Med teknikens hjälp kommer patienter med hjärt- och kärlsjukdomar, inklusive stroke, samt cancer att kunna få betydligt bättre diagnoser och behandlingar.

Programmet ska bidra till att Stockholm med MedTechLabs blir den plats i världen där nästa generations teknologi för fotonräknande datortomografi utvecklas tillsammans med den kliniska infrastruktur som behövs i nära samarbete med företag, och till värde för miljontals patienter världen över.

MedTechLabs första program startade 2018 och utgår ifrån den världsledande röntgenteknik som utvecklats vid KTH. Denna teknik kan nu bli världsstandard inom vården genom att det globala företaget GE Healthcare förvärvat forskarägda Prismatic Sensors, som tagit forskningen vidare till utveckling av framtidens datortomografi. Det kommande arbetet med att förfina och implementera den nya röntgentekniken i vården kräver såväl forskning som utveckling och kommer utgöra en betydande del av forskningsprogrammet framöver. I detta ingår såväl frågeställningar kring mönsterigenkänning (AI) och datahantering, som vilken typ av visuell information radiologen behöver vid bedömning av sjukdomstillstånd för olika delar av kroppen. I programmet ingår även området Endovaskulära tekniker som innebär att man med vägledning av röntgen kan navigera inuti kroppens kärl, till exempel för att dra ut blodproppar eller behandla blodförträngningar. Tekniken gör det också möjligt att ta prover och injicera eller deponera läkemedel lokalt i organ som annars är svåra att komma åt. Men hjälp av dessa tekniker är det möjligt att diagnostisera och behandla hjärt- och kärlsjukdomar, inklusive stroke, samt cancer.

Programmet leds av Mats Danielsson, professor vid medicinsk bildfysik, KTH, och Staffan Holmin, professor vid institutionen för klinisk neurovetenskap vid KI samt överläkare och ansvarig för FoU, forskning och utveckling vid funktionsområde neuroradiologi vid Karolinska Universitetssjukhuset.

En presentation av forskningsfältet gjordes av Mats Danielsson och Staffan Holmin vid IVA seminariet ”En revolution för strokevården” år 2018.

Forskningsledare Niclas Roxhed, KTH

Projektet syftar till att utveckla extremt små läkemedelskapslar, ungefär lika tunna som ett hårstrå, som kan levereras med endovaskulära tekniker. Frisättningen av läkemedel från kapseln styrs genom en fjärrsignal utanför kroppen. Det gör det möjligt att frisätta läkemedel på kommando, exempelvis en gång per vecka eller månad utan att man behöver göra ett nytt ingrepp. För att åstadkomma detta utvecklar vi kapslar baserat på mikro- och nanoteknik som gör det möjligt att konstruera mekaniska strukturer på mikroskala och som på ett bestämt sätt aktiveras med hjälp av en extern signal. Kapslarna kommer att utvärderas med ett cancerläkemedel och testas i relevanta modeller.

Forskningsledare Staffan Holmin, Karolinska Institutet

Vi använder immunceller, en giftpeptid och bispecifika antikroppar för att specifikt rikta strålning mot tumörer. Icke önskvärd radioaktiv strålning reduceras med denna riktade metod. Protokoll för radioaktiv märkning av immunceller har optimerats och upprättats. Fördelningen av radioaktivt märkta immunceller (humana stromaceller, råttmakrofager, humana perifera mononukleära celler) i kroppen har följts i djurmodeller med hjälp av avbildningsstudier med positronemissionstomografi (PET). Ett manuskript med initiala resultat är för närvarande under granskning. Översättning av resultaten som förberedelse till kliniska studier har inletts. Dessutom har vi radioaktivt märkt en hjärntumörspecifik skorpion-giftpeptid. Den radioaktiva inmärkningen var framgångsrik och vi kunde påvisa att den radioaktivt inmärkta peptiden kunde binda till gliomceller i hjärnan hos möss. Dessa studier ger potentiellt nya behandlingsalternativ för cancerpatienter.

Forskningsledare Staffan Holmin, Karolinska Institutet

Vi har fortsatt med utvecklingen av konceptet att föra ett tunt instrument (s.k. Extroducer) inuti kärlen och har nu bl.a. lyckats skapa access till hjärnparenkymet i gris via vener. Detta möjliggör studier kring transplantation av celler och potentiellt kring provtagning. Vi har publicerat resultat av hjärt- och njuraccess samt modifierad teknik för access till bukspottkörteln. Vi har dessutom vidareutvecklat, testat och patenterat ett verktyg för mikrobiopsi för att möjliggöra minimalinvasiv hjärtprovtagning för alla delar av hjärtat och utvecklat och verifierat vävnadshanteringsprotokoll för analys av RNA i dessa små prover. Pågående tester av hjärtbiopsinstrumentet för verifiering i human vävnad sker i samarbete med Sahlgrenska universitetssjukhuset. Utveckling och testning av ett mikrobiopsiverktyg för användning inuti Extroducer pågår. Vi har nyligen utvecklat och testar ett nytt instrument dedikerat för provtagning av endotelceller vid olika sjukdomstillstånd. Vidare har vi publicerat resultat av kliniska studier av dubbel energi CT-scanning efter trombektomi (där blodpropp tas ut med tunna verktyg via blodkärl) och vid trombolys (upplösning av blodpropp). Vi har också gjort en dataanalys och publicerat resultatet från Stockholm Triage Study, som innebar att patienter med misstänkt blodpropp i hjärnans stora kärl transporterades direkt till det nya Karolinska Universitetssjukhuset. Dessutom har vi publicerat nya experimentella MR- och PET-baserade koncept för att identifiera hotad hjärnvävnad vid akut ischemisk stroke.

Forskningsledare Mats Danielsson, KTH

Den centrala komponenten i den fotonräknande spektrala datortomografitekniken är en nyutvecklad fotonräknande kiseldetektor. Redan den version av detektorn som just nu utvärderas i en datortomograf innebär en stor förbättring jämfört med tidigare använda detektortyper, men den innebär samtidigt bara ett första steg mot den fulla potentialen hos kiseldetektortekniken. I detta projekt, som är ett samarbete med Linköpings universitet, utvecklar vi en ny detektorversion med mikrometerupplösning och förmågan att inte bara räkna utan också spåra fotonerna när de rör sig i detektorn. Utöver betydligt högre upplösning kan denna detektorteknik ge lägre brus och bättre känslighet för röntgenstrålningens spektrala sammansättning. En potentiell tillämpning är också möjligheten att avbilda med faskontrast på ett effektivt sätt, en avbildningsteknik som kan ge nya typer av information om avbildade vävnader.

Forskningsledare Mats Persson, KTH

För att den nya (fotonräknande) datortomografitekniken skall nå sin fulla potential behöver den nyutvecklade hårdvaran kompletteras med förbättrade databehandlingsalgoritmer så att uppmätta data utnyttjas till fullo och ger bästa möjliga bildkvalitet. Inom detta projekt utvecklar vi nästa generations bildrekonstruktionsmetoder för fotonräknande datortomografi och utvärderar resulterande bildkvalitet. I samarbete med General Electric Research Center i Niskayuna, NY, USA har vi tagit fram en metod för att korrigera för fysikaliska effekter vid bildtagning som annars kan ge artefakter i bilderna. I samarbete med Institutionen för matematik vid KTH har vi också utvecklat en bildrekonstruktionsmetod baserad på djupa neurala nätverk, s.k. djupinlärning, som kan reducera bruset i bilderna kraftigt. På några års sikt kan kombinationen av fotonräknande datortomografi med nästa generations bildrekonstruktion ta bildkvalitén inom datortomografi till en helt ny nivå.

Forskningsledare Mats Persson, KTH

Lungröntgen och datortomografi spelar en stor roll för vården av insjuknade i covid-19. Samtidigt är kunskapen om hur röntgenbilderna ska tolkas ännu begränsad. Avdelningarna för medicinteknik och medicinsk bildfysik vid KTH har i ett samarbete med Karolinska Universitetssjukhuset tagit fram en programvara som till stor del automatiserar analysen av röntgenbilder av covidpatienter genom att markera lungorna och lungskadorna orsakade av covid-19. Detta kan ge stora tidsbesparingar för läkare som analyserar stora mängder patientbilder för att hitta mönster som kan hjälpa till med behandling. MedTechLabs utvecklar också AI-verktyg baserade på djupa neurala nätverk för att automatiskt analysera datortomografibilder av covidpatienter och förutsäga patientens framtida sjukdomsförlopp.