Peter Aspelin Professor i radiologi Karolinska Institutet

Radiologiska framtidsvisioner
Peter Aspelin
Professor i radiologi
Karolinska Institutet
UTMANINGAR I DAGENS
SJUKVÅ
SJUKVÅRD OCH BILDENS ROLL I
DESSA.
SFOR , Aspenä
Aspenäs April 2011
Den epidemiologiska verkligheten
Kostnad
Kostnad
Ålder
Ålder
The epidemiological reality
Kostnad
Ålder
8
HÄLSOPILLER
Vad gö
göra
Primär prevention
Genteknologi
Livsstil
Sekundär prevention
Tidig diagnos
Genteknologi
Tidig behandling
Behandling
Kurativ
Palliativ
• Positiv effekt på hjärtfunktionen
• Cirkulationsbefrämjande
• Blodtryckssänkandecholesterolsänkande
•
•
•
•
Anti-diabetisk
Anti-depressivt
Ökar välbefinnandet,ökad libido
etc
HÄLSOPILLER
Vad gö
göra
Primär prevention
Genteknologi
Livsstil
Sekundär prevention
Tidig diagnos
Genteknologi
Tidig behandling
Behandling
Kurativ
Palliativ
Patient
Organ
Radiologins utveckling
Familj
PREVENTION
• Radiologin är inte längre ett ämne
utan en disciplin
DIAGNOS
Cell
Samhälle
BEHANDLING
• Innebär en tydligare
subspecialisering i framför allt organ
Genom
• Kunskapsexplosion och
sammanslagning bild & funktion
Bildens utveckling
Radiologin utvecklas till
bildbild- och funktionsmedicin
Anatomi
Funktion
Metabolism
Imagestyrd intervention
Organ
Cell
Gen
Molekyl
Atom
Radiologins utveckling
•
•
•
•
•
Disciplinens utveckling
Diagnostik
• Omvärldens krav
Intervention
• Apparat- / bildutveckling
Terapiuppföljning
Förståelse för molekylär patogenes
• Finansiering
Systembiologi
Disciplinens utveckling
• Omvärldens krav
• Finansiering
• Apparat- / bildutveckling
ApparatApparat-/bildutveckling
BILDEN
 2D
 3D
 Funktion
 Molecular imaging (bl.a. PET)
 Artificiell intelligens
 Virtual reality
Radiologins inriktning
•
•
•
•
•
Diagnostik
Intervention
Terapiuppföljning
Förståelse för molekylär
patogenes
Systembiologi
December 10
1901
but no lecture …
Radiologin i Sverige
1896
Thor Stenbäck
1909
Gösta Forssell, undervisning
1917
Gösta Forssell, professor
1919
Svensk Förening för Medicinsk Radiologi
1921
Acta Radiologica
ApparatApparat-/bildutveckling
BILDEN
 2D
 3D
 Funktion
 Molecular imaging (bl.a. PET)
 Artificiell intelligens
 Virtual reality
31
32
33
34
35
36
37
38
41
Diskbråck L5-S1, T2
MS, Lesioner periventrikulärt, subcorticalt, corticalt och centralt
En laddande lesion
47
T2
DTI,FA
DTI, colour coded
Cardiovascular MRI
Toolbox
anatomy &
morphology
Radiologins inriktning
coronary MRA / CTA
•
•
•
•
•
function &
wall motion
Diagnostik
Intervention
Terapiuppföljning
Förståelse för molekylär
patogenes
Systembiologi
angiography
perfusion
viability
Courtesy of Gerhard Laub PhD, Siemens Medical Solutions
Before
Blood volume
Circulation time
51
During
Blood flow
52
The catch
Merci® Retriever Animation
53
54
Before
ApparatApparat-/bildutveckling
BILDEN
 2D
 3D
 Funktion
 Molecular imaging (bl.a. PET)
 Artificiell intelligens
 Virtual reality
55
After
39 years old woman with left-sided
glioblastoma, preop fMRI
Funktion
Motor
activation
right hand
• Perfusion-diffusion-metabolismsyrekonsumtion –
cellulär/molekylär funktion
•
Terapisvar
58
MRI scans of a normal brain
MRI-picture of an Alzheimer brain showing (symmetric)
hippocampus atrophy and enlargement of lateral ventricles
Normal brain
59
Arrows point to the hippocampus
60
SPECT imager reflecting
cerebral blood low in an
AD-patient. Note
the reduced blood flow in the
parietal areas (arrow)
Glucose metabolism
Control
PET image of an AD patient
Reduced glucose metabolism
in the parietal areas (arrows)
Amyloid binding
Control
Alzheimer
patient
DA
Adopted from
Nordberg
61
62
39 years old woman with left-sided
glioblastoma, preop fMRI
Motor
activation
right hand
63
Spegelneuronsystem
Mirror neurons & working memory
Spegling arbetsminne motorik
66
Healthy control
•
Female, 20 years old
•
Negative vs neutral
pictures
•
Amygdala
67
Offender
•
Male, 19 years old
•
Asperger’s syndrome
•
Lethal violence
•
Negative vs neutral
pictures
•
Amygdala
68
Healthy control
Patient
• Example of control
• Task in a pain experiment
• A visual stimulation task
was performed during
the same session as the
pain experiment and no
difference between
• Drug and placebo was
detected indicating
that the study drug did
not have any confounding
effects
69
70
Tracey 2001
FunktionFunktion-terapi uppfö
uppföljning
•
Angiogenes
•
Terapisvar
72
Prior
Prior
1.cycle
1.cycle
2.cycle
3.cycle
2.cycle
3.cycle
after
after
74
75
76
Radiologins inriktning
•
•
•
•
•
Diagnostik
Intervention
Terapiuppföljning
Förståelse för molekylär
patogenes
Systembiologi
77
Molekylär imaging
•
Är en snabbt växande
vetenskapsdisciplin där man
karakteriserar och kvantifierar
biologiska processer på cellulär
och subcellulär nivå, på levande
organismer.
Molekylär imaging
•
Är en inte enbart en DYR teknik
som det dröjer länge innan
Sverige får.
•
Det är ett sätt att tänka och se
på bilden och tolka dess
innehåll, på molekylär bas.
Stegvis utveckling till att bli en
“Molecular Imager”
Imager”
Stage 1
Se morphology, tänk molecular biology
Stage 2
Kombinera imaging & molekylär
diagnostisk information
Stage 3
Ta fram molekylär information med hjälp
av bilden
Stage 4
Personlig medicin kräver personlig bild
Stage 2.
Combine imaging & molecular diagnostics information
Histology
Imaging
Gross Pathology
82
Images from Levy AD et al. Radiographics 2003;23:283-304.
cMRT, MRS und DWI of the Prostate
NAA
Cr
mI
Patient with
PCa in the
peripheral Zone
to the right
Cho
suspektes Voxel
83
84
normales Voxel
Perfusion of the Prostate
Glucose metabolism
CHOH O
Aerobe
energy metabolism
An-aerobe
energy metabolism
OH
OH
OH
OH
Glucose
Hexokinase
18F-FDG
Phosphatase
Glucose 6-P
Fructose-6P
Citric
Citric
acid
acid
cycle
circle
32 ATP = 1178 kJ/mol glucose
85
mean transit time
Lactate
Pyruvate
2 ATP = 74 kJ/mol glucose
plasma flow
PET/CT follow-up after treatment
ApparatApparat-/bildutveckling
BILDEN
Indication
System
Findings
28-year old patient with lymphoma after radio- and chemotherapy.
Biograph 64
CT: 120 KV, 170 ref. mAs, CAREDose4D, 64 x 0.6 mm slice collimation, 3 mm slice width, 2 mm increment
PET: 432 MBq F-18-FDG, 1 h p. i, 3 min / bed, iterative reconstruction (4 iterations, 8 subsets, 5 mm Gaussian)
Normal tracer uptake.
 2D
 3D
 Funktion
 Molecular imaging (bl.a. PET)
 Artificiell intelligens
 Virtual reality
89
90
92
Virtual coronary angiography
93
94
FORSKNING
• Utvecklar en metod
• Ger högst kompetens
• Får ”äga metoden” kliniskt
95
By: Sidney Harris
FORSKNING
• Utveckla kompetens
kräver
• Hög specialiseringskrav
kräver
• Subspecialisering av disciplinen
96
FORSKNING
ORGAN
• Utveckla disciplinen
KLINIK
METOD
 Metod
(Rtg, ulj, CT, MR, nuklearmedicin,
PET, molecular imaging etc)
 Är en matris där organinledning är
viktigast
SJUKVÅ
SJUKVÅRD
• Hur behåller vi en hög kompetens
och hög tillgänglighet och leder
utvecklingen i en växande
specialitet?
Subspecialisering (gren)







neuro
barn
thorax
buk
skelett
bröst
allmän-radiolog
• samt subspecialisering under grenspecialiteten
Radiologi innehå
innehåller
Organisation
1.
Ställningstagande till indikation och val av
metod.
2.
Bibehållan och utveckling av kvalitet inom
metodologin.
3.
Diagnostik – kvalitetsregister.
Akutmedicin, primärjour
4.
Presentera resultatet av undersökningen – sätta
in det i sitt kliniska (patientens) sammanhang.
Bakjour, organbaserat närverk
5.
Kvantitativ radiologi
6.
Förståelse av patogenes till sjukdomar.
• Organbaserat nätverk inom bildoch funktionsmedicin
Organbaserat nätverk
• Universitetssjukhusen skapar en
FORSKNING
• Utveckla disciplinen
teleradiologisk regional plattform
 för bulkradiologi (????)
 för utbildning av ST-läkare
 Pattern recognition
till
 Patofysiologisk funktionell och
molekylär förståelse
Which is this most like?
Dual Processing
System 1
Snabb,omedveten,igenkänning,
“just” pattern recognition”gloradiolog.
System 2
Långsam,logisk,konseptuell,
energi-intensiv,
Perceptual similarity - holistic
Causal similarity, conceptual
Perceptual Similarity
Conceptual Similarity
The two objects share
common characteristics similar colouring, similar
overall shape, wings /
flippers, tail - fin.
They look the same.
Available without analytical knowledge :
Pattern recognition, holistic processing
The two objects share
common conceptual
features (mammals) - live
birth, lactation, lungs,
livers, etc.
Available only with specific analytical knowledge :
Causal reasoning
Vad kommer att vara viktigast
i framtiden
1.
Att tolka bilden (kommer i den digitala världen
att kunna göras av andra än de ”lokalt”
närvarande)
2.
Sätta in det i sitt kliniska sammanhang
(selektiva konferenser)
3.
Att förstå bildens innehåll utifrån: anatomi,
patofysiologi, funktionellt och molekylärt
innehåll
Framtida teknik kommer att medfö
medföra
• Att vi kan diagnostisera sjukdomar som
tidigare inte gick att diagnostisera
• Att vi kan behandla sjukdomar som
tidigare inte kunde behandlas
• Att vi kan behandla patienter som förr inte
var behandlingsbara
Bildens roll fö
för
FORSKNING och SJUKVÅ
SJUKVÅRD
• Bilden kommer att BETYDA otroligt
mycket mer
• Ett sjukhus utan TOPP imaging
- maskinellt och personellt
• Kommer INTE att ligga i topp vare sig
i sjukvård eller forskning
112
Who are the survivors?
- Not the strongest
- Not the smartest
But
- those who can adapt
to change
Charles Darwin (1809-1882)
RADIOLOGINS FRAMTID
• Problemet är att vi har en aldrig skådad
högkonjunktur och efterfrågan
INTE
• Minskad efterfrågan
• Dvs ”problemet” är att vi är för
efterfrågade
• Är detta ett problem?
115
BILD OCH FUNKTIONSMEDICIN´
FUNKTIONSMEDICIN´S
FRAMTID
LYSANDE!
Ingen annan disciplin växer så explosionsartat och
är så eftertraktad
http://www.youtube.com/watch?v=sojX
H__Qxuw