The Beginnings of Academic Work - Ultrasound Imaging 1981

This picture is from the laboratory led by then M.Sc., now Professor Esko Alasaarela. You can see the blue water tank, the pathological specimens, the electronics, the ABC microcomputer, connected to a central UNIVAC mainframe (image calculation took 25 hours per slice!)

Where it all started in Oulu and Minneapolis

My academic work was based on the paradigm of the innovative clinic: Needs are identified in the clinical setting, solved with the help of engineers and scientists, brought to market by industry, and finally implemented in the clinic, where the process began. Each partner wins: the clinic gets a new service, the university its academic theses and publications, and industry its new markets.

In 1980 I needed something to image brain during surgery as we were operating for the first time in history on small tumors discovered by CT, and all we neurosurgeons had was a brain needle (the Cushing Needle) to poke into the brain feeling for something different, that is, tumor tissue.

At the Department of Electrical Engineering, University of Oulu, Finland, I learned how to read ultrasound images. Experiences with Esko Alasaarela and his coworkers formed the basis of successive projects in my career, having already learned in Minneapolis how to work professionally with engineers and scientists as well as industry.

So I defined a problem and used scenario thinking to sift through solutions with coworkers, which led to painstaking, often ground-breaking iterative development, and finally clinical success.

My tumor patients simply did not have time to wait for molecular biology and the many promises of silver bullets.

Reference:

Koivukangas J (1984) Ultrasound imaging in operative neurosurgery: An experimental and clinical study with special reference to ultrasound holographic B (UHB) imaging. Doctoral dissertation. Acta Universitatis Ouluensis D 115. Oulu University Printing Center.

THESIS PDF

Potilastapaus 2

Potilas on 88-vuotias mies. Hänellä on vanhastaan verenpainetauti ja sokeritauti. Hän asuu toisella paikkakunnalla ja soittaa hädissään. Hän valittaa hengenahdistusta, joka pahenee päivittäin. Nyt jo parinkymmenen metrin kävely vie voimat kokonaan. Puhe sammaltaa. Palvelutalon lääkäriltä oli kysytty neuvoa.

Näkemättä potilastaan hän määräsi nesteenpoistolääkettä ja seuraavalle päivälle labrakokeita.

Soittaessaan hän kertoo, että hänen painonsa on noussut 13 kiloa viikossa. Virtsaa tulee pari-kolme desiä päivässä, vaikka juo runsaasti vettä.

Hälytyskellot soivat.

Päätimme, että hänet on siirrettävä sairaalaan heti yöllä. Otimme yhteyttä lähellä olevan yliopistosairaalan sisätautipäivystäjään, joka oli samaa mieltä ja määräsi potilaan heti sairaalaan. Saapuessaan potilaan pulssi oli 24 ja sydänfilmissä oli ns. haarakatkos. Hän oli hengenhädässä eikä selviäisi enää hetkeäkään ilman tehokasta hoitoa ja seurantaa.

Hänet siirrettiin suoraan sydänosastolle. Hänelle asennettiin sydäntahdistin ja lääkitystä muutettiin. Näin saatiin pulssi nousemaan ja virtsantulo kuntoon ja yli ämpärillinen ylimääräistä nestettä alkoi vähitellen poistua elimistöstä.

Alkuvaiheen myönteisen kehityksen jälkeen tilanne alkoi heiketä perustautien vuoksi, nämä löydettiin aikaisemmista (ns. siiloutuneista) terveystiedoista.

Aikaisempiin terveystietoihin perehtyminen oli haastavaa, koska tieto ei välittynyt eri sote-toimijoiden välillä.

Summary of academic work 1980 -2014

My research teams -

I am indebted to over 100 coworkers, and the best way to thank them all is through recognition of the doctoral works whose prefaces and hundreds of publications list them. Ultrasound imaging during surgery allowed us to move quickly and safely in the neuronavigator and intraoperative MRI projects by allowing us to check the accuracy and images generated using these emerging technologies.

Also, surgical outcome measures of mortality and morbidity were no longer adequate, as quality of life instruments were introduced in the 1980’s to help choose best methods and avoid prioritizing, who should be treated and who not.

I will refer to the doctoral work of my coworkers, alphabetically, many of them seminal and available by searches under the University of Oulu:

Ultrasound: Esko Alasaarela, Kalervo Tervola, Osmo Tervonen, Juha Ylitalo, Qin Zhengdi, and myself

Neuronavigation: Jyrki Alakuijala, Tapani Koivukangas, Yrjö Louhisalmi, Jarkko Oikarinen, Hagen Schiffbauer, Xiaoyou Ying

Intraoperative MRI: Jani Katisko, Sanna Yrjänä, and papers by Juho Tuominen

Treatment outcomes research: Tuomo Erola, Pirjo Koivukangas (my equal, pictured), Arja Mainio, Arto Ohinmaa, and papers by Asko Niemelä and Antti Raappana.

Cherish your coworkers and enjoy the ride!