteeseen marraskuussa 1995 asennettu Siemensin järjestyksessä kuudes ns. EPI-boosteri antaa nyt oivallisen mahdollisuuden kehittää funktionaalisen MRI:n ja biomagneettisten mittausten yhteiskäyttöä etenkin kun HYKSin ja TKK:n yhteinen kuvankäsittelyprojekti on jo saanut aikaan tarvittavia tietokoneohjelmia. BioMagissa on myös ryhdytty rakentamaan uudenlaista monikanavaista magneettista stimulaattoria aivojen tutkimista varten. BioMagin ja sen yhteistyökumppanien innovaatiot mahdollistavat tämän tutkimuskeskuksen elinvoimaisuuden ja antavat edellytykset korkeatasoiselle tieteelliselle tutkimustyölle.

Biomagnetismimenetelmän kliinisen käytön kehittäminen on yksi BioMagin keskeisistä tehtävistä. Olemme jo paikantaneet muutamien potilaiden epilepsiapesäkkeitä ja auttaneet neurokirurgeja liikeaivokuoren sijainnin määrittelyssä sekä paikantaneet sydänpotilaiden rytmihäiriökeskuksia. Tämä toiminta pyritään hiomaan entistä paremmin kliiniseen työhön ja sairaalaan soveltuvaksi. Kun tutkimuslaboratorioissa kliinisten mittausten data-analyysi on saattanut kestää jopa viikkoja, pyrimme siihen, että analyysin tulokset voitaisiin saada vuorokauden kuluessa tutkimuksen suorittamisesta.

Laboratorion tieteellisen ja teknisen tason ylläpitämiseksi ja edistämiseksi on jatkuva koulutustoiminta ensisijaisen tärkeää. Vuonna 1995 alkanut Suomen Akatemian rahoittama tutkijakoulu "Funktionaalinen kuvaaminen lääketieteessä" (ks. s. 18) on keskeinen osa BioMagin opetusta ja palvelee laboratorion ja yhteistyökumppaneidemme pitkän tähtäimen strategiaa kehittää funktionaalisen kuvaamisen menetelmiä, kliinistä ja tieteellistä käyttöä sekä alan teollisuutta.

BioMag-laboratorio

Helsingin yliopistolliseen keskussairaalaan (HYKS) vuonna 1995 valmistunut BioMag-laboratorio kuuluu HYKSin Lääkintätekniikan keskukseen. Hankkeen takana ja laboratorion omistajina ovat HYKSin lisäksi Teknillinen korkeakoulu (TKK) ja Helsingin yliopisto (HY). Laboratorio vihittiin käyttöön 21.3.1995 (ks. s. 7).

BioMag-laboratorio tarjoaa HYKSin, Helsingin yliopiston ja TKK:n tutkijoille mahdollisuuden yhteistyössä tutkia aivoja ja sydäntä sähkö- ja magneettikenttiä mittaamalla. Laboratorion oma työ keskittyy tutkimusmahdollisuuksien ja korkean tieteellisen tason ylläpitämiseen ja parantamiseen, kliinisten sovellutusten kartoittamiseen sekä biomagnetismin ja sitä tukevien teknologioiden kehittämiseen.

BioMag-laboratorio toimii Neuromag Oy:n ja Euroshield Oy:n referenssilaboratoriona, jota yritykset voivat esitellä asiakkailleen. Laboratorio myy mittausaikaa myös ulkopuolisille käyttäjille ja osallistuu kansainvälisiin yhteistyöhankkeisiin biomagnetismin tutkimuksen edistämiseksi.

BioMag-laboratorio pyrkii suorittamaan korkeatasoista ja kansainvälisesti merkittävää tieteellistä, teknistä ja kliinistä tutkimustyötä. Se kehittää alan teknologiaa (MEG:n ja MKG:n lisäksi mm. EEG, EKG, MRI:n ja MEG:n yhteiskäyttö, kuvankäsittely, käänteinen ongelma, magneettinen stimulointi). Toiminta rakentuu vahvasti nuorten tutkijoiden varaan; yksi keskeisiä toimintamuotoja onkin kouluttaa väitöskirjatyötään tekeviä tutkijoita (ks. s. 19). BioMag-laboratorio toimii eri yhteistyötahojen kanssa tavoitteena huippuosaajien tutkijaverkosto.

Biomagneettisten mittausten kliinisiä sovellutuksia ovat epilepsiapesäkkeiden paikannus, lasten keskushermoston kehityksen seuraaminen sekä kuulovaurioiden ja puhehäiriöiden tutkimus. Menetelmällä voidaan myös arvioida puhedominantti aivopuolisko sekä määrittää tunto- ja liikeaivokuoren sijainti aivoleikkauksien suunnittelemiseksi siten, että potilaalle aiheutuva halvausriski minimoituu.

Kardiologiassa biomagneettista menetelmää käytetään mm. sydämen rytmihäiriöiden rekisteröintiin ja niiden lähtöpaikkojen paikannukseen, äkkikuoleman riskin arviointiin ja lasten sydänsairauksien tutkimukseen. Monikanavainen magnetometri sijoitettuna sairaalaan antaa ainutlaatuiset mahdollisuudet nopeaan, turvalliseen ja tarkkaan sydämen sähköisen toiminnan paikantamiseen.

Käytössä olevat tilat ja tutkimuslaitteisto

BioMagin n. 200 m2:n laboratoriotilat on lohkaistu Meilahden sairaalassa sijaitsevasta Terveystieteiden keskuskirjastosta paikasta, jossa magneettinen häiriötaso mitattiin riittävän pieneksi. BioMag-tutkimuskeskuksella on laboratorion lisäksi Tukholmankatu 8 F:ssä n. 150 m2:n toimistotilat, joissa työskentelee17 laboratoriota käyttävää tutkijaa.

BioMag-laboratoriossa on 122-kanavainen neuromagnetometri (Neuromag Oy) ja 68-kanavainen kardiomagnetometri (Neuromag Oy). Näitä laitteita käytetään laboratorion magneettisesti suojatussa huoneessa (Euroshield Oy). Käytettävissä on lisäksi 64-kanavainen EEG- ja EKG-laitteisto, joka on kehitetty yhteistyössä kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikön (Helsingin yliopisto) kanssa. Lisäksi sydäntutkimuksissa käytetään TKK:n lääketieteellisen tekniikan laboratorion 128-kanavaista EKG-pintapotentiaalien kartoituslaitteistoa. Radiologian klinikan MRI-kuvauslaitteilla saadaan puolestaan 3-ulotteisia anatomisia ja toiminnallisia kuvia sekä sydämestä että aivoista.

Jo Neuromagin laitteiden asentaminen HYKSin asianmukaisiin tiloihin antaa aikaisempaa oleellisesti paremmat mahdollisuudet alan kliiniseen kehitystyöhön ja perustutkimukseen. Teknologisesti nopeasti kehittyvillä aloilla on kuitenkin erittäin vaikea pysyä korkealla tasolla pelkästään huipputeknologiaa hankkimalla ja tutkimuksia tekemällä. On välttämätöntä, että BioMagin mittaustoiminnan yhteydessä samalla aktiivisesti kehitetään uusia menetelmiä aivojen ja sydämen tutkimiseksi. Yhteistyö TKK:n, Helsingin yliopiston, yritysten ja ulkomaisten yhteistyökumppanien kanssa on keskeisen tärkeää, mutta kehitystyötä on suoritettava myös itse. BioMag-aseman työhön liittyviä ja sitä tukevia tekniikan osa-alueita ovat mm. EEG, EKG, fMRI, MRI, PET, SPET, impedanssitomografia magneettisia sensoreita käyttäen, magneettinen kudosstimulaatio, eri kuvausmenetelmien yhdistäminen, MRI-kuvien segmentointi ja muut kuvankäsittelytekniikat, pään ja rintakehän johtavuusrakenteen mallinnus ja käänteisen ongelman algoritmit.

BioMag-laboratorion syntyvaiheita

BioMag-hankkeen taustaa

Ensimmäiset onnistuneet, korkealaatuiset biomagnetismirekisteröinnit ihmiseltä käyttäen suprajohtavia antureita tehtiin USA:ssa vuonna 1970. Seuraavana vuonna aloitettiin Suomessa, Teknillisen korkeakoulun teknillisen fysiikan osastolla vastaava kehitystyö. Tutkimusryhmän johtajana toimi dos. Toivo Katila; ensimmäisen toimivan kardiomagnetismi-mittauslaitteen rakensi diplomityönään v. 1972 tekn. yo. Pekka Karp. Laitteella mitattiin ensimmäisenä Euroopassa magnetokardiogrammi vuonna 1972. Tutkimustyötä tehtiin tiiviissä yhteistyössä HYKSin tutkijoiden, mm. prof. Pentti Siltasen kanssa. Yhteistyö tuotti useita pioneerilöydöksiä, mm. sikiön magnetokardiogrammin ja esim. magneto-okulogrammin ja magnetoretinogrammin ensimmäiset havainnot. Kannustavia tuloksia saatiin myös mm. auditiivisen herätevasteen mittauksista, mutta tutkimuksen pääpaino oli sydänmittausten puolella. Mittaukset tehtiin TKK:ssa valmistetuilla laitteilla Otaniemen kärjessä sijaitsevassa mittausmökissä, kunnes TKK:n suojahuone valmistui v. 1980.

1980-luvulla, edellisen vuosikymmenen pioneerikauden (kts. s. 9) jälkeen, tehtiin biomagnetismimittaukset Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) TKK:n kylmälaboratorioon rakentamassa magneettisesti suojatussa huoneessa, jonne myös kehitettiin uusia, entistä herkempiä ja vähitellen yhä monikanavaisempia mittauslaitteita. LKT Riitta Harin siirryttyä teknillisen fysiikan osastolta kylmälaboratorioon vuonna 1982 tehtiin aivotutkimusta lähinnä tässä prof. Olli Lounasmaan johtamassa tutkimusyksikössä ja vastaavasti sydäntutkimusta prof. Katilan johtamassa lääketieteellisen tekniikan laboratoriossa. Molemmissa ryhmissä edettiin tekniikan eturivissä maailmanlaajuisesti. Kehitys johti Neuromag Oy:n (ks. s. 16) perustamiseen ja yrityksen valmistamaan 122-kanavaiseen koko pään kattavaan kaupalliseen prototyyppiin.

TKK:lla kehitettyjen maailman huipputasoa olevien biomagneettisten mittalaitteiden ja tutkimusmenetelmien saaminen kliiniseen käyttöön edellytti mittausaseman saamista myös sairaalaympäristöön. Helsingin seudulla toimivan lääketieteellisen tekniikan neuvottelukunnan tuen turvin valmisteltiin sekä perustutkimuksia että kliiniseen käyttöön sopivan mittausaseman sijoittamista Helsingin yliopistolliseen keskussairaalaan. Hanke toteutui HYKSin, TKK:n ja Helsingin yliopiston yhteishankkeena. Mittausten edellyttämän magneettisesti suojatun huoneen rakensi suomalainen Euroshield Oy ja monikanavaiset neuro- ja kardiomittalaitteet Neuromag Oy. Hankkeen yleistukea saatiin korkeakoulujan kautta Opetusministeriöltä ja lisätukea kotimaisten uutuustuotteiden hankintaan saatiin TEKESiltä ja SITRAlta.

Hankkeen toteutusvaihe

BioMag-laboratorion sijoitusta HYKSiin johti työvaliokunta yhteistyössä sairaalanjohtaja Arvo Relanderin kanssa. Työvaliokuntaan kuuluivat prof. Toivo Katila ja dos. Pekka Karp. Työvaliokunnan alaisuudessa toimi tekninen ryhmä, joka projektipäällikkö Risto Ilmoniemen johdolla suunnitteli ja koordinoi laboratorion sijoituksen, laboratoriotilojen jaon ja varustuksen. Koko hanketta johtamaan sairaalanjohtaja perusti johtoryhmän (nykyisin neuvottelukunta, ks. s. 8), joka valtuutti työvaliokunnan ja teknisen ryhmän suorittamaan tarvittavat tilaukset ja muut järjestelyt.

BioMag-laboratorion tarkan sijoituspaikan valinta HYKSissä perustui siellä tehtyihin häiriötasomittauksiin, jotka tehtiin tammi-huhtikuussa 1993. Häiriömittausprojektia veti DI Mika Paavola. Sijoituspaikaksi valittiin Terveystieteiden keskuskirjaston kirjavaraston luoteisnurkka magneettisen häiriötason, tärinättömyyden ja kulkuyhteyksien perusteella.

Rakennustyöt alkoivat keväällä 1994. Tunnelikäytävästä avattiin kulkuyhteys kirjavarastoon ja samalla saatiin hieman lisätilaa tunnelien ja varsinaisen sairaalarakennuksen välistä. Suojahuonevalmistaja oli valittu kansainvälisen tarjouskilpailun perusteella. Edullisin toimittaja, suomalainen Euroshield Oy, oli tunnettu korkeasta laadustaan sähkösuojattujen huoneiden valmistajana, mutta magneettisesti suojattua huonetta yritys ei ollut ennen tehnyt. Käyttäen hyväksi VTT:n ja TKK:n asiantuntemusta magneettiseen suojaukseen liittyvissä erityiskysymyksissä Euroshield onnistui uutuustuotteessaan erinomaisesti ylittäen vaaditut suojaustekijäarvot moninkertaisesti. Suojahuoneen valmistuttua syksyllä 1994 asensi Neuromag Oy BioMag-laboratorioon 122-kanavaisen neuromagnetometrin. Laite luovutettiin käyttöön 29.12.1994. Uutuustuotteena rakennettu 68-kanavainen kardiomagnetometri luovutettiin tilaajalle 19.4.1995.

BioMag-laboratorion vihkiäistilaisuus

Opetusministeri Olli-Pekka Heinonen vihki BioMag-laboratorion käyttöön 21.3.1995. Läsnä olivat mm. rehtorit Risto Ihamuotila (Helsingin yliopisto) ja Paavo Uronen (TKK), sairaalanjohtaja Arvo Relander ja arvovaltainen joukko kutsuvieraita. Vihkiäistilaisuuden yhteydessä pidettiin avajaisseminaari (ks. s. 20), jota seurasi runsas kuulijakunta.

Organisaatio

BioMag-laboratorio tutkimusjärjestelmineen on HYKSin Lääkintätekniikan keskuksen (LTK) hallinnassa. LTK vastaa tutkimusjärjestelmien huollosta ja niiden toimintakelpoisuudesta sekä koordinoi BioMagin käyttöä. Laboratorion toimintaa johtaa laboratorion päällikkö (dos. Risto Ilmoniemi). BioMag-hanketta johtaa johtoryhmä, jonka puheenjohtajana on prof. Toivo Katila. Toimintaa valvoo neuvottelukunta, jonka puheenjohtajana toimii sairaalanjohtaja Arvo Relander.

Johtoryhmä

Prof. Toivo Katila, tieteellinen johtaja, puheenjohtaja
Prof. Carl-Gustaf Standertskjöld-Nordenstam, lääketieteellinen johtaja
Tutk. prof. Pekka Karp, Lääkintätekniikan keskuksen johtaja (vv. 1995-6 virkavapaa)
Dos. Risto Ilmoniemi, laboratorion päällikkö

Neuvottelukunta

Sairaalanjohtaja Arvo Relander, puheenjohtaja
Rehtori Risto Ihamuotila
Rehtori Paavo Uronen
Akatemiaprofessori Riitta Hari
Johtajaylilääkäri Pekka Karma
Tutk.prof. Pekka Karp
Prof. Toivo Katila
Prof. Jorma Palo / apul. prof. Markku Kaste
Prof. Jaakko Perheentupa
Prof. Carl-Gustaf Standertskjöld-Nordenstam
Prof. Matti Tikkanen

Henkilökunta

Risto Ilmoniemi TkT, dosentti, laboratorion päällikkö
Suvi Heikkilä Erikoissairaanhoitaja, MEG- ja MKG-hoitaja
Juha Huttunen LKT, tutkija, 1.9.-31.12.
Juha Lavikainen PsyK, EU-hankkeiden valmistelija, 1.1.-31.3.
Markku Mäkijärvi LT, tutkija, 1.-31.10., 11.-31.12.
Jon Sundell Tutkimusavustaja
Lauri Toivonen LKT, dosentti, tutkija, 1.-20.8., 3.-30.9., 1.11.-10.12.

Yhteistyölaboratoriot ja tutkimusryhmät

Lääkintätekniikan keskus

DI Seppo Savikurki, tutk.prof. Pekka Karp, prof. Toivo Katila, TkL Lars Kronlund, toimistosihteeri Kirsti Kuokkanen, FK Arja Ilomäki, teknikko Olli Maunu, mekaanikko Reijo Piirainen, TkL Hanna Pohjonen, teknikko Sakari Vierelä

HYKSin Lääkintätekniikan keskus (LTK) vastaa laboratorion hallinnosta ja ylläpidosta (mm. helium-huolto). LTK:n teknisessä kehitysyksikössä kehitetään ja tuotetaan kuvankäsittelyalgoritmeja eri kuvantamismenetelmistä saadun tiedon yhdistämistä ja visualisointia varten.

Lääketieteellisen tekniikan laboratorio

Prof. Toivo Katila, tekn. yo. Katja Grönros, tekn. yo. Tommi Jokiniemi, tekn. yo. Matti Leiniö, DI Jyrki Lötjönen, DI Juha Montonen, TkT Jukka Nenonen, DI Mika Paavola, DI Eero Salli, DI Juha Siltanen, DI Outi Sipilä, DI Kim Simelius, tekn. yo. Panu Takala, tekn. yo. Riikka Vesanto

TKK:n lääketieteellisen tekniikan laboratoriolla on yli 20 vuoden kokemus ihmiskehon synnyttämien biosähköisten ja biomagneettisten signaalien tutkimisesta alkaen ensimmäisistä Euroopassa mitatuista magnetokardiogrammeista; myös aivojen, silmän ja sikiön sydämen synnyttämiä kenttiä mitattiin pioneeritöinä jo 1970-luvulla.

Teknisen kehitystyön tuloksia ovat maailman herkin magnetokardiogrammien (MKG) mittauslaite ja hyvin vähäkohinainen 8-kanavainen elektrokardiogrammien (EKG) mittalaite. Laboratorio osallistui aktiivisesti BioMag-laboratorion suojahuoneen suunnitteluun ja rakentamiseen yhdessä Euroshield Oy:n kanssa sekä 68-kanavaisen MKG-magnetometrin suunnitteluun Neuromag Oy:n kanssa. Lisäksi laboratorio on osallistunut Amsterdamin yliopiston rakentaman vähäkohinaisen 128-kanavaisen EKG-kartoituslaitteiston suunnitteluun ja toteutukseen; laitetta on käytetty ahkerasti BioMag-laboratoriossa.

Lääketieteellisten kuvien segmentointia, eri kuvausmenetelmillä otettujen kuvien kohdentamista sekä kohteiden kolmiulotteista visualisointia on kehitetty tiiviissä yhteistyössä HYKSin Lääkintätekniikan keskuksen kanssa.

Rytmihäiriöiden ei-invasiiviset tarkkuusmittaukset tehdään yhdessä HYKSin aikuisten ja lasten sydäntutkimusosastojen tutkijalääkäreiden kanssa. Sydänkäyrien mikrosignaalien analysointiin kehitetyillä menetelmillä on rytmihäiriöperäiselle äkkikuolemalle alttiiden sydäninfarktipotilaiden seulonnassa saavutettu noin 90 %:n herkkyys ja tarkkuus.

Laboratoriossa on myös kehitetty sydämen ja rintakehän tietokonemalleja, joilla voidaan paikantaa rytmihäiriön syntykohta kliiniseen käyttöön riittävällä tarkkuudella. Laboratorio kehittää yhdessä Neuromag Oy:n kanssa sekä signaalinkäsittely- että paikannusohjelmistoja BioMag-laboratoriossa mitattujen signaalien analysointiin.

Lääketieteellisen tekniikan laboratorio on osallisena TKK:n kylmälaboratorion kanssa Otaniemeen vuonna 1994 perustetussa eurooppalaisessa biomagnetismikeskuksessa BIRCH (EU:n Centre of Excellence). BIRCH-ohjelmassa on työskennellyt toistakymmentä ulkomaista kardiologian tutkijaa. Lääketieteellisen tekniikan laboratorio osallistuu myös muihin EU:n tutkimusprojekteihin ja laboratoriolla on useita kiinteitä kansainvälisiä yhteyksiä kardiografian tutkimusalueella.

Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö/a>

Akatemiaprofessori Risto Näätänen, dos. Kimmo Alho, FK Marie Cheour-Luhtanen, DI Minna Huotilainen, PsT Iiro Jääskeläinen, PsK Jouni Kekoni, PsK Teija Kujala, PsK Juha Lavikainen, PsK Anne Lehtokoski, FK Patrick May, LT Eero Pekkonen, DI Kalevi Reinikainen, psykol. yo. Teemu Rinne, PsK Janne Sinkkonen, PsK Mari Tervaniemi, PsT Hannu Tiitinen, TkL Juha Virtanen, PsT István Winkler, LL Hirooki Yabe

Helsingin yliopiston Psykologian laitoksen Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikössä (1.1.1996 alkaen Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö) selvitetään erityisesti muistin ja tarkkaavaisuuden aivomekanismeja ja niiden kehitystä sekä vanhenemisen, aivosairauksien ja aivovaurioiden vaikutuksia näihin. Tutkimusyksikkö on tuottanut yli 120 kansainvälisiin referoituihin lehtiin hyväksyttyä tieteellistä julkaisua ja yli 60 muuta tieteellistä artikkelia tai teosta.

Yksikön laboratoriossa HY:n psykologian laitoksella rekisteröidään aivojen sähköistä toimintaa (EEG) ja jännitevasteita (ERP) pään pinnalta. Lisäksi mitataan koehenkilöiden tehtäväsuoritusta koetilanteissa (esim. ärsyke-erottelukyky, reaktioajat). Keskeisinä tutkimuskohteina ovat ERP:n prosessointinegatiivisuus (PN), joka ilmaisee tarkkailun kohteena olevien ärsykkeiden valintaa aivoissa, sekä poikkeavuusnegatiivisuus (MMN), jonka synnyttää auditorisen sensorisen muistin toimintaa heijastava ärsykemuutoksen tunnistusmekanismi.

BioMagissa tehtävät MEG-mittaukset ovat tärkeä osa yksikön toimintaa, sillä niiden avulla voidaan paikantaa ERP-vasteiden lähteitä aivoissa. Tämän lisäksi yksikkö toimii yhteistyössä monien muiden tutkimusryhmien kanssa. Vastasyntyneiden aivotoimintaa tutkitaan yhteistyössä dos. Kimmo Sainion (Lastenklinikka) kanssa. PET-rekisteröintejä sekä ERP-mittauksia suoraan ihmisaivoista tehdään yhteistyössä Venäjän tiedeakatemian Ihmisaivojen tutkimusinstituutin (Pietari) kanssa. Lyonin INSERM-instituutin kanssa paikannetaan ERP-aaltojen syntymekanismeja päänpinnan virtatiheyskartoituksilla.

Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö toimii koordinaattorina EU:n IV puiteohjelmaan kuuluvassa Biomed 2 -hankkeessa nimeltä COBRAIN, johon osallistuvat myös BioMag-laboratorio, Barcelonan yliopisto, the Burden Neurological Institute (Bristol), Hebrew University (Jerusalem), INSERM (Lyon) ja Münchenin yliopisto. Hankkeessa, jossa käytetään myös BioMag-laboratorion MEG-laitetta, on tarkoitus kehittää standardoituja noninvasiivisia testejä ihmisaivojen kognitiivisten funktioiden tutkimuksiin sekä potilailla että terveillä koehenkilöillä.

Yksikössä suoritettavat jatko-opinnot muodostuvat varttuneempien tutkijoiden ohjauksessa tehtävästä tutkimustyöstä, jonka tavoitteena on vähintään 5 kansainvälistä julkaisua ja niiden perusteella laadittava väitöskirja sekä osallistuminen yksikön tutkijakoulutusseminaareihin. Tämän lisäksi opiskelija suorittaa oman jatkokoulutusohjelmansa (HY:n psykologian laitoksen, TKK:n tai muun vastaavan) muut opinnot.

Korvaklinikka

LT Juha-Pekka Vasama, dos. Tapani Jauhiainen, LKT Hans Ramsay, prof. Ilmari Pyykkö, johtajaylilääkäri Karma

HYKSin Korvaklinikalla tutkitaan ja hoidetaan korva-, nenä-, ja kurkkutauteja. Osa otoneurokirurgisista toiminpiteistä, mm. akustikusneurinoomaleikkaukset, tehdään yhteistyössä Neurokirurgian klinikan kanssa. Tutkimuksen painopistealueita ovat kuuloratajärjestelmä, sisäkorva, erikoisesti tasapainoelimeen liittyvät tutkimukset, pään ja kaulan syövän kuvantamis- ja hoitotutkimukset ja allerginen nuha.

Lastenklinikka

Prof. Jaakko Perheentupa, dos. Pirkko Santavuori, dos. Kimmo Sainio, dos. Erkki Pesonen, LL (väit.) Taina Autti, LK Erika Kirveskari, LK Leena Sipilä

HYKSin Lastenklinikan päätehtävänä on vammaisuuden ja pitkäaikaissairauksien torjunta. Sitä toteutetaan panostamalla erityisesti aivo- ja keuhkovaurioiden ehkäisyyn vastasyntyneisyyskaudella, synnynnäisiä rakennevikoja korjaavaan kirurgiaan sekä pitkäaikaissairaiden, erityisesti syöpäpotilaiden hoitoon. Klinikka toimii yhteensä 39 erikoisalalla, esimerkkeinä lastenlääketiede, lastenkirurgia, anestesiologia, lastenpsykiatria sekä lastenneurologia.

Lastenneurologian osaston ylilääkärin, dos. Pirkko Santavuoren tutkimusryhmä on keskittynyt suomalaiseen tautiperintöön kuuluvien lapsuusiän etenevien aivotautien kliiniseen tutkimukseen. Tällaisia tauteja ovat esimerkiksi NCL (neuronaalinen seroidi-lipofuskinoosi), AGU (aspartyyliglykosaminuria), Sallan tauti sekä MEB-oireyhtymä (muscle-eye-brain). Vankan kliinisen tuntemuksen lisäksi kyseisten tautien radiologista sekä neurologista kulkua on selvitetty konventionaalisin kuvausmenetelmin viime vuosina. Uutena painopistealueena on nyt näiden lasten funktionaalinen kuvantaminen sekä MEG:llä että fMRI:llä.

Neurokirurgian klinikka

Prof. Juha Jääskeläinen, LKT Göran Blomstedt

HYKSin Neurokirurgian klinikka Töölön sairaalassa on Suomen suurin neurokirurginen yksikkö. Vuonna 1995 tehtiin 1700 keskushermostoon kohdistuvaa leikkausta: mm. kasvaimet (400), aivoverisuonten sairaudet (200), aivovammat (220), selkärangan pinnetilat (350), ym. Mikroneurokirurgian täysin oleellinen lähtökohta on hoidettavan patologian ja ympäröivien keskushermoston rakenteiden tarkka kuvannus (MRI, CT, DSA), myös 3D- ja fuusiotekniikalla. Millimetritarkkuudella tehtävään anatomian kuvaamiseen tulisi yhdistää toiminnallisten alueiden (näkö, kuulo, puhe, liike, tunto) osoittaminen, jotta riski niiden vaurioittamiseen leikkauksessa olisi mahdollisimman vähäinen. HYKSissä on erinomainen tilaisuus kehittää toiminnallisten aivoalueiden preoperatiivista kuvantamista fuusioimalla MEG-vasteet (näkö, kuulo, puhe, liike, tunto) aivokuoresta tehtyyn 3D-MRI-kuvaan. Aivokuoren 3D-MEG-MRI-karttaa voi leikkauksessa (esim. aivokasvaimen poiston yhteydessä) verrata paljastettuun aivokuoreen ja pyrkiä toiminnallisten alueiden suojeluun. MEG-paikannuksen tarkkuutta voi tutkia leikkauksen aikaisella stimulaatiolla, jos leikkaus tehdään valveilla olevalle potilaalle. Lisäsi voidaan vertailla funktionaalisen MRI:n ja MEG:n vastaavuutta toiminnallisten alueiden osoittamisessa. Vuosittain on useita kymmeniä potilaita, jotka hyötyisivät ym. paikannustekniikoista ja siksi niistä tulee kehittää preoperatiivinen rutiini. Tämä työ on jo aloitettu paikantamalla muutaman potilaan keskusuurre MEG:llä ennen matala-asteisen gliooman leikkausta (ks. s. 28).

Neuroklinikka

Ylilääkäri, apul. prof. Markku Kaste, prof. Jorma Palo, dos. Timo Erkinjuntti, dos. Anna-Maija Seppäläinen, dos. Tapani Salmi, LKT Risto O. Roine, LKT Tero Kovala, LL Mikko Kallela, LL Jan Siren, LL Heidi Wikström

HYKSin neurologian klinikka on maamme suurin ja vastuualueeltaan laajin sekä samalla todennäköisesti maailman suurin neurologinen yksikkö; klinikalla työskentelee yli 40 lääkäriä. Aivohalvausyksikkö (Acute Stroke Unit) tutkii ja hoitaa vuosittain yli 1000 aivohalvauspotilasta ja osallistuu useisiin kansainvälisiin tutkimusprojekteihin aivohalvauksen hoidon kehittämiseksi. Laajoja tutkimushankkeita on käynnissä liittyen aivoverenkiertohäiriöiden syihin, diagnostiikkaan erityisesti uusia kuvantamismenetelmiä käyttäen, akuuttihoitoon, kuntoutukseen ja ennusteeseen sekä aivoverenkiertohäiriöiden aiheuttamiin käyttäytymismuutoksiin. Muistipoliklinikka on keskittynyt jo 15 vuoden ajan muistihäiriö- ja dementiapotilaiden kliiniseen tutkimukseen, joka on saanut myös kansainvälistä huomiota. Vilkas tutkimus kohdistuu myös muistihäiriöiden ja dementian syihin, aivojen normaaliin vanhenemiseen, Parkinsonin tautiin ja muihin degeneratiivisiin aivosairauksiin, lihastauteihin, päänsärkyyn, unihäiriöihin, neurologiseen tehohoitoon sekä epilepsiaan.

Epilepsian diagnostiikassa käytetään uusimpia kuvantamismenetelmiä, tavanomaista EEG-rekisteröintiä sekä videovalvonnassa tai mukanakuljetettavaa nauhuria käyttäen tapahtuvaa EEG-rekisteröintiä. Lisäksi käytettävissä on kvantitatiivinen QEEG sekä uusimmat herätevastetekniikat mukaanlukien kognitiiviset herätevasteet, joista on kertynyt kokemusta mm. dementioissa.

Psykiatrian klinikka

Prof. Ranan Rimón, LKT Heikki Katila, LKT Hannu Naukkarinen

HYKSin Psykiatrian klinikka on Suomen tärkeimpiä psykiatrian alan erikoistumiskoulutusyksikköjä. Suomenkielisen opetuksen lisäksi klinikassa on Suomen ainoa ruotsinkielinen opetusyksikkö. Klinikka jakautuu Meilahdessa sijaitsevaan Psykiatrian poliklinikkaan ja huumevieroitus-yksikköön sekä 89 sairaansijaa käsittävään Lapinlahden sairaalaan. Klinikan kliinisen työn painoalueina on tavallisen aikuispsykiatrian tutkimus- ja hoitotyön lisäksi yleissairaalapsykiatriset konsultaatiot, nuorisopsykiatria sekä oikeuspsykiatriset mielentilatutkimukset.

Klinikan tieteellinen tutkimustoiminta on suuntautunut skitsofrenian biologisten, erityisesti neuroimmunologisten, tekijöiden, väkivaltaisen ja impulsiivisen käyttäytymisen ja alkoholismin perinnöllisyyden, itsemurhien ehkäisyn, paniikkihäiriöiden ja syömishäiriöiden tutkimukseen.

Radiologian klinikka

Prof. Carl-Gustaf Standertskjöld-Nordenstam, dos. Hannu Aronen, LKT Taina Autti, tekn. yo. Katina Buch Lund, LL Antti Korvenoja, lääket. yo. Sami Martinkauppi, tekn. yo. Matias Palva, TkL Veli-Pekka Poutanen, DI Eero Salli, LKT Oili Salonen, LK Leena Sipilä

HYKSin Radiologian klinikka on koko sairaalaa palveleva diagnostisen radiologian kuvantamispalveluja tuottava tulosyksikkö, joka toimii yhdeksässä toimipisteessä noin 300 henkilön voimin. Radiologian klinikan yhteydessä toimii Helsingin yliopiston samanniminen laitos. Radiologian klinikalla on neljä kliinistä magneettikuvauslaitetta (1,5; 1,0; 0,23 ja 0,1 teslaa), joista kolme on sijoitettu Meilahden sairaalaan. 1,5 teslan laitteella on mahdollista suorittaa huippunopeaa echo planar -kuvausta, mikä on edellytys tehokkaalle funktionaaliselle magneettikuvaukselle. Tieteelliskokeellista ja kliinistä magneettitutkimuskokemusta Meilahden sairaalassa on vuodesta 1982, mikä on pitkäaikaisimpia koko maailmassa; tältä alalta on laitoksessa ilmestynyt yli 40 tieteellistä julkaisua arvostetuissa kansainvälisissä lehdissä. Radiologian klinikan tiedonsiirtoverkkoa on rakennettu ATM-pohjaiseksi, mikä mahdollistaa suurten kuvamäärien siirron ja varastoinnin. Klinikalla on kiinteät yhteydet magneettitutkimuksen johtaviin keskuksiin Yhdysvalloissa (MGH NMR Center, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston ja Department of Radiology, UCSF, San Francisco).

Sisätautien klinikka

Prof. Matti Tikkanen, dos. Lauri Toivonen, LT Markku Mäkijärvi, vs. apul. prof. Markku Nieminen, LL Petri Korhonen, LL Lasse Oikarinen, LL Heikki Swan, LL Ilkka Tierala, LKT Matti Viitasalo

HYKSin sisätautien klinikka on keskittänyt opetuksen, tutkimuksen ja kliinisen toimintansa kardiologiaan. Klinikan käytössä on maamme suurin potilastutkimuksiin soveltuva sydämen katetrointilaboratorio. Valmiina on kolme kardioangiografista tutkimushuonetta, elektrofysiologinen (rytmihäiriöiden) tutkimuslaboratorio, sydämen isotooppitutkimuslaboratorio sekä menetelmät mm. sydämen ultraäänitutkimukseen ja EKG:n pitkäaikaisrekisteröintiin. Potilaiden hoitoon on käytettävissä sydäninfarktipotilaiden ja muiden sydänpotilaiden valvontayksiköt. Sydäntutkimusosastolla tehdään vuosittain yli 2000 sepelvaltimoiden varjoainekuvausta, 400 sepelvaltimoiden pallolaajennusta, lähes 200 elektrofysiologista katetrointitutkimusta ja yli 100 katetriablaatiota. Sisätautien klinikka yhdessä HYKSin rintakirurgian klinikan kanssa hoitaa rytmihäiriöitä kirurgisesti ainoana keskuksena maassamme. Kirurgisia hoitoja ovat rytmihäiriötä aiheuttavan rakenteen poisto sydämestä ja sisäisten, rytmihäiriökohtauksen hoitavien laitteiden (defibrillaattorien) asennus potilaalle.

Tutkimushankkeen kannalta edellä mainitut rytmihäiriöiden invasiiviset selvitys- ja hoitomenetelmät ovat ensiarvoisen tärkeitä. Magnetokardiografisia menetelmiä kehitetään juuri sen tyyppisten rytmihäiriöiden tutkimukseen kuin mitä toimenpiteisiin osallistuvilla potilailla esiintyy. Invasiiviset tutkimus- ja hoitomenetelmät tarjoavat vertailupohjan kehitettäville magnetokardiografisille menetelmille.

Sisätautien klinikan muita keskeisiä kardiologian alueita ovat sydämen vajaatoiminnan tutkimus, sydämensiirtoon liittyvä toiminta, sepelvaltimotaudin invasiivinen tutkimus ja sen riskitekijöiden tutkimus.

Lastenneurologian klinikka, Lastenlinnan sairaala

LKT Ritva Paetau

Lastenlinnan sairaalan omistaa kuntainliitto, johon kuuluvat useimmat HYKS-piirin kunnat sekä muita kuntia eri puolilta Suomea. Sairaalassa on Helsingin yliopiston Lääketieteellisen tiedekunnan lastenneurologian ja lastenpsykiatrian professuurit ja ao. alojen laajat osastoryhmät. Lastenneurologian klinikan sisällä toimii epilepsiayksikkö, joka vastaa lapsuusiän epilepsian erityistason tutkimuksista ja hoidosta sekä suunnittelee valtaosan lasten epilepsiakirurgisista hoidoista Suomessa.

Kliinisen neurofysiologian osasto, Kuopion yliopistollinen sairaala

LKT Jari Karhu ja ylilääkäri, dos. Juhani Partanen

Kuopion yliopistollisessa sairaalassa toimiva kliinisen neurofysiologian osasto on koko sairaalaa palveleva kliinis-neurofysiologinen yksikkö. Palvelujen tuottamisen lisäksi yksikkö on myös tieteellisesti aktiivinen; vuonna 1995 sieltä valmistui kolme väitöskirjaa.

MEG-tutkimukset ovat keskittyneet skitsofreniapotilaiden tutkimuksiin yhteistyössä Niuvanniemen sairaalan kanssa sekä epileptisen toiminnan kartoittamiseen epilepsiaa sairastavilla lapsilla, joilla on primaaristi generalisoituvia purkauksia. Näille lapsille tehdään sekä spontaanin MEG-toiminnan tutkimusta että ERP-rekisteröintejä. Terveillä verrokeilla tehdyillä mittauksilla hiotaan optimiparadigmoja epilepsiakirurgisten potilaiden tutkimista varten.

Kuopion yliopiston oikeuspsykiatrian klinikka (Niuvanniemen sairaala)

Prof. Jari Tiihonen, emeritusprof. Panu Hakola, dos. Heikki Vartiainen, LT Pirkko Räsänen, LL Markku Eronen

Niuvanniemen sairaalassa sijaitsevassa Kuopion oikeuspsykiatrian klinikassa on Suomen ainoa oikeuspsykiatrian professuuri, ja klinikka on Suomen suurin alan tutkimusta, opetusta ja hoitoa tarjoava yksikkö. Sairaalassa on hoidettavana noin 250 potilasta, mikä on yli puolet kaikista Suomen oikeuspsykiatrista hoitoa tarvitsevista potilaista. Vuosittain sairaalassa on suoritettu 90-100 mielentilatutkimusta, mikä on noin kolmannes kaikista Suomessa tehdyistä.

Oikeuspsykiatrian klinikan tutkimustoiminta on suuntautunut epidemiologiseen, neurofysiologiseen, farmakologiseen ja psykoterapiaa ja kuntoutusta koskevaan tutkimukseen. Vuonna 1993 klinikan kansainvälisten julkaisujen impact-keskiarvo oli Kuopion yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan korkein.

Albert Einstein College of Medicine, New York

Dr. Gregory Simpson, TkT Seppo Ahlfors, M.Sc. John Foxe

Dynaamisen aivokuvantamisen laboratorio (Dynamic Brain Imaging Laboratory, Brainlab) tutkii 64-kanavaisella EEG-laitteistolla ihmisaivojen niitä mekanismeja, joihin havainnot ja kognitiiviset funktiot perustuvat. Ihmisestä saatuja tuloksia voidaan verrata apinoilta invasiivisesti saataviin tarkempiin neurofysiologisiin mittaustuloksiin.

Meneillään olevissa hankkeissa tutkitaan ihmisen ja apinoiden auditorista ja visuaalista prosessointia, kielellisen kehityksen neurofysiologista perustaa vastasyntyneillä ja lapsilla sekä aivovaurioiden vaikutusta kielellisiin toimintoihin. Tutkimusohjelmaan kuuluu sekä visuaalinen että auditorinen attentio. BESA-ohjelmalla saadut EEG-paikannustulokset sijoitetaan MRI-kuviin tutkittaessa mm. kognitiivisiin toimintoihin vaikuttavia häiriöitä kuten dementiaa ja skitsofreniaa.

Massachusetts General Hospital, Boston

Dr. John W. Belliveau, William Kennedy, Dr. Ken Kwong, M.Sc. Arthur Liu, Dr. Roger Tootell, Dr. Bruce Rosen

Massachusetts General Hospitalin / Harvard Medical Schoolin NMR-laboratorio on viimeisten 14 vuoden aikana ollut yksi magneettitutkimuksen innovatiivisimmista tutkimuskeskuksista. Laboratorio julkaisi ensimmäisenä faasikontrasti magneettiangiografiaperiaatteen jo yli kymmenen vuotta sitten. NMR-laboratorio on ollut keskeisessä asemassa erityyppisten magneettivarjoaineiden tutkimuksessa ja uraa uurtava pioneeri huippunopean magneettikuvauksen kehittämisessä ja soveltamisessa. Erityisesti monet funktionaaliset magneettikuvaustekniikat on suurelta osalta kehitetty täällä. Ensimmäiset aivojen aktivaatiotutkimukset suoritettiin NMR-laboratoriossa.

Politecnico di Milano, Italia

Prof. Ferdinando Grandori, Paolo Ravazzani, Gabriella Tognola, Dr. Jan Nilsson, Dr. Marcela Panizza

Milanon teknillisessä korkeakoulussa on lääketieteellisen tekniikan osasto ja kansallisen tutkimuskomitean (CNR) lääkintätekniikan yksikkö. Niistä jälkimmäistä johtaa prof. Grandori. Magneettistimulaation alalla yksikössä tutkitaan erityisesti teoreettista mallintamista ja verrataan teoriaa koetuloksiin mm. stimulaatiomekanismien ymmärtämiseksi. Kokeellista tutkimusta tehdään San Raffaele -sairaalan (prof. Comi, Milano) ja Fondazione Clinica del Lavoron (Nilsson ja Panizza, Castel Goffredo) kanssa. Muita tutkimuksen aloja ovat mm. otoakustiset emissiot, signaalinkäsittely ja puheen motoriikan mallintaminen.

Neuromag Oy

Toimitusjohtaja, dos. Antti Ahonen, DI Juha Hämäläinen, dos. Matti Hämäläinen, DI Matti Kajola, TkT Jukka Knuutila, DI Petteri Laine, DI Lauri Parkkonen, DI Juha Rantala, TkT Juha Simola

Neuromag Oy on vuonna 1989 perustettu yritys, joka hyödyntää Teknillisessä korkeakoulussa ja VTT:llä kehitettyä suprajohtavuuteen perustuvaa huipputekniikkaa ja kehittää sitä edelleen kansainvälisille markkinoille soveltuvaksi. Laitteiston kotimaisuusaste on noin 80 %; vain tietokoneet on hankittu ulkomailta. Mittausanturit ja niiden optimoimiseksi tarvittava teoreettinen osaaminen on kehitetty TKK:n kylmälaboratoriossa Otaniemessä.

Neuromag-122 -laitteen edustajana Aasiassa ja Ruotsissa toimii Elekta AB sekä USA:ssa ja Isossa Britanniassa Picker International, Inc. MEG-laitteiden asennuskanta oli vuoden 1995 lopussa seitsemän laitetta, joista kaksi on Suomessa, kolme Japanissa, yksi Saksassa ja yksi Yhdysvalloissa.

Neuromag Oy:n päärooli on olla MEG- ja MKG-laitteiden instrumenttivalmistaja. Perustutkimus ja kliinisiin sovellutuksiin tähtäävä työ tehdään valtaosin laitteita käyttävien ryhmien toimesta. Tärkeässä asemassa tämän toimintamallin toteuttamisessa on BioMag-laboratorion ja Neuromag Oy:n välinen yhteistyösopimus, jonka puitteissa kehitetään mm. kliinisiä mittausprotokollia ja kehitetään edelleen potilaskäsittelyrutiineja. Neuromagilla on lisäksi käynnissä yhteistyöprojektit Otaniemessä, Düsseldorfissa (Saksa), Kiotossa (Japani) ja Albuquerquessa (New Mexico, USA) toimivien tutkimusryhmien kanssa.

BioMagin ja Neuromagin yhteistyösopimus antaa myös mahdollisuuden käyttää laboratorion laitteistoa Neuromagin asiakkaiden laitteistokoulutuksessa. Toimintavuoden aikana BioMag-laboratoriossa järjestettiin yksi käyttäjäkurssi Albuquerquen VA Medical Centerin käyttäjille ja useita koulutustilaisuuksia BioMagin käyttäjille. Lisäksi järjestettiin huoltokurssi.

Euroshield Oy

Toimitusjohtaja Lasse Sohlström, DI Harri Kartano, ins. Mikko Keippi, Pasi Mäkitalo, DI Mika Paavola, ins. Martti Perälä, Kari Pöllänen

Euroshield Oy on Eurassa toimiva sähkömagneettiseen suojaukseen erikoistunut yritys, jonka toimenkuvaan kuuluvat suojattujen tilojen ja komponenttien suunnittelu, valmistus, myynti ja asennus sekä häiriömittausalan laite- ja järjestelmämyynti. BioMag-laboratorion magneettisesti suojattu huone (MSH) oli Euroshield Oy:lle uusi onnistunut aluevaltaus.

Vierailijat

Kylmälaboratorion arviointityöryhmä 10.1.
Prof. Hans Ott ETH, Zürich
Prof. Rodolfo Llinás New York University Medical Center
Prof. Douglas Osheroff Stanfordin yliopisto

Heidelbergin yliopiston vierailijaryhmä 18.1.

Suomen Akatemian edustajat 8.2.
Tutkimusjohtaja Elisabeth Helander
Prof. Leena Palotie

TKK:n hallitus 3.3.

Kansainvälisen BEST (Board of European Students of 18.8.
Technology)-kesäkurssin opiskelijat

Pohjoismaisten yliopistosairaaloiden sairaalanjohtajat 15.9.

KNF-päivien osallistujat 21.-23.9.

Gerard Gimenez CREATIS, Lyon, Ranska 11.-12.1.

Jose Manuel de Oliveira INESC, Porto, Portugali 11.-12.1.

Hirooki Yabe Hirosaki University School of Medicine 1.1.-28.2.

Marie-Helene Giard INSERM, Lyon, Ranska 13.2.

Jeffrey Lewine VA Medical Center, Albuquerque, New Mexico 17.2.

Erich Schröger Ludvig-Maximilians-Univ., München 2.-5.3., 17.-24.4.

Surya Mohapatra Picker International, Cleveland, Ohio 7.3.

Chris Bhasin Picker International, Cleveland, Ohio 7.3.

Chris Peabody Picker International, Cleveland, Ohio 9.3.

István Winkler Unkarin tiedeakatemia, Budapest 9.3.-20.4., 16.10.-1.12.

Peter Reinli Elekta AB, Tukholma 23.3.

Dr. Son Etelä-Korea 27.3.

Carles Escera Barcelonan yliopisto 27.3.-8.4., 28.9.-5.10.

John W. Belliveau Massachusetts General Hospital 20.-24.3., 21.-30.4.

Seppo Ahlfors Albert Einstein College of Medicine, New York 13.4.-2.5.

Gregory Simpson Albert Einstein College of Medicine, New York 21.-30.4.

Anders Dale Kalifornian yliopisto, San Diego 21.-30.4.

Roger Tootell Massachusetts General Hospital, Boston 21.-30.4.

Arthur Liu Massachusetts General Hospital, Boston 21.-30.4.

William Kennedy Massachusetts General Hospital, Boston 21.-30.4.

Yoshio Okada VA Medical Center, New Mexico, USA 24.4.

Alfons Schnitzler Heinrich-Heine Universität, Düsseldorf 25.4.

Sheeryong Park Economical Daily, Soul 10.5.

Dr. Wang Etelä-Korea 10.5.

Karl Lundberg Elekta AB, Tukholma 10.5.

Akira Nagano Tokion yliopisto 5.6.

Ken Kwong Massachusetts General Hospital, Boston 13.6.

Gyo Kajiwara Superconducting Sensor Laboratory 14.6.

David Kennedy Massachusetts General Hospital, Boston 22.-26.6.

David Grant General Electric Corp., Lontoo 4.9.

Prof. Michael Sherg Heidelbergin yliopisto 22.9.

Francois Mauguière Neurological Hospital, Lyon, Ranska 28.9.

Dirk Heslenfeld Amsterdamin yliopisto 28.9-5.10., 15.11.-27.1.

Donald Longmore Royal Brompton, Lontoo 13.10.

Ian Young Hammersmith Hospital, Lontoo 13.10.

Ferdinando Grandori Politecnico di Milano 16.-17.10.

Jean-Pierre Moruzzi Toulouse, Ranska 16.-17.10.

Lutz Trahms PTB Berlin 22.-26.10.

Alexandro Herrero Head of Unit DG XII-E3, Euroopan komissio 23.10.

Livio Narici Rooman yliopisto 28.11.

Coen Metting van Rijn Amsterdamin yliopisto 30.11.-5.12.

Riccardo Fenici Rooman katolinen yliopisto 3.-23.12.

Bo Eldh Elekta AB, Linköping, Ruotsi 11.12.

Lisäksi laboratoriossa on vieraillut useita kotimaisia tutkijoita.

Tutkijakoulu

Läheisesti BioMag-laboratorion toimintaan liittyen alkoi vuoden 1995 alussa toimia Suomen Akatemian rahoittama tutkijakoulu Funktionaalinen kuvaaminen lääketieteessä. Tutkijakoulun toimintaa ohjaa BioMag-laboratorion johtoryhmä siten, että sen vastaava johtaja on prof. Toivo Katila (Teknillinen korkeakoulu).

Väitöskirjatyön valvojat

Prof. Matti Karjalainen TKK, Akustiikan laboratorio

Prof. Toivo Katila TKK, Lääketieteellisen tekniikan laboratorio

Prof. Risto Näätänen HY, Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö

Prof. Jorma Palo HYKS, Neurologian klinikka

Prof. Raimo Sepponen TKK, Sovelletun elektroniikan laboratorio

Prof. Carl-Gustaf Standertskjöld-Nordenstam HYKS Röntgen

Prof. Matti Tikkanen HYKS, Sisätautien klinikka

Väitöskirjatöiden ohjaajat

Dos. Kimmo Alho HY, Kognitiivisen aivotutkimuksen keskus

Dos. Hannu Aronen HYKS Röntgen

Dos. Timo Erkinjuntti HYKS, Neurologian klinikka

Dos. Pauli Hekali HYKS Röntgen

TkT Panu Helistö TKK, Lääketieteellisen tekniikan laboratorio

LKT Juha Huttunen BioMag / Jorvin Sairaala

Dos. Risto Ilmoniemi BioMag

Dos. Kristian Liewendahl HYKS:n laboratorio, isotooppiosasto

TkT Jukka Nenonen TKK, Lääketieteellisen tekniikan laboratorio

LKT Risto Roine HYKS, Neurologian klinikka

Dos. Lauri Toivonen BioMag / HYKS, Sisätautien klinikka

TkT Ari Visa TKK, Informaatiotekniikan laboratorio

Dos. Juha Ylä-Jääski VTT, Graafinen tekniikka

Tutkijat

Vuonna 1995 tutkijakoulussa toimivat seuraavat väitöskirjatyötään päätoimisesti tekevät tutkijat, joista Akatemian tutkijakoulurahoitusta ainakin osan ajasta saaneet on merkitty tähdellä:

Tutkimusala Ohjaaja Valvoja

Minna Huotilainen MEG / fMRI Ilmoniemi Karjalainen

Teija Kujala EEG / MEG Alho Näätänen

Juha Lavikainen EEG / MEG Näätänen Näätänen

Janne Sinkkonen* EEG / MEG / fMRI Näätänen Näätänen

Juha Virtanen MEG / EEG /fMRI Ilmoniemi Sepponen

Heidi Wikström* MEG Huttunen, Ilmoniemi Palo

Petri Korhonen* MKG / EKG Toivonen Tikkanen

Juha Montonen MKG / EKG Helistö Katila

Lasse Oikarinen MKG / EKG Toivonen Tikkanen

Mika Paavola * MKG / EKG Nenonen Katila

Kim Simelius* MKG / EKG Nenonen Katila

Ilkka Tierala MKG / EKG Toivonen Tikkanen

Antti Korvenoja fMRI / MEG Aronen, Ilmoniemi Standertskjöld-Nordenstam

Kirsi Lauerma* fMRI / MKG Aronen, Hekali Standertskjöld-Nordenstam

Riitta Mäntylä* fMRI Erkinjuntti, S-N Standertskjöld-Nordenstam

Jarmo Ruohonen Magstim (ks. s. 34) Ilmoniemi Sepponen

Jyrki Lötjönen Kuvankäsittely Ylä-Jääski Katila

Hanna Pohjonen Kuvankäsittely Liewendahl, Ylä-Jääski Katila

Eero Salli Kuvankäsittely Aronen, Visa Katila

Outi Sipilä* Kuvankäsittely Visa, Ylä-Jääski Katila

Tutkijakouluun liittyen on järjestetty erikoiskursseja (sivu 21) ja opastusta uusien mittausmenetelmien käytössä.

Esitelmätilaisuudet ja tieteelliset seminaarit

BioMag-tutkimusaseman avajaisseminaari/a>

BioMag-laboratorion vihkiäistilaisuuden yhteydessä 21.3.1995 järjestettiin avajaisseminaari, jossa pidettiin seuraavat esitykset:

Tervehdykset

Arvo Relander, HYKSin sairaalanjohtaja

Olli-Pekka Heinonen, Opetusministeri

Paavo Uronen, Teknillisen korkeakoulun rehtori

Risto Ihamuotila, Helsingin yliopiston rehtori

Historiikki

Prof. Toivo Katila Biomagnetismitutkimusta eilen ja tänään

Tieteelliset esitykset, puh. joht. tutkimusprof. Pekka Karp

Prof. Carl-Gustaf Standertskjöld-Nordenstam Opening words

Dr. John W. Belliveau Functional imaging of the brain and the heart

Prof. Risto Näätänen In search of auditory memory trace

LT Markku Mäkijärvi MCG localization of cardiac arrhythmias

Dos. Antti Ahonen Magnetic source imaging equipment in BioMag

Seminaarin yhteydessä pidettiin myös biomagnetismin kehitystä esittelevä näyttely.

Workshop on MEG, EEG and fMRI

BioMag-laboratorio järjesti 26.4.1995 yhdessä kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikön (Helsingin yliopisto) kanssa seminaarin liittyen yhteistyöhön Massachusetts General Hospitalin (Boston), MIT:n (Boston) ja Albert Einstein College of Medicinen (New York) kanssa. Seminaarissa pidettiin seuraavat esitelmät:

Bill Kennedy fMRI results from Boston

Minna Huotilainen Attention studies with MEG

Roger Tootell Motion processing in the human brain

Seppo Ahlfors MEG motion results from BioMag

Anders Dale Anatomical constraints

Risto Ilmoniemi Multiple source problem

Bioelectromagnetism-old principles and new developments/a>

BioMag-laboratorio järjesti 17.10.1995 yhdessä Lääketieteellisen fysiikan ja tekniikan yhdistyksen kanssa seminaaritilaisuuden bioelektromagnetismista. Seminaarissa pidettiin seuraavat esitelmät:

Toivo Katila Opening

Jean-Pierre Morucci Electrical bioimpedance--an old signal with a promising future

Risto Ilmoniemi Biomagnetism and related techniques at HUCH

Jarmo Ruohonen Computer-targeted magnetic stimulation

Veikko Suihko Electric stimulation of the central nervous system

Jukka Knuutila Magnetic source imaging with multichannel magnetometers

Jukka Nenonen Cardiac source localization with MCG and ECG

Eero Pekkonen Parallel auditory signal processing in ageing and Alzheimer's disease

Hannu Aronen Functional studies with fMRI and MEG/MCG

Tutkijakoulun seminaarit

Tutkijakoulun Funktionaalinen kuvaaminen lääketieteessä opetukseen kuuluu kursseja TKK:lta ja Helsingin yliopistosta. Sen lisäksi järjestetään erikoiskursseja tutkijakoulun erikoistarpeita varten. Risto Ilmoniemi piti lukuvuonna 1994-5 "Neuro- ja kardiomagneettisen tutkimusaseman käyttäjäkurssin". Jatkona tälle järjestettiin syksyllä 1995 seminaarisarja, jossa käsiteltiin meneillään olevia tutkimushankkeita.

Mainittuihin luentosarjoihin kuuluivat Ilmoniemen neuro- ja kardiomagnetismin perusteita käsittelevien luentojen lisäksi seuraavat esitelmät:

1994

25.11. Jukka Knuutila Neuromag Oy:n esittely

2.12. Juha Simola Kryogeniikkaa

9.12. Matti Hämäläinen Neuromag Oy:n ohjelmistosta

16.12. Matti Kajola Graph-ohjelma

16.12. Harri Kartano ja Euroshield ja BioMagin magneettisesti
Mika Paavola suojattu huone

1995

27.1. Jukka Nenonen MKG:n perusteista

3.2. Jukka Nenonen MKG:n perusteista, osa 2

24.2. Markku Mäkijärvi MKG:stä

3.3. Lauri Toivonen Rytmihäiriöistä ja MKG:stä

17.3. Minna Huotilainen Poikkeavuusnegatiivisuus (mismatch-vaste)

24.3. Antti Korvenoja Somatosensoriset vasteet

31.3. Eero Pekkonen Alzheimerin tauti -projekti

21.4. John Belliveau Functional imaging of the brain and the heart

Roger Tootell fMRI studies of visual cortical areas

28.4. Anders Dale MRI 3D-reconstruction techniques

Gregory Simpson Comparison of EEG and fMRI localization

5.5. Juha Virtanen BioMagin EEG-järjestelmä ja stimulaattorit

Juha Montonen BioMagin MKG-laitetilanne

12.5. Teija Kujala MEG-mittaukset sokeilla

Mari Tervaniemi Missing fundamental -ilmiö EEG:ssä ja MEG:ssä

3.10. Antti Korvenoja Locating the central sulcus

10.10. Jukka Nenonen MCG at BioMag

Juha Montonen Current MCG projects

24.10. Juha Huttunen Clinical use of MEG

Heidi Wikström SEF after brain infarct

31.10. Hannu Aronen MRI and fMRI at HYKS

Sami Martinkauppi New results with fMRI

Matias Palva New results with fMRI

7.11. Hanna Pohjonen Registration of multimodal images

Outi Sipilä Error estimation of registration

21.11. Kirsi Lauerma Perfusion imaging in coronary heart disease

28.11. Livio Narici Driven MEG

Jarmo Ruohonen Magnetic stimulation of the brain

Pekka Kahri Neural mechanisms of magnetic stimulation

BioMagin ja tutkijakoulun yhteinen seminaari

BioMag-laboratorio ja tutkijakoulu Funktionaalinen kuvaaminen lääketieteessä järjestivät seminaarin 15.12.1995 Helsingin yliopiston Länsi-Uudenmaan täydennyskoulutuslaitoksella Siuntiolla. Ohjelmaan kuuluivat seuraavat esitykset:

Risto Ilmoniemi The first year of BioMag
The strategy and mode of operation of BioMag
BioMag brochure: discussion

Hannu Aronen, chairman Plans and goals for 1996: Each user of BioMag is expected to give a presentation of 2-3 minutes

Suvi Heikkilä Käytännön asioita BioMag-laboratoriossa

Juha Hämäläinen About the role of Neuromag Ltd.

Janne Sinkkonen On the use of statistics in EEG/MEG

Marie Cheour-Luhtanen MEG studies on infants

Claudia Tesche Medial-temporal and deep sources

Minna Huotilainen Visual and auditory fMRI

Dirk Heslenfeld Visual attention

Eero Pekkonen Recent MEG studies

Mika Paavola MCG at BioMag: Technical considerations

Jyrki Lötjönen Boundary element model of human torso

Riccardo Fenici MCG studies in Rome

Muut esitelmät ja konferenssiesitykset/a>

Suvi Heikkilä

VII KNF-koulutuspäivät, Helsinki 21.-23.9.1995. Esitelmä: MEG-hoitajan näkökanta ja osuus.

Minna Huotilainen

Radiologian klinikan aamumeeting, HYKS Meilahden sairaala, 22.9.1995. Esitelmä: Auditoriset MEG-mittaukset.

Risto Ilmoniemi

HEKSin ja HYKSin sisätautikoulutustapahtuma (Leiras Oy), Hotelli Hesperia, Helsinki, 2.3.1995. Esitelmä: BioMag: Helsingin yliopiston, HYKSin ja TKK:n yhteinen biomagneettinen tutkimuskeskus.

HYKS Röntgen -keskiviikkokerho, Finska Läkaresällskapet, Helsinki, 3.5.1995. Esitelmä: Tutkimustyön edellytyksistä: EU-hankkeet.

ASI Summer School, Maratea, Italia, 18.-30.6.1995. Kutsutut esitelmät: Imaging sources in the brain sekä Large magnetometer arrays for biomagnetism.

NorFA Summer course "Human cortical functions", Virrat, 7.-11.7.1995. Esitelmä: Basics of neuromagnetism.

Technology in Finland -kesäkurssi, Lahti, 16.8.1995. Esitelmä: BioMag Laboratory: Finnish high technology for the study of the brain and the heart.

BEST Summer Course 1995: Medical Imaging and Biosignal Processing, Helsinki 18.8.1995. Esitelmä: BioMag Laboratory of the Helsinki University Central Hospital.

Sähkömagnetiikka 95, Espoo, 31.8.1995. Esitelmät: BioMag-laboratorion esittely sekä Magneettinen aivojen stimulointi.

Workshop on Multimodal Registration: Combining MRI, EEG, PET & MEG, Aachen, Saksa, 27.-29.10.1995. Kutsuttu esitelmä: Imaging the brain with MEG and EEG.

Neurologian klinikan tiistaikokous, HYKS Meilahden sairaala, 11.12.1995. Esitelmä: HYKSin MEG.

Eero Pekkonen

IV European Congress of Psychology, Ateena, 2.-7.7.1995. Esitelmä: Memory trace decay in Alzheimer's disease as reflected by event-related potentials.

VII KNF-koulutuspäivät, Helsinki, 21.-23.9.1995. Esitelmä: MEG ikääntymisessä ja Alzheimerin taudissa.

Kliinisen neurofysiologian osaston meeting, Kuopio, 20.11.1995. Esitelmä: MMN ikääntymisessä ja Alzheimerin taudissa.

Lauri Toivonen

HEKSin ja HYKSin sisätautikoulutustapahtuma (Leiras Oy), Hotelli Hesperia, Helsinki, 2.3.1995. Esitelmä: Magnetokardiografian tutkimuskohteet.

Väitöstilaisuus

BioMag-laboratoriossa työskentelevä Kognitiivisen aivotutkimusyksikön tutkija, neurologian erikoislääkäri, LL Eero Pekkonen väitteli tohtoriksi Kuopion yliopistossa 25.11.1995. Väitöskirja, jonka yksi osajulkaisu perustuu BioMagissa tehtyihin mittauksiin, on nimeltään "Auditory Signal Processing and Memory Trace Decay in Aging and Neurodegenerative Diseases" (Kuopio 1995. Medical Sciences 80).

BioMag tiedotusvälineissä/a>

Laboratorion avajaiset uutisoitiin sekä radiossa että televisiossa; laboratoriosta kerrottiin kolmessa illan uutislähetyksessä 21.3.1995. BioMagista uutisoitiin myös päivälehdissä ja HYKSin tiedotuslehdessä Kehykset.

Jessica Eden teki radio-ohjelman (Rundradion, 30.9.1995) BioMagista.

Tutkimushankkeet

Kognitiivinen psykofysiologia

Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö (HY), Radiologian klinikka

Aisti-informaation prosessoinnin ja tarkkaavaisuuden mekanismeja aivoissa pyritään selvittämään mittaamalla aivotoimintaa yksinkertaisissa kontrolloiduissa ääniympäristöissä koehenkilön suorittaessa tarkoin määrättyä tehtävää. Erityisen mielenkiinnon kohteena on ns. poikkeavuusnegatiivisuus (mismatch-vaste, MMN), jonka avulla voidaan tutkia sensorisen muistin ja tahattoman (automaattisen) tarkkaavaisuuden aivomekanismeja.

Informaatioteoria ja sensorinen kuulomuisti

Informaatioteorian soveltamista kuulomuistin piirteiden selittämiseen, erityisesti resurssiallokointiin piirreavaruudessa ja ajassa, tutkittiin teoreettisesti ja mittaamalla mismatch-vasteita. Aikariippuvia ärsykesarjoja käyttämällä on mahdollista pureutua ääniympäristön dynaamisten säännönmukaisuuksien representointiin aivoissa.

Intensiteettispesifit neuronit

Äänenvoimakkuuden representoitumista kuuloaivokuorella tutkittiin vaihtuvaintensiteettisiä ärsykkeitä sisältävien äänisarjojen avulla. Vasteiden topografiasta ja voimakkuuksista pääteltiin kuuloaivokuorella olevan intensiteettispesifejä neuroneja, joiden käyttäytymistä selittämään konstruoitiin matemaattinen malli.

Aivojen muovautuvuus

Aivojen muovautuvuutta tutkittiin esittämällä sokeille koehenkilöille ääniärsykkeitä ja mittaamalla niiden synnyttämiä vasteita aktiivisessa ja passiivisessa tilanteessa. Sokeilla ne aivojen alueet, jotka näkevillä tarvitaan visuaalista informaatiota varten, ovat vapaina käsittelemään muiden aistien välittämää tietoa. Tutkimusryhmä osoitti aivojen pystyvän muuntumaan tällaisissa muovautumiselle suotuisissa olosuhteissa siten, että aktiivista prosessointia vaativa kuuloinformaatio voi aiheuttaa aivotoimintaa myös aiemmin näköaistin käyttöön varatuilla alueilla. Nämä tulokset saatiin koehenkilöillä, jotka ovat sokeutuneet aikuisena. Aivot pystyvät siis siirtämään prosessoinnin kokonaan uusille alueille. Näin voimakasta muovautumiskykyä ei ihmisaivoilla ole aiemmin osoitettu vastaavassa vaiheessa, jossa muovautumisen herkkyyskausi, lapsuus, on jo ohitettu.

Vastasyntyneiden kuuloaisti

Lasten, vastasyntyneiden ja keskosten kuuloaistia on tutkittu ERP-menetelmällä kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikössä jo useiden vuosien ajan. Koska neuvoloiden kuulotutkimuksissa löydetään vain selvät kuulovammat, vastasyntyneiden kuuloaistia on aiheellista tutkia luotettavan ja monipuolisemman kuulontutkimusmetodin löytämiseksi. MEG-tutkimukset tehtiin yhteistyössä Lastenklinikan lääkäreiden kanssa. MEG:llä pyritään selvittämään, mistä kohtaa aivoja ERP-vaste tulee. Pelkän ERP:n avulla vasteen paikannus on hankalaa, koska vastasyntyneen kallon luut eivät vielä ole täysin sulkeutuneet, joten aikuisilla käytettävät monikerrospallomallit eivät sovellu lasten vasteiden analysoimiseen. MEG tarjoaa mahdollisuuden selvittää vasteiden syntypaikka ja siten tarkemmin tutkia vastasyntyneiden aivojen toimintaa.

Kliininen psykofysiologia

Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö (HY), Neurologian klinikka, Psykiatrian klinikka, Radiologian klinikka, Kliinisen neurofysiologian osasto (Kuopion yliopistollinen sairaala), Niuvanniemen sairaala (Kuopio)

Tyypillistä monille neurologisille sairauksille on kognitiivisten toimintojen häiriintyminen. Käyttämällä psykofysiologisissa perustutkimuksissa kehitettyjä MEG- ja EEG-menetelmiä on mahdollista saada uutta tietoa ko. sairauksien vaikutuksista muistimekanismeihin, tarkkaavaisuuteen tai muihin aivojen korkeampiin toimintoihin.

Alzheimerin tauti

Alzheimerin taudin vaikutusta kuuloärsykkeen käsittelyyn tutkittiin N100m-vasteita mittaamalla. Havaittiin, että Alzheimerin tauti heikentää rinnakkaista kuuloärsykkeen prosessointia aivohemisfäärien välillä verrattuna samanikäisiin terveisiin koehenkilöihin.

Parkinsonin tauti

Kertomusvuonna aloitettiin projekti, jossa selvitetään, vaikuttaako Parkinsonin tauti automaattiseen signaalinkäsittelyyn kuulojärjestelmässä. Tässä projektissa on kerätty mittausaineistoa 10 potilaalta.

Alkoholin käytön vaikutus kuulovasteisiin

Aloitimme projektin, jossa tutkitaan pitkäaikaisen alkoholin käytön vaikutuksia kuulojärjestelmään. Koesarjassa esitetään ääniärsykkeitä 10 alkoholistille ja yhtä monelle terveelle koehenkilölle; äänien synnyttämä magneettikenttä mitataan.

Skitsofrenia

Määritimme 10 skitsofreniapotilaan ja 19 terveen kontrollihenkilön kuuloaivokuoren sijainnin paikantamalla N100m-vasteen MEG:n ja MRI:n avulla. Kaikilla kontrollihenkilöillä todettiin, että oikeanpuoleinen kuuloaivokuori sijaitsi edempänä kuin vasen tai että aivopuoliskojen välillä ei ollut selvää eroa. Sen sijaan 50 %:lla skitsofreenikoista oli nähtävissä, että kuuloaivokuori oli vasemmalla puolen selvästi edempänä kuin oikea. Löydös vahvistaa hypoteesia, jonka mukaan osalla skitsofreniapotilaista sairausprosessiin liittyy hemisfääriasymmetrian häiriintyminen sikiövaiheessa.

Ikääntyminen

Ikääntymisen vaikutusta auditorisen signaalin käsittelyyn tutkittiin esittämällä nuorille ja ikääntyneille terveille koehenkilöille ääniärsykkeitä ja mittaamalla niiden synnyttämiä vasteita. Julkaistussa työssä (Pekkonen et. al. 1995) osoitettiin, että ikääntyminen viivästyttää stimuloituun korvaan nähden saman puolen, mutta ei vastakkaisen puolen kuuloaivokuoren signaalinkäsittelyä.

Kuulovaurioiden tutkimus

Korvaklinikka

MEG-menetelmä antaa oivan mahdollisuuden tutkia kuulojärjestelmän mukautumista ja aivojen muovautumista erilaisiin kuulovaurioihin, sillä menetelmällä voidaan tutkia tarkoin paikannettujen kuuloherätevasteiden käyttäytymistä kuulovaurion jälkeen. Tutkimusta on tehty yhteistyössä dos. Jyrki Mäkelän (Sotilassairaala Tilkka) kanssa.

Akustikusneurinooma

Akustikusneurinooma on kuulohermon hyvänlaatuinen kasvain. Taudin oireina ovat progredioiva sensorineuraalinen kuulovika sekä korvien soiminen. Hoito on kirurginen. Suomessa diagnosoidaan vuosittain noin 40 uutta tapausta. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää kuuloaivokuoren muotoutuvuutta potilailla, jotka ovat kuuroutuneet toispuoleisesti akustikusneurinooma-leikkauksen yhteydessä. Potilaiden terveeseen korvaan annettiin ääniärsykkeitä, joiden synnyttämien herätevasteiden muutoksia mitattiin ajan funktiona puolen vuoden aikana. Kertomusvuonna tutkittiin 8 potilasta ja 4 verrokkia.

Otoskleroosi

Otoskleroosilla tarkoitetaan kuuloketjun jäykistymisestä johtuvaa välikorvaperäistä konduktiivista kuulovikaa. Hoito on kirurginen. Tutkimme kuuloaivokuorien toimintaa ja mahdollista muotoutuvuutta toispuoleisessa otoskleroosissa mittaamalla magneettisia herätevasteita ääniärsykkeille ennen kuulonparannusleikkausta ja 2 kk sen jälkeen. Kertomusvuonna tutkittiin 7 potilasta ja 4 verrokkia.

Toispuoleinen synnynnäinen kuurous

Tarkoituksena on kartoittaa kuuloaivokuorien toimintaa ja mahdollista muotoutuvuutta synnynnäisessä toispuoleisessa sensorineuraalisessa kuuloviassa. Kaikilla neljällä tutkitulla potilaalla havaittiin poikkeavat kuuloherätevasteet terveeseen korvaan annetulle äänelle.

Muut kliiniset MEG-kokeet

Neurokirurgian klinikka, Neurologian klinikka, Lastenklinikka, Radiologian klinikka, Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö (HY), Lastenneurologian klinikka (Lastenlinnan sairaala), Kliinisen neurofysiologian osasto (Kuopion yliopistollinen sairaala)

Epilepsia

Epilepsiapotilaita on tutkittu sähköisten purkausten syntykohdan, ns. fokuksen paikan määräämiseksi leikkaushoidon suunnittelua varten. Tämä on mahdollista mittaamalla kohtausten välisten piikkipurkausten synnyttämiä magneettikenttiä ja paikantamalla mittaussignaalien perusteella lähdealue.

Kertomusvuonna aloitettiin myös ärsykeherkkien epileptikoiden tutkiminen MEG:llä. Tällaisilla potilailla saattaa epileptiakohtaus laueta esim. tietyistä visuaalisista ärsykkeistä.

Kymmeneltä Lastenlinnan epilepsiayksikön potilaalta mitattiin MEG-purkauksia epileptisten aivoalueiden paikantamiseksi. Tuloksia käytetään kirurgisten toimenpiteiden suunnitteluun ja eri epilepsiaoireistojen syntymekanismien tutkimiseen.

Epileptistyyppisten purkausten paikannus lasten erityisvaikeuksissa

Kertomusvuonna tutkittiin kaksi Lastenlinnan ja kolme HYKSin Korvaklinikan potilasta erilaisten puheenkehitysongelmien vuoksi.

Tunto- ja liikeaivokuoren paikannus aivokasvainpotilailla

Tarkoituksena on paikantaa sensorinen ja motorinen aivokuori funktionaalisella magneettikuvauksella, MEG:llä ja elektrokortikografialla n. 20 aivokasvainpotilaalla, joiden matala-asteinen gliooma on tarkoitus leikata. Käyttäen mainittuja kolmea menetelmää tähän tarkoitukseen voidaan testata osamenetelmien luotettavuutta. Projektin päämääränä on luoda työkalut kliiniseen toimintaan ja testata niitä kliinisessä tutkimuksessa.

Aivoinfarktipotilaiden sensoriset ja motoriset herätevasteet

Tutkimukseen valitaan potilaita, jotka sairastuvat ensimmäiseen toispuoleiseen sensorimotorisia aivoalueita affisioivaan infarktiin. Potilaiden medianus-hermon sähköisen stimulaation sekä etusormen liikkeen synnyttämät magneettiset herätevasteet rekisteröidään yhden viikon sisällä ja 3 kk:n kuluttua sairastumisesta. Projektin tarkoituksena on selvittää, tapahtuuko aivoissa ko. vasteissa havaittavia plastisia muutoksia potilaan osittain tai täydellisesti toipuessa infarktin aiheuttamista kliinisistä oireista.

Ensimmäisessä rekisteröinnissä on käynyt 20 potilasta ja toisessa 13. Potilaiden lisäksi tutkitaan iän ja sukupuolen suhteen kaltaistettu verrokkiryhmä, joista rekisteröinnissä on käynyt 27 henkilöä.

Enkefaliitti

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, voidaanko MEG-mittauksella arvioida enkefaliittipotilaan ennustetta.

AGU

Tarkoituksena on selvittää AGU-taudin (aspartyyliglukosaminuria) vaikutusta herätevasteisiin. Vaikka AGU-taudin perussyy tunnetaankin, sitä koskevaa tutkimustietoa on toistaiseksi hyvin vähän olemassa. Hankkiaksemme tietoa muiden konventionaalisten tutkimusten lisäksi mitattiin kolmen AGU-potilaan magneettiset tuntoherätevasteet ja yhden potilaan kuuloherätevasteet.

JNCL

JNCL eli juveniili neuronaalinen seroidi-lipofuskinoosi on lapsuusiän perinnöllinen etenevä neurodegeneratiivinen tauti, joka johtaa aivokudoksen muutoksiin ja surkastumiseen ja lopulta ennenaikaiseen kuolemaan. Projektin tarkoituksena oli selvittää JNCL-taudin vaikutuksia tuntoherätevasteisiin. Primaarisen tuntoaivokuoren vasteissa, etenkin N20m:ssä, havaittiin voimistumista taudin etenemisen myötä.

Migreeni

Projektissa pyritään osoittamaan migreeniin liittyvää aivosolujen yliärtyvyyttä MEG:n avulla. Kertomusvuoden aikana rekisteröitiin aivojen taustatoimintaa ja näköherätevasteita oktanttishakkiruudukkostimuluksella 13 aurallista migreeniä sairastavalta potilaalta oireettomassa vaiheessa ja 4 verrokilta.

Muu aivojen perustutkimus

Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö (HY), Radiologian klinikka, Neurologian klinikka, Lastenklinikka, Albert Einstein College of Medicine (New York), Massachusetts General Hospital (Boston)

Aivojen toiminta on toisaalta sähköistä ja toisaalta kemiallista. Neuromagneettinen menetelmä antaa mahdollisuuden seurata sähköistä toimintaa millisekuntien aikatarkkuudella ja paikantaa aivojen toimintaa jopa millimetrien tarkkuudella. Magneettikenttiä mittaamalla on näin mahdollisuus tutkia eri aisteista peräisin olevan informaation käsittelyä ja eri aivoalueiden spontaania toimintaa. Aivojen perustutkimusta tehdään toisaalta aivotoimintojen ymmärtämiseksi, toisaalta kliinisten tutkimusten perustan luomiseksi.

Sormien liikkeiden vaikutus somatosensorisiin vasteisiin

Selvittääksemme tuntoaistimusten integrointia liikkeiden suoritukseen tutkimme tuntoaivokuoren herätevasteita terveillä koehenkilöillä sekä levossa että sormien liikkeiden aikana. Sormien liikkeet aiheuttivat muutoksia sekä primaarin (SI) että sekundaarisen (SII) tuntoaivokuoren reaktioissa perifeerisiin ärsykkeisiin; erityisesti SII-vasteet kasvoivat liikkeiden aikana, mikä löydös viittaa siihen, että SII:lla on tärkeä merkitys tuntoaisti-informaation integroinnissa liikkeiden suoritukseen.

Hyperventilaation vaikutus somatosensorisiin vasteisiin

Hyperventilaation tiedetään vaikuttavan hermosolujen ärtyvyyteen ja esimerkiksi aivokuoren spontaanitoimintaan. Tutkimme, vaikuttaako hyperventilaatio myös tuntoaivokuorten herätevasteisiin terveillä koehenkilöillä. Havaitsimme, että osa SI:n vasteista suureni ja osa pieneni hyperventilaation vaikutuksesta, kun taas SII-vasteet hävisivät kokonaan. Löydökset osoittavat, että hyperventilaatio vaikuttaa aivojen spontaanitoiminnan lisäksi myös aivokuoren reaktioihin tuntoärsykkeille.

Interstimulusintervallin vaikutus SEF:eihin

Projektin tarkoituksena oli määrätä lähinnä aivoinfarkti- ja muita kliinisiä tutkimusprojekteja varten optimaalinen interstimulusintervalli (ISI). Pyrkimyksenä oli löytää sellainen stimulaatiotaajuus, että toisaalta tutkimusaika on mahdollisimman lyhyt ja toisaalta mahdollisimman suuri osa vastekomponenteista saadaan rekisteröityä.

Tutkimuksessa selvisi, että on käytettävä ainakin yhden sekunnin ISI:a, jotta saataisiin myös sekundaarisen tuntoaivokuoren vasteet näkyviin. Useimpien vasteiden amplitudit kasvoivat ainakin 5 sekunnin ISI:in saakka.

Ipsilateraalisen primaarisen sensorimotorisen aivokuoren aktivoituminen medianushermon stimulaatiossa

Koesarjassa annettiin koehenkilöille oikeaan medianushermoon ranteen kohdalle sähköisiä ärsykkeitä, joiden aiheuttaman aivokuorivasteen synnyttämiä magneettikenttiä mitattiin. Vasteissa nähtiin ennestään tunnetut heilahdukset primaariselta ja sekundaariselta somatosensoriselta aivokuorelta sekä parietaaliselta aivokuorelta. Uutuutena havaittiin, että tyypillisen kontralateraalisen primaarisen tuntoaivokuoren vasteen lisäksi syntyy ipsilateraalinen vaste sensorimotorisella aivokuorella lähellä paikkaa, jonka vastakkaisen käden medianushermon ärsytys aktivoi.

Somatosensoristen vasteiden toipumiskäyrämittaus ja kortikaalinen inhibitio

Tutkimme tuntoaivokuorivasteiden toipumiskäyriä löytääksemme optimaalisen koejärjestelyn aivokuoritason inhibition tutkimiseksi; myös lateraali-inhibitiota ja vierekkäin olevien aivokuorialueiden uudelleenorganisoitumista oppimisen seurauksena voidaan tutkia toipumiskäyrien avulla.

Terveiden lasten ja nuorten magneettiset tuntoherätevasteet

Tutkimme lapsia ja nuoria saadaksemme kattavan aineiston kehittymisen ja kasvamisen vaikutuksesta magneettisiin tuntoherätevasteisiin. Toistaiseksi on tutkittu parikymmentä lasta tai nuorta.

Visuaalisen aivokuoren tutkimus

Käynnissä on kaksi projektia, joissa tutkitaan ihmisen näkoaivokuoren toimintaa spatiotemporaalisen kartoitustekniikan avulla; toisessa tutkitaan tarkkaavaisuuden vaikutusta näköärsykkeiden prosessointiin, toisessa visuaalisen liikkeen käsittelyyn liittyvää hermostollista prosessointia. Koko pään kattavaa MEG-mittausta (122-kanavaa) on täydennetty samanaikaisesti mitatulla EEG:llä (30 elektrodia). Näiden elektrofysiologisten menetelmien paikkatarkkuutta täydennetään fMRI-mittauksilla.

Attentiokokeissa on havaittu toisaalta näköherätevasteiden amplitudien muuttuvan tarkkaavaisuuden vaikutuksesta, toisaalta on havaittu, että koehenkilön suunnatessa tarkkaavaisuutensa johonkin näkökentän osaan aktivoituu useampia alueita kuin passiivisessa koetilanteessa.

Visuaalisessa liikekokeessa on havaittu useiden alueiden aktivoituvan okkipitaali-, temporaali- ja parietaalilohkojen alueilla.

Työn tarkoituksena on selvittää visuaalisen informaationprosessoinnin jakautumista eri aivokuorialueiden kesken, visuaalisen muistin ja attention mekanismeja sekä visuaalisen aivokuoren muutoksia erilaisissa sairaustiloissa. Erityisesti selvitetään liike-, väri- ja muotoinformaatiolle erikoistuneiden aivoalueiden aktivoitumista sekä tutkitaan mitä aivoissa tapahtuu visuaalisen kuvittelun aikana.

Olemme myös tutkineet visualisen aivokuoren suurennustekijän ilmentymistä herätevasteissa tutkimalla näkökentän eri osiin esitettyjen kuvioiden synnyttämien signaalivektoreiden välisiä kulmia. Vertaamalla näitä kulmia simuloinneilla saatuihin kulmiin on mahdollista päätellä kortikaalisen suurennustekijän arvo ilman dipolimallin käyttöä.

MEG:n, MRI:n ja fMRI:n yhdistäminen ja yhteiskäyttö

Radiologian klinikka, Neurokirurgian klinikka, Neurologian klinikka, Lääkintätekniikan keskus, Kognitiivisen psykofysiologian tutkimusyksikkö (HY), lääketieteellisen tekniikan laboratorio (TKK), Albert Einstein College of Medicine (New York), Massachusetts General Hospital (Boston)

BioMagissa kehitetään yhteistyössä Lääkintätekniikan keskuksen, Radiologian klinikan, Neuromag Oy:n ja TKK:n lääketieteellisen tekniikan laboratorion tutkijoiden kanssa menetelmiä käytettäväksi fMRI:n ja MEG:n yhdistämiseen.

Projektin ensimmäisenä tavoitteena on mainituilla kuvausmenetelmillä saatujen mittaustulosten saattaminen samaan koordinaatistoon tulosten vertailemiseksi. Lisäksi tehdään tietokoneohjelmia, joilla voidaan laskea käänteisen ongelman ratkaisuja käyttäen hyväksi fMRI:n tuottamaa informaatiota. Ohjelmistoja on tarkoitus käyttää jatkossa systemaattiseen aivojen toiminnalliseen kartoitukseen sekä perustutkimuksessa että kliinisessä työssä.

fMRI:n ja MEG:n yhdistäminen aivojen visuaalisen prosessoinnin tutkimuksessa

BioMagissa on suoritettu yhdistettyjä MEG- ja EEG-mittauksia koehenkilöille, joille on tehty fMRI-tutkimus Bostonissa Massachusetts General Hospitalissa. Kummassakin kokeessa on käytetty samoja visuaalisia liikeärsykkeitä ja visuaalista attentiota testaavaa koeasetelmaa. Tämä tutkimus tehdään em. tahojen ja Albert Einstein College of Medicinen tutkijoiden kanssa yhteistyönä. Tätä projektia varten ovat em. yhteistyötahot tehneet MEG:n ja fMRI:n yhdistämiseen tarvittavaa ohjelmistoa.

Tuntojärjestelmän toiminnan ja toiminnallisen anatomian kuvantaminen

Aiemmin MEG:llä tutkittuja koehenkilöitä kuvataan fMRI:llä, jolla saatuja aktivaatioalueita käytetään spatiaalisena rajoituksena miniminormiestimaattiin pohjautuvalle käänteisen ongelman ratkaisulle.

MEG ja fMRI motorisen ja sensorisen aivokuoren paikannuksessa

Aivokasvainpotilaita, jotka leikataan ja joille leikkaus kasvaimen sijainnin vuoksi aiheuttaa riskin halvaantumisesta, on tutkittu MEG:llä ja fMRI:llä tarkoituksena paikantaa liike- ja tuntoaivokuori. Leikkauksen aikana paikannustulos pyritään varmennetaan suoraan aivokuorelta tehtävällä EEG-tuntoherätevastemittauksella. Menetelmien antamia tuloksia vertaillaan.

MEG ja fMRI kuulojärjestelmän tutkimisessa

Menetelmien vertailu aloitettiin tutkimalla MEG:n paikannustuloksia ja vertaamalla niitä fMRI:n aktiivisiin alueisiin. Projektissa on tarkoituksena tutkia kuuloaivokuoren toiminnallista organisaatiota, mm. tonotopiaa.

Magnetokardiografia (MKG)

Lääketieteellisen tekniikan laboratorio (TKK), Sisätautien klinikka, Radiologian klinikka

Magnetokardiografiset signaalit muistuttavat EKG-käyriä ja niistä voidaankin nähdä paljolti samoja asioita kuin sydänfilmistä, mutta ennenkaikkea MKG antaa mahdollisuuden sydämen sähköisen aktiviteetin paikantamiseen. Menetelmää on kehitetty erityisen intensiivisesti TKK:n lääketieteellisen tekniikan laboratoriossa yhteistyössä HYKSin sydänaseman tutkijoiden kanssa. Paikannustuloksen esittämisessä ja rintakehän mallinnuksessa käytetään Radiologian klinikalla otettuja MRI- ja röntgen-kuvia.

Elektro- ja magnetokardiografinen paikantaminen

MKG- ja EKG-kartoitusmenetelmien tarkkuutta ja käyttökelpoisuutta erityyppisten rytmihäiriöiden syntykohtien paikannuksessa selvitetään. Paikannuksen tarkkuuden parantamista tutkitaan sekä sydämen ja rintakehän tietokonemallien että kolmiulotteisen kuvankäsittelyn keinoilla. Lisäksi etsitään tietokonemallien avulla uutta tietoa sydänlihaksen sähköisen johtavuuden epäisotropian vaikutuksista sekä kammioiden depolarisaation leviämisestä.

Kardiografiakartoitusten kehittäminen

Projektin yleistavoite on ei-invasiivisten sähkömagneettisten sydäntutkimusmenetelmien (MKG ja EKG) kehittäminen ja kliinisten sovellusten arviointi. Tutkimustyön osa-alueita ovat herkkien EKG- ja MKG-kartoitusten vertailu ja yhdistäminen (ensimmäisenä maailmassa), sydämen rytmihäiriösignaalien yhdistäminen, rytmihäiriöriskin arvointi sekä rintakehän ja sydämen tietokonemallinnus.

MKG-myöhäiskenttä kammioarytmiapotilailla

Projektissa kehitetään MKG-menetelmiä, joilla voidaan todeta pahanlaatuisille rytmihäiriöille altistavia poikkeavuuksia erityisesti sydäninfarktin jälkitilassa. Ensisijainen tutkimuskohde on sydämen sähköiseen aktivaatioon liittyvä epänormaalin myöhäinen kammioaktivaatio. MKG-löydösten fysiologisia perusteita tutkitaan potilailla, joille tehdään rytmihäiriöiden vuoksi sydämen katetrointi tai sydänleikkaus.

MKG rytmihäiriöiden lähtökohdan paikannuksessa

Lääketieteellisen tekniikan laboratoriossa kehitettyjä paikannusmenetelmiä ja -malleja testataan erityyppisistä rytmihäiriöistä kärsivissä potilaissa. Paikannuksen tarkkuutta ja kliinistä käyttökelpoisuutta arvioidaan vertailemalla ennustuksia kliinisessä käytössä olevien menetelmien tuloksiin. Paikannuksen "gold standard" on rytmihäiriöfokuksen sijainti elektrofysiologisessa tutkimuksessa, mahdollisesti myös katetriablaation varmentamana.

MKG sydäninfarktin jälkeisen ennusteen arvoinnissa

Projektissa tutkitaan MKG-menetelmien kykyä ennustaa sydäninfarktin jälkeisten vakavien rytmihäiriöiden vaaraa. Useita satoja sydäninfarktipotilaita tutkitaan BioMag-laboratorion MKG-laitteella sairaalasta kotiutusvaiheessa. Lisäksi hankitaan sairauden vaikeusastetta kuvaavia tietoja ja tehdään muita ennustetta selvittäviä testejä. Potilaiden seuranta-aika on kaksi vuotta.

Sydämen sähköisen toiminnan MKG- ja EKG-paikannus

Hankeen tavoitteena on kehittää entistä parempia ja luotettavampia menetelmiä sydämen sähköisen toiminnan paikantamiseen. Uusia matemaattisia menetelmiä testataan, ja nykyistä paikannusohjelmistoa parannetaan. Paikannuksessa vertaillaan ja yhdistetään MKG- ja EKG-kartoitusten informaatiota. Funktionaalisen MRI:n kuvia käytetään hyväksi MKG- ja EKG-signaalien tulkinnassa.

Pitkä-QT -oireyhtymä/a>

Tutkimus kohdistuu pitkä-QT -oireyhtymän taudin piirteisiin, diagnostisiin perusteisiin ja periytymisen genetiikkaan. Siinä magnetokardiografiaa käytetään repolarisaatiovaiheen (QT-aika, T-aalto) tutkimiseen ja rytmihäiriöiden vaikeutta kuvaavien piirteiden selvittämiseen. Tutkimus on alkanut vuonna 1993; siihen osallistuu myös HYKSin Lastenklinikka dos. Erkki Pesosen johdolla.

MKG vasemman kammion hypertrofian tutkimisessa

MKG-mittauksista pyritään hakemaan parametrejä, joilla voitaisiin ennustaa vasemman kammion liikakasvua ja siiden liittyvää kohonnutta rytmihäiriöriskiä. MKG-mittaus suoritetaan korkeasta verenpaineesta kärsiville potilaille, joilla hypertensiivisyys tai hypertrofia todetaan kliinisillä tutkimusmenetelmillä (12-kytkentäinen EKG, ultraääni). Myös MR-kuvausta käytetään kammioiden massan määrittämisessä.

Sydämen lääketieteellisten kuvien käsittely

Tutkimuksessa kehitetään lääketieteellisten kuvien segmentointia ja kolmiulotteista visualisointia. Funktionaalisista MR-kuvista pyritään erottamaan sydänlihas, keuhkot, ja muu rintakehä. Segmentoitujen kohteiden pinnoista muodostetaan kolmioverkkomalleja MKG-kartoituksen tueksi. Lisäksi kehitetään eri menetelmillä otettujen kuvien kohdennusmenetelmiä. Erityinen kiinnostuksen kohde on MKG-tulosten tarkka anatominen vertailu invasiivisessa katetriablaatiossa tai sydänleikkauksessa saatuihin tuloksiin.

MKG:n kliinisten rutiinien kehittäminen

Hankeessa kehitetään ja testataan BioMagin MKG-mittausten kliinistä soveltuvuutta. Mittausten sujuvuutta ja ajankäyttöä parannetaan, ja potilaalle aiheutuvaa epämukavuutta minimoidaan. MKG-kartoitusten laadun tarkkailua parannetaan mm. kartoittamalla eri häiriölähteet ja niiden vaikutukset signaaleihin. Lisäksi kehitetään potilasmittausten raportointia.

MKG- ja EKG-kartoitusten yhdistäminen

BioMag-laboratorion monikanavaiset kartoituslaitteet tarjoavat maailmanlaajuisestikin ainutlaatuisen mahdollisuuden suorittaa samanaikaisia MKG- ja EKG-kartoituksia. Hankeessa tutkitaan kartoitusmittausten yhditämistä, ja pyritään minimoimaan laitteistojen toisiinsa mahdollisesti aiheuttamia häiriöitä.

MKG-paikannuksen toistettavuus

Vapaaehtoisten koehenkilöiden avulla tutkitaan MKG-tulosten toistettavuutta. Koehenkilöt mitataan useina eri päivinä mahdollisimman samoilla mittalaitteen asetuksilla. Signaalit keskiarvoistetaan, ja niistä paikannetaan eteisten ja kammioiden aktivoitumisen alkamiskohta. Eri mittausten paikannustulokset yhdistetään MR-kuvien avulla.

Tekniset kehityshankkeet

Lääkintätekniikan keskus, lääketieteellisen tekniikan laboratorio (TKK), Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö (HY), Lastenneurologian klinikka (Lastenlinnan sairaala), Kliinisen neurofysiologian osasto (Kuopion yliopistollinen sairaala), Politecnico di Milano, Sovelletun elektroniikan laboratorio (TKK), Neuromag Oy

Aivojen magneettinen stimulointi (magstim)

Hankkeen tavoitteena on rakentaa maailman ensimmäinen tietokoneohjattu monikanavainen aivojen magneettistimulaattori, jolla stimulaatiopulssit voidaan kohdistaa tarkasti, nopeasti ja joustavasti. Laitteen yhdestä kanavasta on rakennettu toimiva käsikäyttöinen pientehomalli ja yksinkertaistettu kaksikanavainen prototyyppi on lähes valmis.

Tietokoneistetun täysimittaisen systeemin on määrä valmistua vuonna 1997. Hankkeessa on kehitetty menetelmä kelojen optimointiin ja arvioitu teoreettisesti stimuluspulssin muodon vaikutusta stimuluskynnykseen. Lisäksi on verrattu stimulaatiolla saatuja motoristen aivoalueiden paikannustuloksia MEG:llä saatuihin paikannustuloksiin stimulaation vaikutusmekanismien ja kohdistuksen ymmärtämiseksi.

Yhdistetty EEG- ja MEG-mittausjärjestelmä/a>

Tässä Suomen Akatemian rahoittamassa uusteollistamishankkeessa kehitetään laitteistoa EEG- ja MEG-rekisteröintien samanaikaiseen suorittamiseen sekä analyysimenetelmiä näin kerätyn datan analysoimiseen.

Projektin aikana on kehitetty 64-kanavainen EEG-vahvistin ja elektrodipäähine, joka nopeuttaa merkittävästi mittauksen valmistelua. Datan analyysiin pyritään käyttämään pääasiassa kaupallisesti saatavilla olevia ohjelmistoja.

Lasten tutkimiseen tarvittavan tekniikan kehittäminen

Projektin puitteissa on kehitetty erityisistuin pienten lasten MEG-tutkimuksia varten yhteistyössä Lastenlinnan apuvälinekeskuksen ja Neuromag Oy:n kanssa. Prototyyppi on saatu koekäyttöön BioMag-laboratorioon tammikuussa 1996.

HYKSin kuvaverkko

Kertomusvuonna yhdistettiin BioMag HYKSin kuvaverkkoon. Tämä mahdollistaa MRI-kuvien nopean siirron Radiologian klinikan kuvauslaitteista BioMag-laboratorion tietokoneisiin. Yhteistyössä lääketieteellisen tekniikan laboratorion kanssa on rakennettu nopea ATM-tasoinen suora yhteys Otaniemessä sijaitsevaan työasemaan, jolta käsin BioMagissa tehtyjä mittauksia voidaan analysoida etätyönä.

Tilasto mittauksista

BioMag-laboratoriossa aloitettiin ensimmäisenä toimintavuonna noin 60 tutkimusprojektia, joissa tehtiin yhteensä 767 mittausta; näistä 288 oli potilasmittauksia. Potilasmittaukset jakautuivat seuraavasti:

MEG

Alzheimerin tauti 25

Alkoholismi 14

Parkinsonin tauti 14

Rolandiset epileptiset piikit 12

Dysfasia 2

Epilepsia 8

NCL-tauti 11

AGU-tauti 3

Skitsofrenia 13

Migreeni 14

Aivoinfarkti 35

Kuulohermon kasvain 23

Otoskleroosi 14

Kuurous 5

Äkillinen kuuroutuminen 2

Aivokasvain 5

Enkefaliitti 6

MKG

Kammioperäiset rytmihäiriöt 24

Sydäninfarkti (MI) 10

Kammiovärinä 24

WPW-oireyhtymä 4

Vasemman kammion liikakasvu (LVH) 3

Pitkän QT-ajan oireyhtymä 13

Non-LQTS 4

Kirjallinen tuotanto

Julkaisut

BioMag-laboratoriossa v. 1995 tehtyihin mittauksiin perustuvat julkaisut

1. M. Huotilainen, H. Tiitinen, J. Lavikainen, R. J. Ilmoniemi, E. Pekkonen, J. Sinkkonen, P. Laine, and R. Näätänen, "Sustained fields of tones and glides reflect tonotopy of the auditory cortex", NeuroReport 6, 841-844 (1995).

2. A. Korvenoja, H. Wikström, J. Huttunen, J. Virtanen, P. Laine, H. J. Aronen,
A.-M. Seppäläinen, and R. J. Ilmoniemi, "Activation of ipsilateral primary sensorimotor cortex by median nerve stimulation", NeuroReport 6, 2589-2593 (1995).

3. E. Pekkonen, M. Huotilainen, J. Virtanen, J. Sinkkonen, T. Rinne, R. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Age-related functional differences between auditory cortices: a whole-head MEG-study", NeuroReport 6, 1803-1806 (1995).

4. I. Winkler, M. Tervaniemi, M. Huotilainen, R. Ilmoniemi, A. Ahonen, O. Salonen, C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, and R. Näätänen, "From objective to subjective: pitch representation in the human auditory cortex", NeuroReport 6, 2317-2320 (1995).

Muut julkaisut

5. R. J. Ilmoniemi, "Magnetoencephalography--Studies of information processing in the human brain", in The Inverse Problem, edited by H. Lübbig (Akademie Verlag, Berlin 1995), pp. 89-106.

6. R. J. Ilmoniemi, "Radial anisotropy added to a spherically symmetric conductor does not affect the external magnetic field due to internal sources ", Europhys. Lett. 30, 313-316 (1995).

7. T. Kujala, M. Huotilainen, J. Sinkkonen, A. I. Ahonen, K. Alho, M. S. Hämäläinen, R. J. Ilmoniemi, M. Kajola, J. E. T. Knuutila, J. Lavikainen, O. Salonen, J. Simola, C.- G. Standertskjöld-Nordenstam, H. Tiitinen, S. O. Tissari, and R. Näätänen, "Visual cortex activation in blind humans during sound discrimination", Neurosci. Lett. 183, 143-146 (1995).

8. J. Lavikainen, M. Huotilainen, E. Pekkonen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Auditory stimuli do activate the parietal cortex", NeuroReport 6, 1712-1713 (1995).

9. R. Näätänen, R. Ilmoniemi, and K. Alho, "Magnetoencephalography in studies of human cognitive brain function", Trends Neurosci. 17, 389-395 (1994).

10. P. Ravazzani, J. Ruohonen, and F. Grandori, "Magnetic stimulation of peripheral nerves: computation of the induced electric field in a cylinder-like structure", Advances in Engineering Software 22, 29-35 (1995).

11. J. Ruohonen and R. Ilmoniemi, "Aivojen magneettinen stimulointi", Arkhimedes 47, 202-216 (1995).

12. G. V. Simpson, M. E. Pflieger, J. J. Foxe, S. P. Ahlfors, H. G. Vaughan, Jr., J. Hrabe, R. J. Ilmoniemi, and G. Lantos, "Dynamic Neuroimaging of brain function", J. Clin. Neurophysiol. 12, 432-449 (1995).

13. C. D. Tesche, M. A. Uusitalo, R. J. Ilmoniemi, M. Huotilainen, M. Kajola, and O. Salonen, "Signal-space projections of MEG data characterize both distributed and well-localized neuronal sources", Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 95, 189-200 (1995).

Julkaistavaksi lähetetyt työt

1. J. Huttunen, H. Wikström, A. Korvenoja, A.-M. Seppäläinen, H. Aronen, and R. J. Ilmoniemi, "Significance of the second somatosensory cortex in sensorimotor integration: enhanced sensory responses during finger movements", submitted for publication in December 1995.

2. E. Pekkonen, M. Huotilainen, J. Virtanen, R. Näätänen, R. J. Ilmoniemi, and T. Erkinjuntti, "Alzheimer's disease impairs parallel processing between the auditory cortices", submitted for publication in November 1995.

3. P. Ravazzani, G. Tognola, J. Ruohonen, and F. Grandori, "Optimal one- and two-dimensional filtering of transient-evoked otoacoustic emissions", British Journal of Audiology, in press.

4. J. Ruohonen, M. Panizza, J. Nilsson, P. Ravazzani, and F. Grandori, "Transverse-field activation mechanism in magnetic stimulation of peripheral nerves", Electroencephalography and clinical Neurophysiology, in press.

5. J. Ruohonen, P. Ravazzani, R. J. Ilmoniemi, G. Galardi, J. Nilsson, M. Panizza, S. Amadio, F. Grandori, and G. Comi, "Motor cortex mapping with combined MEG and magnetic stimulation", Electroencephalography and clinical Neurophysiology Supplement, accepted.

6. J. Ruohonen, P. Ravazzani, J. Nilsson, M. Panizza, and F. Grandori, "A volume-conduction analysis of magnetic stimulation of peripheral nerves", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, in press.

7. J. Tiihonen, H. Katila, E. Pekkonen, H. Aronen, R. J. Ilmoniemi, M. Huotilainen, P. Räsänen, J. Virtanen, and J. Karhu, "Cerebral asymmetry in Schizophrenia", submitted for publication in December 1995.

8. H. Wikström, J. Huttunen, A. Korvenoja, J. Virtanen, O. Salonen, and R. J. Ilmoniemi, "Effects of interstimulus interval on somatosensory evoked magnetic fields: A hypothesis concerning SEF generation at the primary sensorimotor cortex", Electroencephalography and clinical Neurophysiology, accepted.

Abstraktit

1. R. J. Ilmoniemi, P. Karp, and T. Katila, "HYKS BioMag--Laboratory for biomagnetic research", in Abstracts, Neuroscience 1994 Finland (Kuopio University Publications D. Medical Sciences 48), edited by R. Kauppinen and A. Pitkänen (Kuopio, 1994), p. 100.

2. J. Ruohonen, M. Huotilainen, A. Korvenoja, H. Aronen, R. J. Ilmoniemi, P. Kahri, P. Karp, S. Lehmus, R. Näätänen, and J. Virtanen, "Motor maps with whole-head MEG and magnetic stimulation", 3rd European Conference on Engineering and Medicine, April 30-May 3 ( Florence, 1995), p. 120.

3. P. Ravazzani, J. Ruohonen, F. Grandori, "Influence of the volume conductor boundaries on the electric fields induced in magnetic stimulation of the nervous system", 3rd European Conference on Engineering and Medicine, April 30-May 3 (Florence, 1995), p. 119.

4. J. Ruohonen, P. Ravazzani, F. Grandori, M. Panizza, and J. Nilsson, Stimolazione magnetica dei nervi periferici: studio dei meccanismi di attivazione,"[in Italian], Societá Italiana di Neurofisiologia Clinica, June 7-10 (Pavia, Italy, 1995) p. 48.

5. M. Huotilainen, H. Tiitinen, J. Sinkkonen, R. J. Ilmoniemi, E. Pekkonen, L. Parkkonen, and R. Näätänen, "MEG reveals intensity-specific neurons in human auditory cortex", Human Brain Mapping Suppl. 1 (First International Conference on Functional Mapping of the Human Brain, Paris, June 27-30, 1995), 175 (1995).

6. J. Sinkkonen, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Predictability of auditory stimulus sequences is reflected in MEG activity of contralateral temporal lobe about 300 ms after stimulus onset", Human Brain Mapping Suppl. 1 (First International Conference on Functional Mapping of the Human Brain, Paris, June 27-30, 1995), 206 (1995).

7. J. Virtanen, L. Parkkonen, M. Huotilainen, W. Teder, E. Pekkonen, R. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Facilities for simultaneous EEG and MEG recording", Human Brain Mapping Suppl. 1 (First International Conference on Functional Mapping of the Human Brain, Paris, June 27-30, 1995), 111 (1995).

8. E. Pekkonen, M. Huotilainen, L. Parkkonen, J. Virtanen, R. Ilmoniemi, T. Erkinjuntti, and R. Näätänen, "Auditory stimulus processing in Alzheimer's disease: MEG study, Human Brain Mapping Suppl. 1 (First International Conference on Functional Mapping of the Human Brain, Paris, June 27-30, 1995), 393 (1995).

9. J. W. Belliveau, S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, A. Dale, J. J. Foxe, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, W. A. Kennedy, A. Korvenoja, A. Liu, G. V. Simpson, R. B. H. Tootell, and J. Virtanen, "Spatiotemporal mapping of human visual cortex using fMRI, EEG and MEG", Am. Electroenceph. Soc. Ann. Meeting (Washington, D.C., Sept. 10-11, 1995).

10. G. V. Simpson, J. W. Belliveau, S. P. Ahlfors, R. J. Ilmoniemi, J. R. Baker, and J. J. Foxe, "Spatiotemporal mapping of human cortical areas involved in visual spatial attention", Am. Electroenceph. Soc. Ann. Meeting (Washington, D.C., Sept. 10-11, 1995).

11. S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, J. W. Belliveau, A. Dale, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, W. A. Kennedy, A. Korvenoja, A. K. Liu, B. R. Rosen, M. I. Sereno, G. V. Simpson, C.- G. Standertskjöld-Nordenstam, R. B. H. Tootell, and J. Virtanen, "Spatiotemporal imaging of motion selective areas in human visual cortex", Am. Electroenceph. Soc. Ann. Meeting (Washington, D.C., Sept. 10-11, 1995).

12. J. Ruohonen, P. Ravazzani, G. Tognola, and F. Grandori, "Reduction of acquisition time of biomedical signals by means of two-dimensional processing techniques. An application to otoacoustic emissions", 17th Annual International Conference of IEEE EMBS, (Montréal, Sept. 20-23, 1995).

13. K. Simelius, A. Ahonen, M. Huotilainen, R. Ilmoniemi, P. Karp, H. Kartano, T. Katila, J. Montonen, J. Nenonen, R. Näätänen, M. Paavola, and C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, "BioMag: Functional brain and heart research in clinical environment", 17th Annual International Conference of IEEE EMBS, (Montréal, Sept. 20-23, 1995).

14. G. Tognola, P. Ravazzani, J. Ruohonen, and F. Grandori, "Time-frequency analysis of otoacoustic emissions: a wavelet approach", 17th Annual International Conference of IEEE EMBS, (Montréal, Sept. 20-23, 1995).

15. A. Korvenoja, S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, J. W. Belliveau, A. M. Dale, M. Huotilainen, W. A. Kennedy, A. K Liu, G. V. Simpson, C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, R. B. H. Tootell, J. Virtanen, and R. J. Ilmoniemi, "Direction sensitive MEG, EEG and fMRI responses in human cortex to visual movement", Soc. Neurosci. Abstr. Vol. 21, Part 1, p. 662 (1995).

16. S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, J. W. Belliveau, A. Dale, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, W. A. Kennedy, A. Korvenoja, A. K. Liu, R. Näätänen, B. R. Rosen, C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, R. B. H. Tootell, J. Virtanen, and G. V. Simpson, "Spatiotemporal imaging of pattern versus motion selective areas in human visual cortex", Soc. Neurosci. Abstr. Vol. 21, Part 2, p.1275 (1995).

17. A. M. Dale, S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, J. W. Belliveau, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, W. A. Kennedy, A. Korvenoja, A. K. Liu, B. J. Reppas, B. R. Rosen, M. I. Sereno, G. V. Simpson, C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, J. Virtanen, and R. B. H. Tootell, "Spatiotemporal imaging of coherent motion selective areas in human cortex", Soc. Neurosci. Abstr. Vol. 21, Part 2, p.1275 (1995).

18. M. Huotilainen, S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, A. M. Dale, J. J. Foxe, R. J. Ilmoniemi, W. A. Kennedy, A. Korvenoja, A. K. Liu, R. Näätänen, B. R. Rosen, G. V. Simpson, C.- G. Standertskjöld-Nordenstam, R. B. H. Tootell, J. Virtanen, and J. W. Belliveau, "Combined fMRI, EEG and MEG imaging of visual attention", Soc. Neurosci. Abstr. Vol. 21, Part 3, p. 1760 (1995).

19. H. Yabe, M. Tervaniemi, J. Sinkkonen, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Magnetic mismatch response (MMNm) to a complete stimulus omission indicates temporal window of integration in sensory memory", The XIth International Conference on Event-Related Potentials of the Brain, EPIC XI (Okinawa, June 25-30, 1995).

20. H. Yabe, M. Tervaniemi, J. Sinkkonen, M. Huotilainen, K. Reinikainen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen, "Mismatch negativity (MMN) and its magnetic counterpart (MMNm) to a complete stimulus omission", The X International Congress of Electromyography and Clinical Neurophysiology (Kyoto, Japan, October 15-19, 1995), Electroenceph. clin. Neurophysiol. 97 (1995) p. S115.

21. S. P. Ahlfors, H. J. Aronen, J. W. Belliveau, A. M. Dale, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, A. Korvenoja, A. K. Liu, G. V. Simpson, R. B. H. Tootell, and J. Virtanen, "Spatiotemporal Imaging of human cortical areas selective to visual motion", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

22. M. Huotilainen, H. Tiitinen, P. May, J. Sinkkonen, E. Pekkonen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen "Dual tonotopy in the auditory mismatch response", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

23. J. Huttunen, H. Wikström, A. Korvenoja, R. J. Ilmoniemi and H. Aronen, "Stimulus evoked activity in sensorimotor cortical areas during finger movements", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

24. J. Huttunen, H. Wikström, A. Korvenoja, R. Ilmoniemi, and H. Aronen, "A model for SEF generation mechanism after median nerve stimulation based on changes with varying the interstimulus interval", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

25. R. J. Ilmoniemi, A. Ahonen, K. Alho, H. J. Aronen, J. Huttunen, J. Karhu, P. Karp, M. Mäkijarvi, R. Näätänen, R. Paetau, E. Pekkonen, C.-G. Standertskjöld-Nordenstam, J. Tiihonen, L. Toivonen, and T. Katila, "MEG and MKG in a clinical environment", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

26. J. Karhu, J. Tiihonen, E. Pekkonen, H. Katila, and R. Ilmoniemi, "Reversed hemispheric asymmetry of auditory N100m in schizophrenics", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

27. J. Montonen, A. Ahonen, M. Hämäläinen, R. J. Ilmoniemi, P. Laine, J. Nenonen, M. Paavola, K. Simelius, J. Simola, and T. Katila, "Magnetocardiographic functional imaging studies in BioMag laboratory", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

28. M. Paavola, R. Ilmoniemi, L. Sohlström, T. Meinander, A. Penttinen, and T. Katila, "High performance magnetically shielded room for clinical measurements", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

29. E. Pekkonen, M. Huotilainen, J. Virtanen, R. Näätänen, R. J. Ilmoniemi, and T. Erkinjuntti, "Auditory signal processing is impaired in Alzheimer's disease: A whole-head MEG study", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

30. M. E. Pflieger, G. V. Simpson, S. P. Ahlfors, and R. J. Ilmoniemi "Superadditive information from simultaneous MEG/EEG data", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

31. G. V. Simpson, J. W. Belliveau, S. P. Ahlfors, J. J. Foxe, R. J. Ilmoniemi, D. N. Kennedy, W. A. Kennedy, and J. R. Baker, "Spatiotemporal mapping of brain activity underlying visual attention through integrated MEG, EEG, fMRI and MRI", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

32. J. Sinkkonen, H. Tiitinen, P. May, R. J. Ilmoniemi and R. Näätänen "Information theory predicts the magnitude of an MEG response related to the operation of the auditory sensory memory", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

33. L. Sipilä, E. Heikkilä, T. Autti, K. Sainio, J. Huttunen, H. J. Aronen, A. Korvenoja, R. J. Ilmoniemi, and P. Santavuori, "Somatosensory evoked fields from SI in juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis compared with healthy children and adolescents", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

34. H. Tiitinen, P. May, J. Sinkkonen, M. Huotilainen, R. J. Ilmoniemi, and R. Näätänen "MEG responses to large stimulus deviations", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).

35. Wikström, J. Huttunen, R. O. Roine, O. Salonen, N. Forss, H. Aronen, and R. J. Ilmoniemi "Somatosensory evoked magnetic fields in acute cerebral infarction", Biomag96 book of abstracts, submitted (1996).



BioMagin kotisivulle


http://www.biomag.helsinki.fi/toiminta95.html
Kommentit: Risto Ilmoniemi (rji@biomag.helsinki.fi)
Last modified: Fri May 10 09:09:04 1996