Dela på Facebook Dela på Twitter Dela på LinkedIn Meny
Polhems Medalj

Nominerad till Polhemspriset


Mats Danielsson – Nominerad till Polhemspriset 2014 för en effektiv och lågstrålande röntgenmetod för medicinsk användning

Forskaren Mats Danielsson nomineras till Polhemspriset 2014 ”för en effektiv och lågstrålande röntgenmetod för medicinsk användning”. Han har skapat ett mammografisystem som ger både tydligare röntgenbilder och lägre strålning, och utvecklingsarbetet fortsätter. Nu siktar Mats Danielsson på att förbättra datortomografin rejält.

Nyligen fick KTH-forskaren Mats Danielsson se en reklamfilm för det lågstrålande mammografisystemet MicroDose Mammography. I filmen beskriver kvinnor från olika länder hans uppfinning, på sina egna språk.

– Det var så roligt att höra alla de där språken och inse att vårt mammografisystem står och snurrar på en massa sjukhus runt om i världen. Det känns väldigt bra att kunna hjälpa till med den här verksamheten, att verkligen kunna göra nytta, säger Mats Danielsson som är professor i medicinsk bildteknik vid KTH, Tekniska högskolan i Stockholm.

Jämfört med tidigare mammografisystem ger Mats Danielssons uppfinning både bättre röntgenbilder och lägre stråldos.

– Tydligare bilder gör det lättare för läkare att upptäcka cancer i ett tidigt stadium, när överlevnaden är nästan hundra procent. Man hittar cancern med vår mammografi, skär bort den och sedan är kvinnan frisk.

Har halverat strålningsdosen

Strålningen vid en röntgenundersökning, vare sig det är mammografi eller annan undersökning, ger en viss risk att utveckla cancer. Risken för att en enskild person ska drabbas av så kallad inducerad cancer är mycket liten, men risken kan märkas på populationsnivå, när det gäller många människor.

– I Sverige undersöks 600 000 friska kvinnor med mammografi varje år. En liten risk multiplicerat med 600 000 – ja, då måste man plötsligt vara försiktig. Om så bara en frisk kvinna får cancer av att gå på mammografi så har vi en för mycket, säger Mats Danielsson. 

Med MicroDose Mammography är strålningsdosen är halverad jämfört med tidigare mammografisystem. Hur många liv halveringen skonar är omöjligt att säga, men klart är att lägre strålning minskar risken för inducerad cancer.

Inspirerad av partikelfysik

Professor Mats Danielsson har gedigen erfarenhet och har forskat vid både kärnfysiklaboratoriet CERN i Schweiz, och Lawrence Berkeley National Laboratory i USA.

– Tekniken i mammografisystemet är inspirerad av partikelfysik och min forskning på CERN. Både där och på Berkeley finns väldigt avancerade detektorsystem för partiklar och jag började fundera på hur sådana system skulle kunna användas inom medicinen. Med känsliga detektorer kan stråldosen minskas, vilket är särskilt viktigt dels för små barn, dels inom mammografin.

Mats Danielsson riktade in sig på mammografi och trodde att han och hans team skulle ha ett system färdigt efter ett år. Det visade sig ta ungefär fem gånger så lång tid, bland annat för att de tog ett helhetsgrepp.

– Vi utvecklade hela mammografisystemet från scratch. Från röntgentekniken inuti, till utformningen av apparaten och ergonomin för sköterskan, säger Mats Danielsson.

Räknar varje foton

Teamet stötte på en rad problem under utvecklingsarbetet och fann nya lösningar. Ett tiotal nya patent hör till mammografisystemet. 
Avgörande för att kunna sänka stråldosen och få bättre bilder är en ny elektronik som räknar varenda foton – varje röntgenstråle – vilket innebär att all information kan utnyttjas.

– Röntgenstrålar kommer mycket snabbt. Dessutom ger de en väldigt liten signal som är svår att uppfatta. Vår elektronik är både tillräckligt känslig för att uppfatta signalerna, och tillräckligt snabb för att hinna räkna fotonerna en och en när de kommer.

I tidigare mammografiteknik beräknades ett medelvärde av tusentals fotoner, vilket sedan översattes till en pixel i bilden.

– Att använda ett medelvärde var inte optimalt. Man förlorar information på vägen och lägger till brus som stör, säger Mats Danielsson.

I MicroDose Mammography är det elektroniska bruset helt eliminerat och därför kan strålningen vara lägre. Ungefär som att man kan tala med lägre röst i ett tyst rum, än i ett rum med mycket sorl.

Mäter i två nivåer

En annan viktig del av uppfinningen är att röntgenstrålningen mäts i två nivåer. Det gör att man enkelt kan avgöra vad som är körtelvävnad respektive fett i ett bröst. Proportionerna är viktiga, både för att anpassa stråldosen till det aktuella bröstets sammansättning, och för att bedöma risken för att kvinnan i fråga ska få cancer i framtiden.

– Man kan också ställa in brytpunkten mellan de båda mätnivåerna så att kontrastvätska framträder mot bröstvävnaden. Kvinnan kan ges kontrastvätska i blodet och läkaren får då en tydlig bild av hur hennes bröstcancer försörjs med blod. Det ger bland annat en uppfattning om hur aggressiv cancern är och hur stor risken är för metastaser.

Bra samarbete viktigt

Mats Danielsson vill inte ensam ta åt sig äran för mammografisystemet.

– Det var ett lagarbete med otroligt duktiga medarbetare och studenter. Jag tyckte ofta att kollegorna var smartare än jag, och det säger jag inte för att vara artig, säger Mats Danielsson och skrattar.

Han uppskattar att ha ett team med begåvningar inom flera olika områden, som jobbar mot ett högt, men realistiskt, mål.

– Olika kompetenser är jätteviktigt, men många glömmer bort hur viktigt det är med praktisk begåvning – att det finns människor som är snabba och bra på att skruva ihop en prototyp. I mitt team finns både praktiska begåvningar och de som är duktiga inom matematik, data och elektronik.

Betydelsefullt var också samarbetet med de första kunderna. Läkaren Karin Leifland på Södersjukhuset i Stockholm var ett ovärderligt stöd och bollplank under processen.

– Utan henne hade vi aldrig orkat. Karin Leifland fortsatte att tro att vi skulle lyckas, trots att vi hade några bakslag. Hon beskrev vilken information läkare vill ha och gav alltid sanningsenlig feedback. Det skulle inte ha funkat med någon som mest velat vara snäll, som hade sagt att allt var bra fast det inte var det.

Först ut att köpa och använda systemet blev dock Helsingborgs lasarett, som också hade en viktig roll i början. Senare köptes det även av Södersjukhuset.

Datortomograf är nästa utmaning

Numera ägs MicroDose Mammography av Phillips och systemet finns på sjukhus runt om i Sverige och fyrtio andra länder. Phillips köpte systemet när det godkänts av USA:s livsmedels- och läkemedelsmyndighet FDA, och den tidigare ägaren – Linköpingsföretaget Sectra – redan sålt ett antal system. 
Mats Danielssons team arbetar vidare med sin detektorteknik, nu med sikte på att skapa en bättre datortomograf.

En datortomograf ger 3D-bilder av alla delar av människokroppen, och ett exemplar av Phillips senaste modell står isärplockad på KTH. Nu handlar det inte om att uppfinna allt från scratch, utan enbart om att förbättra och byta ut detektorerna, vilket är tillräckligt komplicerat.

– Man kan likna datortomografen vid en kamera. Det vi gör med kameran är att byta ut kamerachipet till ett känsligare chip. Förhoppningsvis ska Phillips – eller någon annan stor aktör – vilja installera våra detektorer i sina datortomografer framöver.

Skapa färgbilder av organen

Även i datortomografen kommer varje foton räknas, men teamet har utvecklat sin detektorteknik så att röntgenstrålningen kommer att mätas i åtta nivåer, inte i två som i mammografin. Det gör det – i alla fall teoretiskt – möjligt att särskilja åtta olika grundämnen, och därmed kunna visa inre organ i lika många färger.

– Med nuvarande datortomografer visas allt i en gråskala. Då är det svårt att skilja på till exempel jod och kalcium, som hamnar nära varandra i gråskalan. Med vår teknik kommer vi till exempel att kunna visa jod i blått och kalcium i rött, eller vilka färger vi nu väljer. Man tror också att man tydligare kommer att se vad som är cancer och vad som är till exempel levern.

Mats Danielsson och hans team samarbetar med avdelningen för neuroradiologi på Karolinska sjukhuset. Före nästa sommar ska tekniken testas på människor som ska opereras för förträngningar i halsartärerna.

– Jag hoppas att vår datortomograf ska få ännu större genomslag än vår lågstrålande mammografi fått. Att vi ska kunna hjälpa många fler, med till exempel stroke, cancer och trauma. Då skulle vårt arbete komma till ännu större nytta.

Text: Eva Annell

Foto: Pernilla Pettersson

mats_danielsson_stor

Om Mats Danielsson

Namn: Mats Danielsson.
Nomineras för: En effektiv och lågstrålande röntgenmetod för medicinsk användning.

Ålder: 49 år.
Familj: Fru och två söner.
Gör helst på fritiden: Jag tycker om meditativa sporter som att segla, cykla och simma. Har köpt en våtdräkt så jag kan simma i sjöar halva året.

Talang som kollegorna inte känner till: Jag är ganska bra på att laga mat. Det skulle nog förvåna dem.
Är som person: Jag är tränare för min sons fotbollslag – 13-åriga pojkar – och tror jag en är ganska snäll tränare. Jag vill att alla ska ha kul, även om vi förlorar alla matcher. Och så gillar jag att diskutera och argumentera, i alla fall med människor som inte blir så arga (skratt).
Bok jag rekommenderar: Den färglöse herr Tazaki av Haruki Murakami. Den har en realistisk ton och är pang på rödbetan, ingen byråkrati. Det gillar jag både i böcker och i verkliga livet.

Drömmer om: På sätt och vis lever jag min dröm, har ju kul hela dagarna. Jag älskar forskningen, mina kollegor är fantastiska och jag känner att vi gör något viktigt för andra människor.