Uusi menetelmä paljastaa diabeteksen aiheuttamat ihokomplikaatiot

Monitieteellisen ryhmän tutkimus julkaistiin hiljattain IEEE Transactions on Medical Imaging -julkaisusarjassa nimellä ”Skin complications of diabetes mellitus revealed by polarized hyperspectral imaging and machine learning” (Polarisoidun hyperspektrikuvantamisen ja tekoälyn paljastamat diabetes mellituksen aiheuttamat ihokomplikaatiot).

– Tutkimustyön yhteydessä suoritimme kliinisen validoinnin optiselle laitteellemme ja Suomen Akatemian projektin puitteissa kehittämällemme menetelmälle. Menetelmä mahdollistaa diabeteksen aiheuttamien mahdollisten ihokomplikaatioiden kontaktittoman havaitsemisen varhaisessa vaiheessa ja sen myötä laajan väestöseulonnan, sanoo Oulun yliopiston apulaisprofessori Alexander Bykov.

Tutkimusryhmä on kehittänyt ja suorittanut kliinisen testin kompaktille, kannettavalle optiselle laitteelle, joka on suunniteltu ihmisihon kontaktittomaan toiminnalliseen kuvaamiseen. Laitteella voidaan etämitata veren happitasoja ja veren koostumusta sekä arvioida ihon kollageenirakenteen muutoksia. Tämä on mahdollista yhdistämällä hyperspektrikuvantaminen ja polarisaatiokartoitustekniikat sekä täydentämällä niitä neuroverkkoihin perustuvilla kehittyneillä signaalinkäsittelyn algoritmeilla. 

Hyperspektrikuvantaminen on tekniikka, joka yhdistää perinteisen kuvantamisen ja spektroskopian. Tämä alun perin monimutkaisia satelliitti- ja ilma-alusjärjestelmiä varten kehitetty teknologia on kehittynyt kompaktiksi kuvantamisvälineeksi, jota voidaan käyttää muun muassa lääketieteellisissä ja teollisissa sovelluksissa. Kehitettyä järjestelmää on käytetty diabeetikoiden ihon mikroverenkierron ja rakenteen varhaisten muutosten havaitsemiseen.

Potilaiden jalkapöytien iho kuvattiin. Diabeetikoilla havaittiin kohonnutta ihon veripitoisuutta ja samalla laskenutta happipitoisuutta verrattuna terveiden vapaaehtoisten vertailuryhmään. Lisäksi diabeetikkoryhmällä oli kasvanut polarisaatioindeksi, jonka katsotaan johtuvan ihon kollageenirakenteen muutoksista. Näin ollen sekä toteutettavuustutkimusten tulokset että diabeetikoille ja terveille vapaaehtoisille tehdyt varsinaiset testit osoittavat selvästi, että kehitetyllä menettelyllä voidaan erottaa diabeetikot vertailuryhmästä. Kliiniset testit 20 diabeetikolle ja 20 terveelle vapaaehtoiselle tehtiin yhteistyössä Latvian yliopiston kanssa.

Diabeteksen aiheuttamien ihohäiriöiden havaitseminen varhaisessa vaiheessa on ratkaisevan tärkeää. Diabeetikoiden korkea verensokeri aiheuttaa vaurioita moniin kehon osiin, kuten silmiin, munuaisiin, sääriin ja jalkoihin. Diabeteksen aiheuttamat metaboliset muutokset johtavat suurten valtimoiden tukkeutumiseen, mutta vaurioittavat myös alaraajojen pienten verisuonten verenkiertoa. Nämä muutokset aiheuttavat komplikaatioita, joista merkittävin on diabeettinen jalkahaava. Sitä esiintyy 2–6 prosentilla tyypin 1 ja 2 diabeetikoista heidän elinaikanaan. Jos diabeettiset jalkahaavat jätetään hoitamatta, ne voivat tulehtua ja kehittyä syväksi kudosnekroosiksi, joka voi vaatia amputaation. Raajan menetys amputaation seurauksena on todennäköisesti vakavin diabeteksen aiheuttama komplikaatio, joka heikentää potilaan elämänlaatua huomattavasti. Amputaation taloudellisetkin kustannukset ovat suuret. Väestön ikääntyessä riskiryhmään kuuluvien potilaiden määrä tulee kasvamaan tulevalla vuosikymmenellä.

Ihomuutoksia löydetään tunnetusti jo ensimmäisinä vuosina diabeteksen puhkeamisen jälkeen ja jopa esidiabetesvaiheessa kauan ennen kliinisten oireiden ja komplikaatioiden ilmaantumista. Niiden varhainen havaitseminen ja asianmukainen hoito mahdollistavat niiden pysäyttämisen varhaisessa esikliinisessä vaiheessa säästäen terveyttä, ihmishenkiä ja rahaa.

Lähde: Oulun yliopisto