Tekoäly, VR, AR ja 3D tulevat lääkehoitoon

Tekoälystä ja virtuaalisovelluksista etsitään apua hoitoon sitouttamiseen, ja tulostaminen tuo lääkevalmistusta takaisin apteekkeihin. Apteekit olisivatkin hyvä alusta uusien vientituotteiden kehittämiseen. 

Farmasian opiskelija Sanni asettelee sanansa väärin, ja hankala asiakas hermostuu. Tilanne käy uhkaavaksi. Pitäisikö hälyttää vartija?

Ei hätää, asetelma on virtuaalinen, keinotekoista todellisuutta. Parilla klikkauksella harjoituksen voi ottaa uudestaan toisesta näkökulmasta.

Sanni ottaa VR-lasit päästään ja valmistautuu lähtemään fyysiseen harjoittelupaikkaansa, apteekkiin, jossa tulostetaan lääkkeitä asiakkaille. Aiemmin päivällä hän on katsellut samojen lasien läpi, kuinka nämä lääkkeet vaikuttavat ihmisen elimistössä.

Katkelma on kuvitteellinen, mutta se voi olla pian arkea. Tekoäly, virtuaalitodellisuus ja 3D-tulostus kehittyvät nyt nopeasti ja puskevat myös terveysalalle.

Esimerkiksi Floridan yliopiston farmasian opiskelijat saivat jo viime vuonna tutustua lääkkeiden vaikutusmekanismeihin VR-lasit päässään. Kun laserosoittimella valitsi haluamansa lääkeannoksen, näki virtuaalimaailmassa, miten se vaikutti tiettyyn elimeen – sydän alkoi lyödä nopeammin, keuhkot laajentua tai verisuonet supistua.

VR vie kivun, tekoäly löytää kasvaimen

Ruotsalainen apteekkiketju Apotek Hjärtat lanseerasi pari vuotta sitten Happy Place -nimisen VR-sovelluksen, jonka tarkoituksena on lievittää kipua. Ideana on, että kipu jää sivuun miellyttävässä virtuaaliympäristössä seikkaillessa. Tästä voi olla apua esimerkiksi rokotuksen yhteydessä. Myös useat tutkimusryhmät ovat kehittäneet virtuaalisovelluksia kivunhoitoon. Tutkimusten mukaan niistä näyttäisi olevan hyötyä.

Lääkäreille on kehitetty tekoälysovelluksia, jotka auttavat diagnoosin teossa laboratoriotulosten, kuvien ja muiden tietojen pohjalta. Kiinassa käytiin taannoin TV-kisa, jossa aivokasvaimia oli diagnosoimassa 25 alan erikoislääkäriä ja BioMind-tekoäly. Kone voitti 2-0.

Lääkeaine saadaan esimerkiksi helpommin liukenevaan muotoon ja sen annostelua voidaan tarkentaa.

Iso muutos on myös 3D-tulostus, joka on yleistynyt lääketieteessä etenkin istutteiden ja proteesien valmistuksessa. Seuraavaksi se leviää lääkkeiden valmistukseen. Ensimmäinen 3D-tulostettu valmiste, epilepsialääke Spiritam, sai Yhdysvalloissa myyntiluvan jo vuonna 2015.

Uusi teknologia tulee siis väistämättä apteekkien valikoimiin.

Tulostaminen nopeuttaa lääkkeen vaikutusta

Åbo Akademin farmasian professori, teknologiajohtaja Niklas Sandler uskoo, että lääkkeiden 3D-tulostus alkaa olla valmis menetelmä. Se voi yleistyä hyvinkin nopeasti, kun sopivat kohteet löytyvät.

Sandlerin tutkimusryhmä on kehittänyt 3D-tulostusta kymmenkunta vuotta. Rajoituksia ei oikeastaan ole, kaikenlaisia lääkeaineita pystytään printtaamaan.

– Lääkkeiden printtaamista kokeillaan nyt etenkin sairaalaympäristöissä. Tulostaminen tuo uusia keinoja lääkehoidon
tehostamiseen. Lääkeaine saadaan esimerkiksi helpommin liukenevaan muotoon ja sen annostelua voidaan tarkentaa.

Tämän vuoksi epilepsialääke Spiritam valmistetaan tulostamalla. Kohtauslääke saadaan vaikuttamaan nopeasti.

– Kyseisessä menetelmässä printteri tulostaa pulverista lääkkeen kerros kerrokselta, jolloin siitä saadaan huokoinen ja nopeasti suussa hajoava tabletti, Sandler selittää.

Mustekalan ja dinon muotoisia lääkkeitä

Lääke voidaan tulostaa mihin muotoon tahansa – vain mielikuvitus on rajana. University College London -yliopiston tutkijat ovat tulostaneet muun muassa robotin, mustekalan ja dinosauruksen muotoisia lääkkeitä erityisesti lapsia varten.

Åbo Akademin ja Kööpenhaminan yliopiston tutkijat tulostivat yhteisessä tutkimuksessaan viime vuonna lääkkeitä QR-koodin muotoon. Tällä tavoin lääke itsessään toimii informaation lähteenä: koodin skannaamalla saa nopeasti tiedot lääkkeestä.

Muotoilua puoltaa havainto, ettei perinteinen tabletti ole imeytymisen kannalta paras muoto. Tutkimusten mukaan esimerkiksi pyramidin muotoinen lääke liukenee paremmin.

Tulostettaessa lääkkeen muoto voidaan valita esimerkiksi sen mukaan, halutaanko tukea hoitoon sitouttamista tai tehostaa imeytymistä.

Tulevaisuudessa sopivin muoto voidaankin valita ja tulostaa apteekissa. Annos räätälöidä yksilöllisesti, ja sitä voidaan helposti vaihdella. Tämä parantaisi myös lasten lääkehoitoa.

– Suurimpia tulostamisen etuja ovat tarkkuus ja joustavuus. Tulostamalla saadaan juuri tietty määrä haluttua lääkettä, Sandler toteaa.

Tulostaminen tuo lääkkeiden valmistamisen myös lähemmäs potilasta. Saatavuuongelmat vähenevät, eikä logistiikkaan  kulu energiaa.

Britit tulostivat monipillerin

Tulostaminen myös helpottaa annostelua, kun tarvittava lääkemäärä on hyvin pieni. Lisäksi samaan valmisteeseen voidaan tulostaa kaikki potilaan tarvitsemat lääkeaineet.

Brittitutkijat ovat tulostaneet esimerkiksi korkean verenpaineen ja tyypin 2 diabeteksen hoitamiseen valmisteen, joka sisältää viittä lääkeainetta: aspiriinia, hydroklooritiatsidia, kaptopriiliä, nifedipiiniä ja glipitsidiä.

Lääkeaineet erotettiin tulostuksen yhteydessä toisistaan kalvoilla eri osastoihin. Liukenevien kalvojen ansiosta lääkkeet saatiin vapautumaan eri tavoin, vaikka ne olivat samassa valmisteessa.

Ihan kaikkeen 3D-tulostus ei vielä sovi. Jos annos on iso, milligrammoja, tulostamisesta tulee hidasta ja todennäköisesti kannattamatonta.

– Parhaiten tulostaminen sopii tilanteisiin, joissa on tarvetta vaihdella lääkkeen annostusta tai annostus on normaalista poikkeava, kuten lapsilla. Tarvitaan vain bisnesmalli ja toimijoita, jotka edistävät menetelmän käyttöönottoa, Sandler toteaa.

Palvelua ja koulutusta virtuaalisesti

Moni meistä ei ole vielä edes kokeillut virtuaalilaseja, mutta digiterveyden asiantuntija Ville Koiste uskoo, että VR tekniikkaa tullaan hyödyntämään esimerkiksi koulutuksessa.

– Toimenpiteiden opettelussa ja ihmisten kohtaamisen harjoittelussa tullaan näkemään VR-sovelluksia. Etuna on, että kun koulutus on kerran tehty, sisältöä voi käyttää vaikka miten moni ihminen – ja ympäri maailmaa, perustelee Accenturella työskentelevä Koiste.

VR-laseja saa jo alle sadan euron, joten kynnys niiden hankkimiseen on madaltunut. Koisteen mukaan voitaisiin luoda esimerkiksi sovellus, jossa harjoitellaan asiakaspalvelutilanteita.

– Pystytään luomaan tilanne, jossa aivan kuin puhuisit ihmiselle edessäsi. Valitset, minkä kysymyksen esität ja vastapuoli reagoi. Sillä tavoin voitaisiin harjoitella eri tilanteita – miten kannattaa kysyä, ja miten vuorovaikutus sujuu parhaiten.

Yhdysvalloissa esimerkiksi kauppaketju Wallmart hyödynsi viime vuonna VR-laseja Black Fridayhin valmistautumisessa. Henkilökunta sai virtuaaliympäristössä käsityksen tulevasta väenpaljoudesta ja työskentelystä alehulinan keskellä.

HUS vie väkeään virtuaalimaailmaan

Suomessa HUS on aktivoitunut uusien tekniikoiden hyödyntämisessä. Meilahden kampukselle perustettiin vuosi sitten virtuaalitodellisuuslaboratorio.

Tarkoitus on innostaa henkilökuntaa ja vauhdittaa VR-tekniikoiden yleistymistä. Keväällä HUSin VR-laboratorio järjestää yhteistyössä Accenturen kanssa kurssin laajennetun todellisuuden hyödyntämisestä terveydenhuollossa.

Koisteen mukaan on tärkeää saada alan asiantuntijat ja loppukäyttäjät miettimään, miten teknologiaa voitaisiin soveltaa.

– Tämä vaatii yhteentörmäyttämistä: teknologian hyvin tuntevien pitää auttaa asiantuntijoita hahmottamaan, mikä on mahdollista.

Avatar sitouttaa lääkehoitoon

Professori Niklas Sandler toivoo, että apteekkiala kiinnostuisi virtuaalitekniikasta ja alkaisi testata niitä lääkehoidossa. Parhaimmillaan voisi syntyä globaalia liiketoimintaa.

– Apteekeilla pitäisi olla vahvempi rooli. Meillä on rautaista ammattitaitoa lääkehoidossa ja laadukas apteekkijärjestelmä, mikä on myyntivaltti.

Paljon parannettavaa. Puolet pitkäaikaslääkityksistä epäonnistuu. Niklas Sandler hyödyntäisi virtuaalihahmoja hoitoon sitouttamisessa.

Yksi Sandlerin idea on, että virtuaalitodellisuutta voitaisiin hyödyntää lääkeneuvonnassa, lääkinnän seurannassa ja muistutuksissa.

– Potilas voisi esimerkiksi luoda virtuaalimaailmassa oman, sympaattisen avatar-tyyppisen hahmon, joka tukisi lääkityksen seurannassa.

Avatar voisi muistuttaa ja kannustaa.  Varsinkin lapset ja nuoret saattaisivat innostua omasta virtuaalivalmentajasta. Toisaalta miellyttävä virtuaalihahmo toisi ihmismäisen kontaktin myös yksinäisille vanhuksille.

– Virtuaalinen lääkehoidon tukija voisi parantaa potilaan sitoutumista lääkehoitoon. On iso ongelma, että suuri osa lääkehoidoista jää toteutumatta.

Maailman terveysjärjestö on arvioinut, että vain noin puolet pitkäaikaislääkityksistä toteutuu suunnitellusti. Tämän vuoksi esimerkiksi Norjassa on otettu käyttöön lääkehoidon aloituspalvelu, jonka tarkoituksena on varmistaa lääkehoidon onnistuminen. Norjan valtio rahoittaa palvelua.

VR-lasit vahvistavat muistijälkeä

Maailmalla VR-tekniikoita on kokeiltu monenlaiseen. Virtuaaliympäristö voi esimerkiksi piristää kuntoutusta. Paratiisisaarella on mielekkäämpää tehdä kyykkyjä ja venytyksiä kuin olohuoneessa A4-paperin ohjeiden mukaan.

Potilaat voivat opetella VR-lasit päässään astmalääkkeen tai pistettävien lääkkeiden annostelua tai verenpainemittarin käyttöä. Kun ohjelmaan yhdistetään liikkeitä analysoivia antureita, ja potilas saa vaikka pistää insuliinin virtuaalisesti.

Toisin kuin opetusvideoita katsellessaan, virtuaaliympäristössä ihminen kokee olevansa tilanteen sisällä.

– Jos katsoo kuvaruutua, jää ulkopuoliseksi ja voi kääntää katseensa toisaalle. Virtuaalitodellisuudella saadaan aikaan kokemus, elämys. Se tekee oppimiskokemuksesta vahvemman. Syntyy pysyvämpi muistijälki, perustelee Koiste.

VR-lasit tekevät oppimisesta mieleenjäävän elämyksen. Niitä voi hyödyntää myös esimerkiksi fobioiden hoitoon.  HUSin Katariiina Rouvinen esitelee.

VR-tekniikka sopii myös fobioiden käsittelyyn. Tutkimuksissa on saatu lupaavia tuloksia pistoskammon, hämähäkkikammon, ahtaan tai korkean paikan kammon hoidossa sekä amputoidun raajan aavesäryn ehkäisyssä.

Yhdysvaltain armeija käyttää VR-laseja taisteluharjoitteluun ja post-traumaattisen stressin hoitoon.

Virtuaalihylly palvelee asiakasta

Seitsemän veljeksen apteekissa Nurmijärvellä Eero-robotti toivottaa asiakkaat tervetulleiksi ja muistuttaa ottamaan vuoronumeron. Sympaattiselta pikkumieheltä voi halutessaan kysyä apteekin palveluista.

Apteekkari Eeva Teräsalmi on jo pitkään hyödyntänyt uusia teknologioita. Päämääränä on asiakaspalvelun ja logistiikan tehostaminen. Kun asiakas tulee vuoronumerolla farmaseutin luo, hän pääsee virtuaalihyllyn ääreen.

Näytöltä näkee helposti lääkevaihtoehdot. Jos asiakas haluaa esimerkiksi kipulääke ibuprofeenia, virtuaalihyllyllä farmaseutti voi esitellä koko valikoiman – potilaan tiedusteleman Buranan lisäksi esillä on myös hinnaltaan edullisin vaihtoehto.

Varastorobotti toimittaa valitun lääkkeen farmaseutille. Potilas voi siinä istuessaan ostaa sekä itsehoitolääkkeet että tarvitsemansa reseptilääkkeet. Koko palvelutilanne hoituu kerralla.

– Tarkoitus on, että vain tavarat juoksevat. Farmaseutit ja asiakkaat pysyvät paikallaan, Teräsalmi kertoo.

Erillistä kassaa ei ole. Kaikki saavat vuoronumeron ja pääsevät johonkin seitsemästä palvelupisteestä. Apteekissa on silti myös perinteiset hyllyt, sillä osa asiakkaista haluaa kierrellä ja katsella.

Samalla tavoin kuin annosjakelu yksilöllistää jakelua, tulostus tekee lääkeannostelusta henkilökohtaista.

Kohta apteekkiin tulee digitaalinen vuoronumeropalvelu, johon asiakas voi kirjautua kela-kortilla. Farmaseutti saa henkilön tiedot jo valmiiksi eteensä, mikä sujuvoittaa palvelua. Teräsalmi on tilannut myös siistit, elektroniset hintalaput, jotka helpottavat päivittämistä.

Väsymätön robotti hoitaa rutiinit

 Teräsalmen mukaan robotiikan ja tekoälyn hyödyntämisessä ollaan vasta alkuvaiheessa. Esimerkiksi Eero ei ole mikään tekoälysankari. Se tekee vain sen, mihin se on ohjelmoitu.

– Joku kysyi, että korvaako Eero työntekijän. Totesin, että ei. On vaikea kuvitella, että meillä työntekijä suostuisi seisomaan ovella ja muistuttamaan satoja kertoja päivässä vuoronumeron ottamisesta.

Teräsalmen mukaan uudet teknologiat eivät ole itseisarvo eivätkä ne tule korvaamaan inhimillistä vuorovaikutusta. Asiakaspalvelussa ja logistiikassa niistä voi kuitenkin olla hyötyä. Toiminnan ketteröittämistä on mietittävä jatkuvasti.

– Kaikki tehdään sitä varten, että asiakas tulisi paremmin palvelluksi. Oikeassa paikassa digitalisaatiosta on hyötyä ja robotit tehostavat toimintaa. Ne tekevät kuuliaisesti töitä 24/7 eivätkä tarvitse lounastaukoja.

Lääkevalmistus palaa apteekkiin

Teräsalmi on seurannut myös 3D-tulostuksen kehittymistä.

– Olen täysin vakuuttunut siitä, että tulevaisuudessa joka apteekissa on 3D-tulostin.

Teräsalmi uskoo, että kymmenen vuoden päästä lääkkeiden tulostus on arkipäivää. Edessä on siis paluu menneeseen, sillä lääkevalmistus on apteekeissa käytännössä loppunut.

– Apteekkien rooli lääkevalmistuksessa palaa. Ei sentään ole mahdollista, että ihmisten olohuoneissa olisi printtereitä, jolla tulostettaisiin beetasalpaajia yksilöllisen annostuksen mukaan.

Toistaiseksi tulostuksen yleistymistä hidastaa peruslääkkeiden edullisuus. On vaikea arvioida, missä vaiheessa tulostaminen muuttuu taloudellisesti kannattavaksi.

– Toisaalta, jos ihminen tarvitsee erityisen vahvuuden, jota ei ole markkinoilla, tämä tarjoaa sen mahdollisuuden.

Teräsalmi uskoo, että samalla tavoin kuin annosjakelu yksilöllistää jakelua, tulostus tekee lääkeannostelusta henkilökohtaista.

– Siten voidaan huomioida yksilölliset erot metaboliassa ja ihmisen henkilökohtainen lääkeprofiili.