Terveyden ja hyvinvoinnin Strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) Strateginen tutkimus- ja kehityssuunnitelma SRA 27.3.2009 REV 1.

Terveyden ja hyvinvoinnin Strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) Strateginen tutkimus- ja kehityssuunnitelma SRA 27.3.2009 REV 1.0

2

Yhteenveto Strategisen huippuosaamisen keskittymän (SHOK) tavoitteena terveyden ja hyvinvoinnin alueella on kehittää tuotteita ja palveluja sekä toimintamalleja kansantaloudellisesti tärkeiden sairauksien ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi sekä yksilön laaja-alaisen toimintakyvyn ylläpitämiseksi ja parantamiseksi. Fokusalueena ovat mikrobi-infektiot ja inflammaatio, ylipaino ja sen liitännäissairaudet (ml. metabolinen oireyhtymä), neurodegeneratiiviset ja psyykkiset sairaudet sekä terveiden aivojen rasitus ja syöpäsairaudet (erityisesti kiinteät syövät). Keskittymän tuloksilla voidaan vaikuttaa terveydenhuolloin menoihin, koska valitut kansantaudit muodostavat Suomessa ja muissakin länsimaissa yli 50% terveydenhuollon kustannuksista. Keskittymän valmistelussa on huomioitu globaalit trendit kuten terveydenhoitoon ja terveyteen liittyvän kysynnän lisääntyminen sekä yksilön tarve terveydentilan ja sairauden seurantaan ja omaehtoiseen selviytymiseen. Samaan aikaan sairauksien, kuten metabolisen oireyhtymän ja neurodegeneratiivisten sairauksien, taustat ja syntymekanismit on opittu ymmärtämään entistä paremmin. Tiedon avulla voidaan mm. kehittää seurannan tueksi entistä tehokkaampia ja jopa ennustavia biomarkkereita sekä yksilön että ammattilaisten käyttöön. Yksilöllinen ravitsemus, tautien ehkäisy, mittaaminen ja seuranta sekä hoito perustuvat tutkimukseen, mutta myös tarpeeseen käsitellä yhä kasvavaa määrää tietoa. Älykkäät järjestelmät tuovat aivan uusia mahdollisuuksia terveyteen liittyvän tiedon hyödyntämiseen. Keskittymän ydinosaaminen perustuu suomalaisiin vahvuuksiin diabetes- ja verisuonitutkimuksen, aivo- ja keskushermostotutkimuksen sekä molekyylilääketieteen tutkimuksen alueilla, jotka on monilta osin noteerattu myös kansainvälisissä tieteellisissä vertailuissa. Tätä täydentää korkeatasoinen diagnostiikan, kuvantamisen, laskennan, ravitsemuksen sekä tieto- ja viestintäteknologian osaaminen. Suomella on myös yhtenäinen sosiaali- ja terveydenhuoltojärjestelmä, jossa uusia tuotteita palveluja ja toimintatapoja voidaan testata ja ottaa käyttöön. Strategisessa tutkimus- ja kehityssuunnitelmassa (SRA) terveys ja hyvinvointi alaa tarkastellaan poliittisista, taloudellisista, sosiaalisista ja teknologisista näkökulmista. Terveydenhuollon kulut ovat kasvussa, mikä tuo taloudellisia haasteita kunnille. Väestön ikääntyminen lisää palvelutarvetta samalla, kun työikäisten määrä laskee. Viime vuosina Suomessa on käynnistynyt mittava määrä erilaisia ohjelmia terveyden ja hyvinvoinnin edistämiseksi. Terveyden ja hyvinvoinnin strateginen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) on asemoitu yritysten vientiliiketoiminnan näkökulmasta. Yhteistoiminta muiden ohjelmien kanssa on tärkeää yhteisen liiketaloudellisen kokonaistavoitteen saavuttamiseksi, työnjaon edistämiseksi ja päällekkäisen työn välttämiseksi. 3

Executive summary The goal of the Strategic Center (SHOK) for Health and Well-being is to develop products, services and practices to prevent and treat diseases with major public health and economic impact, and comprehensively maintain and improve the functional capabilities of an individual. The diseases and conditions selected for SHOK focus are i) Microbial infections and inflammation; ii) Metabolic syndrome; iii) Neurodegenerative and psychiatric diseases as well as a healthy brain under stress, and iv) Malignant diseases, especially solid tumors. All these medical conditions are internationally recognized as major challenges for the health care. In Finland and in other western countries, they are soon forecasted to account for some 50 % of the health care costs. SHOK has recognized the global trend of an individual becoming a more knowledgeable and demanding consumer of health and social care services. People are willing and capable of taking more responsibility of monitoring their health and actively contributing to it. Simultaneously, the increased understanding of the pathogenesis of the complex medical conditions will yield individually applicable biomarkers that eventually influence interventions to become more predictable and efficacious than possible so far. The P4 medicine (personalized, preventive, predictive and participatory) will change the entire health care structure posing high demands on solutions how to handle and understand the ever increasing magnitude of data. Evidently, new types of intelligent information management systems will be developed to help both professionals as well as consumers, also in facilitating the interaction of the parties. The focus areas chosen for the SHOK build on recognized Finnish strengths. These include advanced world class molecular and translational medicine, long pioneer position in preventive measures of type 2 diabetes, high quality brain research with prototype products for a variety of imaging approaches, traditions and innovations in the technology platforms for diagnostic applications, research of some cancers, in particular prostate cancer and malignant glioma, nutrition and the strength in the ICT and telecommunications. Finland has a uniform health care structure enabling new solutions to be studied for efficiency in selected testbeds. The political, economic, social and technological framework presented in the document highlights important trends. Health and well-being related costs are increasing, challenging the economic situation of many communities. The population is aging rapidly, increasing service needs while a shortage of personnel both in social and health care is imminent. Many projects have been launched and are ongoing in Finland aiming at improving innovativeness and health and social care structures. The SHOK should benefit from these as well as international consortia with similar aims by ensuring efficient networking to exploit the results and to prevent duplication of work. Joining forces under the SHOK umbrella of companies in both social and health care will be an opportunity to increase their business potential. 4

SISÄLTÖ Yhteenveto... 3 Executive summary... 4 1 Johdanto... 7 2 Keskittymän mission, tavoitteet ja teemat... 8 3 Keskittymän ohjelmat ja poikkileikkaavat kehitysalueet... 9 3.1 Aivojen terveys ja toimintakyky -ohjelma... 10 3.2 Yksilön terveyden ja hyvinvoinnin älykäs seuranta -ohjelma... 11 3.3 Ylipaino ja sen terveyshaasteet - Epidemian pysäyttäminen ohjelma... 13 3.4 Yksilölähtöiset palvelurakenteen muutokset kehitysalue... 14 3.5 Tietoaineistot ja laskenta kehitysalue "kivijalka"... 14 4 Valmisteilla olevat työpaketit... 19 LIITE Additional background material... 27 I Global trends and challenges of health care... 27 I.1 Demand and consumers... 28 I.2 Personalized health care... 29 I.3 Product and process innovations and organizational reforms... 30 I.4 Global disease burden... 30 I.5 Diseases with major public health and economic impact... 31 5

II National drivers... 38 II.1 Demographic and lifestyle development... 40 II.2 Disease burden in Finland... 41 II.3 Prevalence of certain diseases... 42 II.4 Health and social care services... 45 II.5 Outlook for future opportunities... 47 II.6 PEST framework... 50 II.7 SHOK in relation to other related initiatives... 51 II.8 National innovation strategy... 53 III Science and technology... 53 III.1 Biomarkers and personalized medicine... 53 III.2 Biobanking... 56 III.3 Bio-imaging... 56 III.4 Bioinformatics... 56 III.5 Nutrigenomics... 57 IV Room for new Finnish innovations through the Strategic Center for Health and Well-being. 58 IV.1 In vitro diagnostics... 58 IV.2 New opportunities in monitoring using a horizontal process approach... 59 IV.3 Functional foods... 61 IV.4 ICT, services and process innovations... 62 IV.5 Imaging... 62 V Selected literature... 63 6

1 Johdanto Tekes selvitti terveys- ja hyvinvointialan kiinnostusta SHOK-toimintaan vuonna 2007. Selvitystyön pohjalta käynnistyi yritysvetoinen valmisteluhanke, jonka aikana (8.4.2008-29.1.2009) strateginen tutkimus- ja kehityssuunnitelma (SRA) valmisteltiin niin pitkälle, että potentiaaliset osakkaat olivat valmiit sitoutumaan keskittymän perustamiseen. Valmisteluhankkeen jälkeen päivitetty SRA pohjautuu poikkitieteelliseen yhteistyöhön valikoituneiden elintarvike-, diagnostiikka-, kuvantamis-, lääke-, tietotekniikka- ja palveluyritysten kesken. Toimijoiden laajapohjaisuutta kuvaa myös palveluyritysten kirjo, joka koostuu laskennan, kustannustoiminnan ja palvelutuotannon liiketoiminnoista. Lisäksi SRAn valmisteluun on työkokouksissa ja työseminaareissa osallistunut liiketoiminta-alueita vastaava poikki- ja monitieteellinen tutkijayhteisö. Valmisteluhankkeen aikana keskittymälle työstettiin missio, teemat ja ohjelmat tavoitteineen. Työpakettien kerääminen ja työstäminen käynnistyi joulukuussa 2008. Työpakettien valmistelu käynnistyy keväällä 2009 yritysedustajien ja tutkijoiden muodostamissa pienryhmissä. Syksyllä 2009 työpaketit arvioidaan ja tämän pohjalta kootaan kolme kolmivuotista tutkimusohjelmaa. Lisäksi kootaan loput työpaketit yritysryhmähankkeiksi ja muiksi hankkeiksi eri rahoitusvaihtoehtoja varten. Alkuperäinen aikataulu, jonka mukaan ensimmäiset ohjelmat voisivat käynnistyä vuoden 2010 alussa, pitää edelleen paikkansa, mikä edellyttää, että loppuvuonna 2009 valmistellaan rahoitushakemukset Tekesiin. Ohjelmien suunnitteluprosessi on kuvassa 1. Kuva 1: SRAn ja ohjelmien suunnitteluprosessi 7

Yhteiset toiminnot kuten ennakointi, strategiseen tutkimus- ja kehityssuunnitelman (SRA) päivitys ja suunnitelmaan perustuvien tutkimusohjelmien hakemusten jättö Tekesiin sekä ohjelmien kehittämisen koordinointi tapahtuvat T&H SHOK Oy:n tasolla hallituksen ja toimitusjohtajan toimesta. Työpakettien suunnittelu, konsortioiden muodostaminen ja kunkin ohjelman kehittäminen tapahtuu ohjelmaryhmän ja ohjelmapäällikön toimesta toimitusjohtajan tukemana. Toimitusjohtajan tehtävänä on lisäksi ohjelmien välisen yhteistyön koordinointi. Ensimmäisinä vuosina toiminta painottuu tutkimusohjelmien ja yhteistyön käynnistämiseen. Hallitus tulee aikanaan perustamaan tarpeelliseksi katsomiaan elimiä huomioiden myös laadittavan viestintäsuunnitelman. Vuosittain yhtiökokouksen yhteydessä järjestetään laaja ohjelmien läpikäynti. Lisäksi voidaan tarvittaessa perustaa tutkimusvaliokunta, jossa on kaikkien osakkaiden edustus. Valiokunta valmistelisi hallitukselle esityksen SRA:n päivittämiseksi. 2 Keskittymän mission, tavoitteet ja teemat Keskittymän missio on yksilön terveyden ja hyvinvoinnin parantaminen, josta kumpuaa Suomelle kasvavaa alan liiketoimintaa. Keskittymän tavoite on kehittää tuotteita ja palveluja sekä toimintamalleja kansantaloudellisesti tärkeiden sairauksien¹ ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi sekä yksilön laaja-alaisen toimintakyvyn ylläpitämiseksi ja parantamiseksi. ¹Erityisesti: mikrobi-infektiot ja inflammaatio, metabolinen oireyhtymä, neurodegeneratiiviset ja psyykkiset sairaudet sekä terveiden aivojen rasitus ja syöpäsairaudet (erityisesti kiinteät syövät). Tehtyjen valintojen perustelut on kirjattu liitteeseen (Additional backgroud material). Keskittymällä on kaksi teema, jotka sisältyvät kaikkeen toimintaa ja ohjelmiin: Yksilölähtöinen terveyden ja hyvinvoinnin monitorointi ja hallinta Palvelumarkkinoiden ja -konseptien luominen yksilön terveyden ja hyvinvoinnin edistämiseksi Keskittymän yhteistyön ja ohjelmien mahdollistajia ovat laskenta, niin tiedon keräämisen, siirron, kokoamisen ja käytön osalta. Tämä edellyttää yhteisten standardien käyttöä ja luomista. Julkisin varoin kerättyjen tietojen ja rekisteriaineistojen hyödynnettävyys tutkimuksessa on avainasemassa. Keskittymä seuraa, miten tutkimus- ja innovaationeuvosto valmistelee asiaa Suomessa. Samoin näytekokoelmien hyödynnettävyys on edellytyksenä tehtävälle 8

tutkimukselle, minkä osalta seurataan ns. biopankkilain valmistelua sosiaali- ja terveysministeriössä ja eduskunnassa. Viime vuosina terveys- ja hyvinvointisektorin haasteet ja mahdollisuudet on tiedostettu laajasti ja Suomessa on käynnistynyt mittava määrä erilaisia ohjelmia terveyden ja hyvinvoinnin edistämiseksi. Keskittymä on asemoitu tavoitteidensa mukaisesti yritysten suoran tai välillisen vientiliiketoiminnan kehittämiseen. Yhteistoiminta on tärkeää yhteisen kokonaistavoitteen saavuttamiseksi, työnjaon edistämiseksi ja päällekkäisen työn välttämiseksi. Keskittymä pyrkii edesauttamaan uusien tuotteiden, palvelujen ja toimintatapojen käyttöönottoa, jotta hyödyllisyys, kustannusvaikuttavuus ja tehokkuus olisivat todennettavissa. Tämä voidaan tutkia ja varmistaa tarvelähtöisten testbedien avulla, jolloin esim. sairaaloilla, kunnilla ja muilla toimijoilla on tärkeä rooli. 3 Keskittymän ohjelmat ja poikkileikkaavat kehitysalueet Keskittymän ohjelmat ovat sateenvarjo tutkimusohjelmalle, mutta myös tutkimusohjelmaa tukeville ja tutkimusohjelmasta poikiville yritysryhmä- ja yrityshankkeille. Lisäksi ohjelmaan kuuluu muiden rahoittajien (kuten Suomen Akatemian, Sitran ja EU) rahoittamia hankkeita ja ohjelmia. Ohjelman kokonaisuus on esitetty kuvassa 2. Kuva 2: Ohjelman kokonaisuus 9

Ohjelmat muodostavat kukin jatkumon, joka kattaa jo toteutetun tai tulevaisuudessa toteutettavan tieteellisen perustutkimuksen, soveltavat tutkimusohjelmat, yritysryhmähankkeet ja yrityshankkeet. Osana jatkumoa ovat myös tuotteiden ja palvelujen käyttöönotto sekä vaikuttavuus ja sen arviointi. Ohjelmilla on paljon liittymäpintoja keskenään, jolloin yhteistyö ohjelmien välillä rakennetaan tiiviiksi. Lisäksi on löydettävissä poikkileikkaavia kehitysalueita, kuten jo tässä vaiheessa valmistelua tunnistetut kehitysalueet "Yksilölähtöiset palveluranteen muutokset, joka tehostaa tiedon hyödyntämistä ja uusien innovaatioiden testaamista sekä " Tietoaineistot ja laskenta" eli käytettävä ja syntyvä aineisto ja sen analysoimiseksi tehtävä laskenta. Ohjelmille ja kehitysalueille on nimetty valmisteluvastaavat. Ohjelmat kuvataan matriisin muotoon, josta alustava versio on kuvassa 3. Kuva 3: Ohjelmarakenne 3.1 Aivojen terveys ja toimintakyky -ohjelma Ohjelman tuloksena syntyy tuotteita, palveluja ja toimintatapoja, joilla on kaupallisesti, kansantaloudellisesti ja kansanterveydellisesti merkittäviä vaikutuksia aivosairauksien esiintymisen ja niiden vaikutusten vähentämiseksi. Tavoite toteutuu edistämällä aivojen hyvinvointia, ennaltaehkäisemällä rappeuttavia aivosairauksia ja hoitamalla tehokkaasti aivosairauksia ja vammoja uusien diagnostisten menetelmien, hoitomuotojen ja palvelurakenteen uudistamisen avulla. Ohjelman osatavoitteet: 10

Sairauksia ennaltaehkäisevien ja parantavien yksilölle suunnattujen omaehtoisten elintapahoitojen ja palvelukonseptien kehittäminen mm. ravitsemuksen, liikunnan ja kuntoutuksen avulla Motivointikeinojen kehittäminen kannustamaan yksilöä hoitamaan aivojaan huomioiden esim. ravitsemus, liikunta, uni, stressin hallinta ja työhyvinvointi Läpimurtojen kehittäminen vaikeiden aivosairauksien ja -vammojen mekanismien ymmärtämiseen, hoitoihin ja palvelukonsepteihin Aivomittaustekniikan vieminen rutiinikäyttöön Vaikuttavuuden mittaaminen Suurten tietoaineistojen hallitseminen, analysointi ja integrointi, myös pitkinä aikajaksoina Kohderyhmät: Terveet aivot ja sairaat aivot Työikäiset, erityisesti tietotyöläiset Ikääntyvät (50-70 v) Vanhukset (70+ v) Elämän taitekohdat alttiuskaudet kuten eläkkeelle jääminen ja sairastuminen Ohjelman tavoitellut vaikutukset ja niiden mittaaminen: Yritysten kannalta: Uusien palvelukonseptien ja tuoteinnovaatioiden kehittäminen ja kaupallistaminen Merkittävää kansainvälistä vientiliiketoimintaa Yksilön kannalta: Omaehtoisen seurannan mahdollistaminen, elämän laadun ja toimintakyvyn ylläpitäminen ja parantaminen Vaikutusten todentaminen testbed- ympäristössä Kansanterveyden ja talouden kannalta: Aivosairauksien ja -vaurioiden lisääntymisen hillitseminen ja toimintakyvyn ylläpitäminen sekä kustannusten alentaminen (mm. varhainen toteaminen ja oikea-aikainen kuntoutus). Uuden yritystoiminnan ja tuottavuuden lisääntyminen. Palvelurakenteiden uudistuminen Vuonna 2020 rappeuttaviin aivosairauksiin sairastumisen riski vähentynyt 40-60 -vuotiaiden keskuudessa sekä masennuksen, työuupumuksen ja uniapnean aiheuttamien kustannukset pienentyneet. 3.2 Yksilön terveyden ja hyvinvoinnin älykäs seuranta -ohjelma Ohjelman tuloksena syntyy tuotteita, palveluja ja toimintatapoja, joilla on kaupallisesti, kansantaloudellisesti ja kansanterveydellisesti merkittäviä vaikutuksia terveyden ja sairauksien testaamiseen ja seuraamiseen, yksilön itsensä ja terveydenhuollon toimijoiden toimesta, aihealueina metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten, keskushermoston rappeumasairauksien ja syövän parempi hallinta. Tavoite toteutuu kehittämällä älykkäitä ratkaisuja yksilölliseen ja omaehtoiseen terveysseurantaan, validoituja työkaluja terveydenhuollon ammattilaisten käyttöön yksilöllisten 11

hoitomuotojen kohdentamissa sekä merkkiaineiden ja teknologioiden uusia yhdistelmiä (bio nano IT ). Älykkäät ratkaisut ovat edullisia ja helppokäyttöisiä testauskokonaisuuksia, jonka kaksisuuntainen yhteys mahdollistaa tietokoneavusteisen tulosten tulkinnan, pitkäaikaisseurannan, yhteydet tausta- ja lisätietoon sekä omiin terveystietoihin. Ohjelman osatavoitteet: Itse-testaukseen soveltuvien teknologia-alustojen sekä helppokäyttöisten ja edullisten testien kehittäminen Terveydenhuoltojärjestelmän testien kehittäminen tavoitteena edullisempi hinta ja nopeus Parhaiden testiyhdistelmien kehittäminen aihealueittain Uusien tapojen kehittäminen tavoitteenaan valmistaa edullisia älykkäitä testikokonaisuuksia (painoteknologia) Motivointikeinojen kehittäminen yksilön terveysseurantaan ja elintapamuutoksiin hyödyntäen myös vertaistukea Vaikuttavuuden mittaaminen Suurten tietoaineistojen hallitseminen, analysointi ja integrointi, myös pitkinä aikajaksoina Kohderyhmät: Yksilöt metabolinen oireyhtymän osalta (nuoriso ja työikäiset) sekä infektiosta ja tulehduksista kärsivät (erityisesti lapset ja hengitystiepotilaat) Terveydenhuoltojärjestelmä, jossa edellisten lisäksi myös keskushermoston rappeumasairauksien ja syöpätautien osalta, erityisesti eturauhassyöpä alle 75-vuotiailla Ohjelman tavoitellut vaikutukset ja niiden mittaaminen: Yritysten kannalta: Uusien palvelukonseptien ja tuoteinnovaatioiden kehittäminen ja kaupallistaminen Merkittävää kansainvälistä vientiliiketoimintaa Yksilön kannalta: Omaehtoisen seurannan mahdollistaminen ja sen tulosten ymmärtäminen ja käyttö elämän laadun ja toimintakyvyn ylläpitämiseksi ja parantamiseksi Vaikutusten todentaminen test bed- ympäristössä Kansanterveyden ja talouden kannalta: Metabolisen oireyhtymän lisääntymisen hillitseminen. Antibioottiresistenssin väheneminen infektioiden hoidossa. Paremmat hoitotasapainot, mm astmapotilailla. Parempi elämänlaatu, mm eturauhassyöpää sairastavilla. Uuden yritystoiminnan ja tuottavuuden lisääntyminen. Palvelurakenteiden uudistuminen. Tuotteiden ja palvelujen kustannustehokkuuden ja vaikuttavuuden todentaminen. 12

3.3 Ylipaino ja sen terveyshaasteet - Epidemian pysäyttäminen ohjelma Ohjelman tuloksena syntyy tuotteita, palveluja ja toimintatapoja, joilla on kaupallisesti, kansantaloudellisesti ja kansanterveydellisesti merkittäviä vaikutuksia ylipainon ja sen liitännäissairauksien (ml. metabolisen oireyhtymän) parempaan omaehtoiseen hallintaan. Tavoite toteutuu vaikuttamalla vyötärölihavuuden ja metabolisen oireyhtymän kehittymiseen ja etenemiseen sekä pitkällä tähtäimellä tyypin 2 diabeteksen kehittymiseen, kohdentamalla ehkäiseviä toimenpiteitä elinkaariajattelun mukaisiin alttiuskausiin. Ohjelman osatavoitteet: Ymmärryksen lisääminen elämäntapahoidon toteutuksesta ja sen merkityksestä Monitorointikeinojen kehittäminen varhaiseen diagnosointiin ja omaehtoiseen seurantaan ja motivointiin Aikaisen vaiheen biomarkkereiden tunnistaminen ja validointi olemassa olevien ja uusien aineistojen avulla Riskiyksilöiden varhainen tunnistaminen ja hoidosta hyötyvien tunnistaminen. Uusien, tieteeseen pohjautuvien, helppojen ratkaisujen (mm. elintarvikkeet, uudenlaiset palvelukonseptit) kehittäminen jokapäiväisten elämäntapamuutosten ja yksilöllisen hoidon tueksi Metabolisen oireyhtymän osatekijöihin, kuten vyötärölihavuuteen, rasva-arvoihin, verenpaineeseen ja heikentyneeseen sokerin sietoon, vaikuttaminen elämäntapahoidoilla ja palvelukonsepteilla alttiuskausien aikana Uusien tuote- ja palveluinnovaatioiden vaikuttavuuden mittaaminen Kohderyhmät: Nuoret ja nuoret aikuiset (12-25v) Työikäiset (25-60v) (työterveyshuollon piirissä olevat) Edellä oleviin liittyvät sidosryhmät Elämän taitekohdat alttiuskaudet kuten raskauden aikainen lihominen Ikääntyneet (yli 60v) SHOKin jatkumona myöhemmin Ohjelman tavoitellut vaikutukset ja niiden mittaaminen: Yritysten kannalta: Uusien palvelukonseptien ja tuoteinnovaatioiden kehittäminen ja kaupallistaminen Merkittävää kansainvälistä vientiliiketoimintaa Yksilön kannalta: Omaehtoisen seurannan mahdollistaminen, elämän laadun ja toimintakyvyn ylläpitäminen ja parantaminen Vaikutusten todentaminen test bed- ympäristössä (varusmiehet mahdollisena test bedinä) 13

Kansanterveyden ja talouden kannalta: Metabolisen oireyhtymän lisääntymisen hillitseminen ja työkyvyn ylläpitäminen sekä metabolisen oireyhtymän aiheuttamien kansantaloudellisten vaikutusten pienentyminen. Uuden yritystoiminnan ja tuottavuuden lisääntyminen. Palvelurakenteiden uudistuminen Vuonna 2020 metabolinen oireyhtymä epidemian eteneminen pysäytetty. 3.4 Yksilölähtöiset palvelurakenteen muutokset kehitysalue Kehitysalueen tuloksena syntyy merkittävän vaikutuksen omaavia, yksilöllisestä tiedosta ja terveydenhallinnasta lähteviä uusia rakenteita, tuotteita, palveluja ja toimintatapoja yksilön laajaalaiseen terveyden edistämiseen, sairauksien ehkäisemiseen ja hoitamiseen. Tavoitteena on tuottaa merkittäviä terveyshyötyjä tarjoamalla: houkuttelevia, kustannuksiltaan edullisia ja lääketieteelliseen näyttöön perustuvia yksilön itse hallitsemia, terveyttä, hyvinvointia ja toimintakykyä parantavia palveluita potilastietojärjestelmien ja terveystaltioiden tietoihin perustuen. näyttöön perustuvia, terveyshyötylähtöisiä ja yksilöllisiä tapoja valita ja hyödyntää tuotteita sekä terveys- ja hyvinvointipalveluita uuden sukupolven yhteistyömalleja ja näitä tukevia tietojärjestelmiä yksilön, ammattilaisen ja palveluntuottajan välille. mahdollisuuden yksilölliseen lääkehoitoon, diagnostiikkaan ja ravitsemukseen hyödyntämällä potilaskertomukseen tai henkilökohtaiseen sairauskertomukseen tallennettuja terveystietoja mukaan lukien biopankeista ja geenitutkimuksista saatavat tiedot. mahdollisuuden hyödyntää potilaskertomuksesta ja terveystaltioista kerättyä tietoa kliinisten tutkimusten raaka-aineena ja hoitojen vaikuttavuuden arvioinnissa. Kehitysalue poikkileikkaa ohjelmat ja mahdollistaa kunkin ohjelman näkökulmasta mielekkäästi terveystietojärjestelmiin tallennetun ja jatkuvasti kertyvän tiedon hyödyntämisen ja uusien innovaatioiden testaamisen sekä tutkimisen. Alue on myös erisuuntainen (down to top) kuin ohjelmat ja tuo perinteisen teknologisen tutkimuksen rinnalle uuden näkökulman ja mahdollisuuden hyödyntää olemassa olevaa ja jatkuvasti kertyvää terveystietoa ja kohdentaa palvelutarjontaa. 3.5 Tietoaineistot ja laskenta kehitysalue "kivijalka" Laskennan osalta Suomen vahvuuksia ovat erityinen potilasmateriaali näytekokoelmissa, hyvät potilasrekisterit, kattava tieto väestöstä, maailmanluokan laskennallista osaamista, pieni maa, mahdollisuus yhteistyöhön, yhteydet kansainvälisiin tutkimuskeskuksiin sekä innovatiivisuus. Uuden tiedon hyödyntämiseen ja tiedon yhdistämiseen tarvitaan uusia laskennallisia menetelmiä. Esimerkiksi metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten ja syövän tutkimus, 14

kuten myös merkkiainekehitys ja diagnostiikka kaikki yhdistävät monialaista dataa (mm. potilasdata, genotyyppi, fenotyyppi, high throughput data). Datan määrä ja dimensio kasvavat, joten paitsi mallinnuksen, myös datan hallinnan työkalut kehittyvät. Suurta laskentatehoa tarvitaan erityisesti simuloinneissa ja kytkentäanalyysissä. Tiedon yhdistäminen monelta tasolta mahdollistaa systeemibiologisen ajattelun. Datan integrointi on suurimpia haasteita. Datan esittäminen yhtenäisessä muodossa ja yhteinen IT-infrastruktuuri helpottavat datan laaja-alaista ja pitkäaikaista käyttöä. Datan määrä on suuri, ja sen pitkäaikaistallennus ja käytettävyys riippuu mm. hyvin suunnitelluista metatiedoista. Datan esittämisen standardeissa tulisi seurata tiiviisti kansainvälistä standardinkehitystä, samoin datan integroinnin suhteen. Suunnitelma datan hallinnasta ja käsittelystä tulisi sisällyttää jokaiseen tutkimusohjelma- ja hankesuunnitelmaan. Datan järjestelmällistä hankintaa, tallennusta ja jatkokäsittelyä lähiajan ja tulevaisuuden tutkimuksissa tulisi suosia. Data on hyödyke, joka ei kulu vaan jonka arvo kasvaa, kun sitä käytetään. Datan avoin käyttö tulisi mahdollistaa ja sitä olisi edullista kannustaa myös SRA:n avulla. Diagnostiikkaan ja lääketieteelliseen tutkimukseen liittyy kuitenkin elimellisesti potilasdatan käyttö yhdessä muiden bioaineistojen kanssa. Arkaluonteisen aineistojen, kuten potilasrekisterien ja biopankkidatan, tietoturvasta on huolehdittava. Eräs haaste on tuoda tutkimusdata hoitavien lääkäreiden saataville ja auttaa heitä tutkimustulosten tulkinnassa ja diagnoosissa. Keskittymälle ovat tärkeitä sekä sairaanhoitojärjestelmän potilastiedot että tutkimusta varten kerätyt aineistot. Terveydenhoidon palveluinfrastruktuurin kehittämisessä tavoitellaan kaikkea potilastietoa kattavaa sähköistä järjestelmää, jonka sisältämät aineistot joudutaan tallentamaan hyvin pitkiksi ajoiksi. Tähän sähköiseen järjestelmään liittyen on järkevää rakentaa erilaista monentasoista ja -laatuista liiketoimintaa sekä myös tutkimusta tukevia toimintoja kuten omien potilastietojen käytön salliminen tutkimuksessa. Toisaalta keskittymä tarvitsee olemassa olevia ja syntyviä tutkimusaineistoja, joita tutkimusohjelmat ja hankkeet myös itse tuottavat. Lisäksi tärkeitä ovat käyttöoikeudet kansainvälisiin tutkimusaineistoihin ja -hankkeisiin. Potilastietojärjestelmä ja tutkimusaineistot yhdessä tietotekniikan ja kansainvälisten yhteyksien kanssa ovat osa maamme tutkimuksen ja palvelujen infrastruktuuria, jonka eri toimijat yhdessä pala palalta rakentavat tarpeiden ohjatessa prioriteettia. Yhteiskunnassa voidaan erottaa operatiivinen terveydenhoidon palveluinfrastruktuuri ja tutkimusinfrastruktuuri (kuva 4). Keskittymän tavoitteena on tuottaa yksilöille palveluja palveluinfrastruktuuri tukenaan. Uusien palvelujen kehittäminen edellyttää yhteistyötä tutkimustahojen kanssa hyödyntäen tutkimusinfrastruktuuria. Osa palveluinfrastruktuurissa syntyneistä aineistoista voidaan hyödyntää tutkimuksessa esim. potilasnäytteet potilaan suostumuksella. Tutkimusaineistoihin ja palveluinfrastruktuurissa syntyneisiin aineistoihin kohdistuu osin erilaisia lainsäädännöllisiä, käyttöoikeudellisia sekä standardeihin liittyviä 15

vaatimuksia. Keskittymä tarvitsee tavoitteensa saavuttamiseen toimivan yhteistyöverkoston ja yhteyden kansallisella tasolla yhteiseen tutkimusinfrastrukturiin, joka muodostaa tutkimustoiminnan kivijalan. Tutkimusinfrastruktuuri kehittyy tarpeiden mukaan ja osallistumalla kehitystyöhön keskittymä voi varmistaa maksimaalisen hyödyn yhteisestä infrastruktuurista. Kuva 4: Terveydenhoidon palveluinfrastruktuuri ja tutkimusinfrastruktuuri Keskittymän kivijalan rakentaminen Pitkän tähtäimen tavoite lääketieteellisen tietovarannon hyödyntämisessä tutkimuksen ja tuotekehityksen perustana on laadukas tieto ja menetelmät, tiedon avoimuus ja tehokas hyötykäyttö sekä uuden tietämyksen luominen yhtenäisen infrastruktuurin, kehittyneiden laskennallisten menetelmien ja datan integroinnin avulla. Tätä tarvitaan, koska yhtenäinen esittämistapa mahdollistaa tiedon yhdistämisen. Toisaalta datan integraatio tuo lisäarvoa ja mahdollistaa uuden tiedon synnyttämisen laskennallisten menetelmien avulla. Yhtenäinen infrastruktuuri säästää resursseja ja varmistaa datan 16

säilymisen eheänä ja käyttökelpoisena. Mikäli yhteisillä varoilla tuotettu data saadaan avoimeksi, voidaan hyöty maksimoida. On selvitettävä, miten suomalaiset ratkaisut parhaiten kytketään kansainvälisiin tutkimusaineistojen käyttöä, laskentaa ja elinkaaren hallintaa koskeviin ratkaisuihin sekä miten mahdollistetaan eri alojen yli rajojen menevä saumaton yhteistyö ja järjestelmien yhteensopivuus. Eurooppalaisella tasolla datainfrastruktuureihin liittyvillä hankkeilla on yhteinen visio: kaikenlaisten sisältöresurssien tulisi olla helposti saatavilla käyttäjäystävällisten e- infrastruktuuripalvelujen välityksellä ja hyödynnettävissä tietämyksen jakamista silmällä pitäen. Tämä edellyttää kansallisten ja EU-tason toimien koordinointia ja tarvittavien hallintomallien luomista, asia on mitä suurimmassa määrin e-infrastruktuuriasia. Keskittymän tutkimusohjelmissa käytettävä aineisto on alunperin hajallaan useissa lähteissä. Tavoitteena on, että tieto kerätään yhteen, kuvaillaan standardien mukaisesti, integroidaan ja luodaan yhteinen infrastruktuuri, jonka avulla aineistoa voidaan analysoida helposti. Näin syntyy uutta arvokasta tietämystä ja aineisto on tehokkaasti käytettävissä tuotteiden ja ratkaisujen kehittämisessä. Samalla rakentuu tutkimuksen ja kehityksen tarvitsema kivijalka (aineistot ja laskenta) (kuva 5), josta koko keskittymä hyötyy. Kivijalan rakentamisessa tukeudutaan mahdollisuuksien mukaan kansallisiin e-infrastruktuuriratkaisuihin ja seurataan kansainvälistä standardikehitystä. 17

Kuva 5: Tutkimuksen ja tuotekehityksen tarvitsema kivijalka (aineistot ja laskenta) Miten tavoitteeseen päästään: Suuret dataintensiiviset hankkeet, joissa data integroidaan yhtenäisen infrastruktuurin päälle, ja on heti laajasti käytettävissä useissa tutkimushankkeissa; mukana mahdollisimman monia intressitahoja Keskittymässä suositaan voimakkaasti sitä, että tutkijat ja yritykset sitoutetaan kuvailemaan tutkimuksen aikana kertyvä data heti kansainvälisten data-standardien mukaisesti datan tuottajalla on paras tieto varmistetaan että data hyödynnettävissä laajemmin Datan säilytyksen ja julkaisun suunnitelma sisällytetään jo hakemusvaiheessa tutkimussuunnitelmaan (vertaa Suomen Akatemian tiedonhallintasuunnitelma) Kannustetaan datan avoimeen käyttöön Keskittymän valmistelussa ja työpakettien laadinnan aikana on mahdollisuus vaikuttaa siihen, että syntyvä tieto on hyvin kuvailtua, hyödynnettävissä muissa työpaketeissa samanaikaisesti ja mahdollisesti myöhemmin laajemmassa kokonaisuudessa, esim. kansainvälisiä infrastruktuureja hyväksi käyttäen sekä mahdollisimman avoimesti saatavilla. Vaikuttaa voidaan promovoimalla yhtenäisen kivijalan rakentamista, resurssien yhteistä hyödyntämistä 18

keskittymän sisällä, ja edellyttämällä, että data käsitellään hallitusti ja yhteiskäyttö mahdollistaen. Haasteena on, miten pienistä paloista saadaan isoja kokonaisuuksia ja miten ratkaisusta saadaan kestävä ja miten saada kaikki toimijat mukaan. Suuren kokonaisuuden rakentamiseen ei yleensä löydy resursseja, joten se voidaan saada aikaan vain pienistä palasista. Yhtenäisen infrastruktuurin ja datan yhdistämisen rakentaminen ja laskennallisten menetelmien kehittäminen vie aikaa, vaikka tulokset tarvittaisiin heti käyttöön. Potilassuostumus, datan omistajuus, kaupallistaminen, IPR ovat myös haasteita. Monesti pelkona on myös, että datan avoimella saatavuudella menetetään kilpailukyky ja etulyöntiasema omaan tutkimusmateriaaliin ja tuotekehitykseen. Yhteistyöverkosto luomaan kivijalkaa Keskittymän aktiiviset toimijat kootaan yhteen keskustelemaan ja luomaan hyviä toimintatapoja yhteisen kivijalan rakentamiselle ja ennen kaikkea sen tehokkaalle hyödyntämiselle. Tämä edellyttää sisäisen laskennan yhteistyöverkoston rakentamista. Yhteistyöverkosto voisi myös esimerkiksi neuvotella, että perustutkimuksen hankkeissa, joita rahoitetaan keskittymän ulkopuolella, kerätty data saataisiin keskittymän käyttöön. 4 Valmisteilla olevat työpaketit Työpakettien kerääminen ja työstäminen käynnistyi joulukuussa 2008. Pääosa työpaketeista tultaneen toteuttamaan Tekesin rahoittamissa tutkimusohjelmissa. Osa työpaketeista kootaan yritysryhmä- tai yrityshankkeiksi ja osa työpaketeista on pohjana keskusteluluille Suomen Akatemian ja muiden rahoittajien kuten EU:n kanssa. Kun työpaketit on laadittu riittävän pitkälle, ne ryhmitellään ohjelmamatriisin avulla. Samalla työpaketit järjestellään rahoitusvaihtoehtojen mukaisiksi kokonaisuuksiksi. Esim. tutkimusohjelmat kootaan huomioiden Tekesin määrittämät tutkimusohjelmien reunaehdot. Työpakettien arviointia ja priorisointia varten kirjatut kriteerit on taulukossa 1. 19

Taulukko 1: Työpakettien arviointi- ja priorisointikriteerit Tavoiteltu rahoitus - Suomen Akatemia: ohjelma, suunnattu haku, hanke, huippuyksikkö, virka, ym. - Tekes: tutkimusohjelma, yritysryhmähanke, yrityshanke - Muu Valmisteluvaihe (0) ehdotus (1) valmistelua suunniteltu (2 ) valmistelu aloitettu Tieteellinen taso kv. Vertailussa (3) valmis (0) ei ollenkaan (1) vähän (2 ) jonkin verran (3) paljon Poikkitieteellisyys (0/1/2/3) Asiakasnäkökulma / (0/1/2/3) ongelman ratkaisu Liiketoimintapotentiaali / (0/1/2/3) jatkumo Suomalaisen osaamisen (0/1/2/3) uudet yhdistelmät yli toimialojen Työpakettien valmistelu tuo esiin myös aukot, joihin osakkaat eivät välttämättä saa koottua riittävää tutkimuspanosta, eivätkä yritysryhmähankkeet tai yrityshankkeet muullakaan tavoin pysty aukkoja paikkaamaan. Tällaisiin tarpeisiin on luonnollista hakea mahdollisuuksia keskittymän ulkopuolelta. Hankinnassa hyödynnetään keskittymän verkostoa, jonka luominen on yksi perustettavan osakeyhtiön tärkeistä tehtävistä. Tällä tapaa varmistetaan, että ohjelmat ja hankkeet tuottavat tuloksia, joiden soveltuvuus käytäntöön on hyvä. Maaliskuussa 2009 valmistelussa olevat työpaketit on tarkoitus käynnistää vuoden 2010 alussa käynnistyvissä tutkimusohjelmissa, yritysryhmähankkeissa tai muissa hankkeissa. Tässä vaiheessa työpaketit ovat vielä alustavia ja osin päällekkäisiä. Valmistelu tapahtuu tiiviissä yhteistyössä huomioiden myös laskennan integroinnin työpaketteihin. Näin mahdollistetaan tavoitteiden mukaisten kokonaisuuksien muodostumisen. 1) Hyvä uni ja terveet elintavat aivojen terveyden tukena Kehitetään huokea helppokäyttöinen henkilökohtainen mittaustekniikka ( aivosykemittari ) henkilön aivotoiminnan seurantaan, valveilla ja unessa koko päivän ja/tai yön kestävissä mittauksissa. Mittaustuloksia voidaan käyttää mm. diagnosoimaan päiväväsymystä ja unihäiriöitä tavoitteena säilyttää henkilön toimintakyky erityisesti vaativassa henkisessä työssä. Eri työtehtävien vaikutukset aivojen fysiologiaan: mentaalinan/kognitiivinen kuormitus. 20

Vireystilan ja sen vaihtelun sekä unipaineen (hereillä olo ajan kasvaessa lisääntyvä) vaikutukset aivojen neurofysiologisiin muuttujiin. Aivosähkötoiminnan irritatiiviset ilmiöt (epilepsia, migreeni, aivoverenkiertohäiriöperäiset) Ravinnon vaikutukset terveiden aivojen stressiin sekä unen laatuun. Univajeen, kroonisen unettomuuden ja muiden unihäiriöiden (esim uniapnea) yhteys lihomiseen (erityisesti keskivartalolihavuus), aikuisiän diabetekseen ja metabooliseen oireyhtymään ja sydän- ja verisuonisairauksiin. 2) Vaurioituneiden aivojen hoidon ja toipumisen seuranta Aivovaurioiden yhteydessä EEG:ssä esiintyvät hidasaaltopesäkkeet ja näiden hitaiden rytmien pitkäaikaisen esiintyminen toipumisennusteena. Magnetoenkefalografialla (MEG) voidaan mitata tarkasti aivojen rytmisen toiminnan muutoksia, ja MEG:n uusien menetelmien kehittyessä myös nopeasti ja luotettavasti paikantaa eri taajuusalueiden lähteet Navigoidulla transkraniaalisella magneettistimulaatiolla (ntms) voidaan arvioida aivokuoren inhibitiotasoa sekä terveillä alueilla että vaurioalueen läheisyydessä. Diffuusiotensorikuvauksen (DTI) ja traktografian avulla voidaan seurata vaurion aiheuttamia muutoksia aivojen valkean aineen ratayhteyksissä. Voidaanko rytmisten toimintojen taajuus- ja paikkainformaation avulla osoittaa aivovaurio ja arvioida vaurion laajuutta ja paranemisennustetta Voidaanko ntms:lla aiheutetulla aivokuoren inhibition vähentämisellä vaikuttaa suotuisasti vaurioista toipumiseen. 3) Aivovamma- ja dementiapotilaiden ohjaus-, kuntoutus- ja päivittäisen elämän tukijärjestelmän kehittäminen. Aivovamma- ja dementiapotilaiden ohjaus-, kuntoutus- ja päivittäisen elämän tukijärjestelmän kehittäminen. Hyödynnetään Käpylän kuntoutuskeskuksen neuropsykologista osaamista, ATK-pohjaista /mobiilia rekisteröinti- ja kommunikointijärjestelmää sekä Validia-palveluiden maanlaajuista palvelujärjestelmää. Osatavoitteena tietokonepohjaisen toiminnanohjaus- ja muistin tukijärjestelmän kehittäminen, joka auttaa sekä aivovamma- ja dementiapotilaita selviytymään arjessa. Muista työpaketeista saatuja tutkimustuloksia ja tuotekehittelyä sovelletaan ja hyödynnetään käytännössä. Esimerkiksi kevyt EEG-mittaus epileptisten kohtausten tunnistamiseen Aivovammapotilaiden ja selkäydinvammapotilaiden maanlaajuisen kuntoutumisen ohjannan kehittäminen yhteistyössä sairaanhoitopiirien kanssa. Pilotoinnista neuvotellaan HUS:n ja TAYS:n kanssa sekä Validia-yksiköiden kanssa mm. Tampereen Ritakadun aivovammayksikön kanssa. Hanke tuottaa uutta teknologiaa ja palvelumalleja järjestelmäksi kansainvälisille markkinoille. 21

4) Kroonisen kivun mekanismit ja lievitys Aivotoiminnan hitaat oskillaatiot kroonisilla kipupotilailla Autonomisen hermoston (ANS) toimintahäiriöiden osuus kroonisessa kivun mekanismeissa Kehitetään analyysimenetelmiä aivotoiminnan ja ANS-systeemin riippuvuuksien mittaamiseen Selektiivisen laserstimulaation ANS-reaktiot: sovellukset kipulääkkeiden tutkimisessa Navigoitu transkraniaalinen magneettistimulaatio (ntms) kroonisen kivun lievityksessä 5) Älykkäät merkkiaineyhdistelmät (Intelligent Biomarker Combinations) Kliinisesti varmennetut tehokkaimmat merkkiaineiden yhdistelmät, jotka mahdollistavat älykkään ja edullisen tavan yksilöllisesti ennakoida ja seurata metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten, keskushermoston rappeumasairauksien ja syövän tilaa Merkkiaineet voivat olla kemiallisiin, entsymaattisiin, immunologisiin tai nukleiinihappotunnistuksen menetelmiin perustuvia tunnettuja tai genomiikan, proteomiikan tai metabolomiikan uusia löydöksiä ja laajojen näyteaineistojen ja laskennan mahdollisuuksiin pohjautuvia ratkaisuja Saumaton yhteistyö Ylipaino ja sen terveyshaasteet -ohjelman työpakettien kanssa erityisesti biomarkertutkimuksessa (T2D & CVD-biomarkerit) sekä muiden mittausten ja terveystietojen yhdistämisessä 6) Älykkäät teknologiayhdistelmät (Intelligent Platform Integration) Yksilölähtöiseen monitorointiin parhaiten soveltuvien teknologioiden optimointi ja yhdistelmät Teknologiat mahdollistavat älykkään ja edullisen tavan metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten, keskushermoston rappeumasairauksien ja syövän seuraamiseen yksilön itsensä ja terveydenhuollon toimijoiden toimesta Kehitetyt ratkaisut perustuvat kemialliseen, immunologiseen tai nukleiinihappojen tunnistukseen, räätälöityihin biotunnistajiin, sensoreihin, mikrofluidistisiin ja monikanavaisiin rakenteisiin, yksinkertaisiin detektiomenetelmiin ja edulliseen tulosten luentaan, langattomaan tiedonsiirtoon ja painettavan älykkyyden ratkaisuihin (bio nano ITyhdistelmät), yhteydet Tivit Oy:n (ICT SHOK) hankkeisiin 7) Älykäs painettava monitorointi (Intelligent Printable Monitoring) Täysin uudentyyppisiä tuotteita ja niihin perustuvia palveluita, jotka mahdollistavat älykkään ja edullisen tavan metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten, keskushermoston rappeumasairauksien ja syövän seuraamiseen yksilön itsensä ja/tai terveydenhuollon toimijoiden toimesta > Intelligent Monitoring by Affordable Test Arrays Painoteknologia-konseptia ja sen valmistusprosesseja ja materiaaleja kehitetään siten, että voidaan integroida parhaiksi varmennetut merkkiaineyhdistelmät, optimoidut 22

näytteenkäsittelyn, kemiallisen, immunologisen tai nukleiinihappotunnistuksen menetelmät ja tulosten mittaus langattoman terveystiedon ja terveysasiantuntemuksen käyttöön yksilölähtöisen monitoroinnin tueksi > Intelligent Monitoring by Affordable Test Arrays 8) Yksilölähtöisen monitoroinnin vaikuttavuus (TestBed of Intelligent Monitoring ) TestBed-toiminnan ja palautteiden avulla löydetään ne alueet, joihin yksilölähtöinen monitorointi ensiksi kannattaa kohdistaa pyrittäessä saavuttamaan laajasti käyttöönotettava omaehtoinen monitorointi Yksilön omaehtoinen toimintakyvyn hallinta kohenee monitoroinnin innostamana ja ohjaamana erityisesti elämän merkittävien muutoskausien tai riskivaiheiden aikana Älykkäät ja edulliset yksilölähtöisen testauksen ja monitoroinnin tuotteet metabolisen oireyhtymän, infektioiden, tulehdusten, keskushermoston rappeumasairauksien ja syövän seuraamisessa tuottavat merkittävää maailmanlaajuista tuote- ja palveluliiketoimintaa Älykkään monitoroinnin TestBed-toiminnan osa-alueita ovat mm. biopankkitoiminta, kliininen tutkimus, tuotteiden ja palveluiden validointi, laajat tutkimusaineistot ja kohortit, julkaisut, päätöksenteon tukijärjestelmät, laskennan tehokas käyttö, tietotekniikan käyttö ja saumaton yhteistyö ohjelmia poikkileikkaavan "Yksilölähtöiset palvelurakenteen muutokset" ja Tietoaineistot ja laskenta kehitysalueiden kanssa. 9) Ymmärryksen lisääminen elämäntapahoidon toteutuksesta ja merkityksestä ylipainon ehkäisyssä Kehittämällä uusia tapoja tuoda yksilölle tietoa ruokavaliomuutosten toteutuksesta, helposti, ymmärrettävästi ja saavutettavasti (mm. internet-pohjaiset ratkaisut) Kehittämällä hoitohenkilökunnalle (lääkärit, ravitsemusterapeutit, ym) uusia elämäntapaohjauksen apuvälineitä Sähköisen tietojärjestelmän kehittäminen yhteys Palvelurakenteen muutokset -kehitysalueeseen (kuva 4) - Ravitsemusneuvonnan sisällöntuotto sähköiseen tietojärjestelmään - Spesifinen tutkimustieto perusruokavaliota tukevista tuoteinnovaatioista sähköiseen tietojärjestelmään - Ravitsemusneuvonnan yhdistäminen henkilökohtaisiin terveystietoihin ja sairauden riskitekijöihin yhteys Yksilön hyvinvoinnin älykäs seuranta ohjelmaan (kuva 4) 10) Helppojen ratkaisujen kehittäminen jokapäiväisten elämäntapamuutosten ja yksilöllisen hoidon tueksi Kehittämällä uusia innovatiivisia elämäntapamuutoksiin ohjaavia tuotteita, palveluita sekä niiden yhdistelmiä 23

- Uusien ravintokomponenttien vaikutukset painonhallinnassa (vaikutukset vyötärölihavuuteen, kehonkoostumukseen, matala-asteiseen tulehduksen, suoliston mikrobistoon) - Liikuntainterventioiden vaikutukset painonhallinnassa - Stressin ja univajeen yhteys lihavuuteen ja ravitsemuksen merkitys yhteys Aivojen terveys ohjelmaan (kuva 4) - Uudenlaisten tuote- ja palvelukonseptien yhdistelmien kehittäminen; esim. printattavat monitorointiteknologiat elintarvikepakkauksiin, elintarvike- ja liikuntainnovaatioiden yhdistelmät yhteys Yksilön hyvinvoinnin älykäs seuranta ohjelmaan (kuva 4 11) Uusien ylipainon ehkäisyyn kehitettyjen tuoteinnovaatioiden ja palveluratkaisujen vaikuttavuuden testaaminen Tutkimalla tuoteinnovaatioiden ja uudenlaisten konseptien tehoa ja vaikuttavuutta väestötasolla, hyödyntämällä potilastietojärjestelmien kautta identifioitavia riskiryhmiä: - Uusien hyvinvointi- ja palvelukonseptien vaikutusten testaaminen laajassa väestöotoksessa - yhteys Aivojen terveys -ohjelmaan ja Palvelurakenteen muutokset - kehitysalueeseen (kuva 4) - Uusien biomarkkeripaneelien validoiminen väestöotoksessa yhteys Yksilön hyvinvoinnin älykäs seuranta ohjelmaan (kuva 4) Kuva 4: Työpakettien 9, 10 ja 11 yhteys muihin ohjelmiin ja kehitysalueisiin 24

12) Laaja-alainen henkilökohtainen terveydenhallinta Kehittämällä potilastietojärjestelmiin ja henkilökohtaiseen terveystaltiointiin perustuvia houkuttelevia, kustannuksiltaan edullisia ja lääketieteelliseen näyttöön perustuvia yksilön itse hallitsemia, terveyttä, hyvinvointia ja toimintakykyä parantavia palveluja. Kehittämällä lääketieteellistä näyttöä ja terveystietoa helposti ymmärrettäväksi ja helppokäyttöisiksi palveluiksi, joiden käyttöä yksilö voi itse hallita. Kehittämällä menetelmiä tunnistaa, taltioida ja arvioida yksilön toteuttaminen toimenpiteiden vaikutuksia. Kehittämällä keinoja, joiden avulla henkilökohtaisessa terveydenhallinnassa voisi hyödyntää ammattilaisten tuottamia terveystietojen. Kehittämällä uusia jakelukanavia ja palveluja terveyttä kuvaavalle tiedolle sekä terveyttä tuottaville tuotteille ja palveluille läheisessä yhteistyössä muiden työpakettien kanssa. 13) Hyötylähtöinen palveluiden käyttäminen Kehittämällä älykkäitä, hyötylähtöisiä ja henkilökohtaisia työkaluja terveyden ja hyvinvoinnin tuotteiden ja palveluiden arvioimiseksi ja hyödyntämiseksi. Kokonaiskustannuksen pienentäminen yksilön tarvitsemien palveluiden järjestämisessä (rahoittajan näkökulma). Tuloksellisuuden, laadun ja kustannusten yksilökohtainen optimointi (yksilön näkökulma). Suuremman terveysvaikutuksen mahdollistaminen valitsemalla oikea palveluntuottaja digitaaliseen yhteistyöhön oman terveyden ja sairauden hallinnassa (yksilön näkökulma) Markkinoiden luominen erikokoisille toimijoille (palveluiden tuottajat) Kehittämällä uusia jakelukanavia ja palveluja terveyttä kuvaavalle tiedolle sekä terveyttä tuottaville tuotteille ja palveluille läheisessä yhteistyössä muiden työpakettien kanssa. 14) Kansalaisen ja ammattilaisen uudet yhteistyömallit Kehittämällä uuden sukupolven tietojärjestelmiä ja yhteistyömalleja yksilön ja ammattilaisen välille. Kehittämällä helppokäyttöisiä,.terveysvaikutteisia ja organisaation tehokkuuteen pyrkiviä tuotteita ja palveluja Kehittämällä menetelmiä tunnistaa, taltioida ja arvioida ammattilaisen interventioiden vaikutuksia. Kehittämällä ammattilaiselle lääketieteelliseen näyttöön perustuvia tapoja tukea yksilön omatoimista hyvinvoinnin, terveyden ja sairauden hallintaa. Kehittämällä potilastietojärjestelmien ja henkilökohtaiseen terveystaltiointiin hyödyntämistä yksilöllisessä lääkehoidossa, diagnostiikassa ja ravitsemuksessa. Paremman tuottavuuden ja suuremman terveysvaikutuksen mahdollistaminen sitouttamalla yksilö digitaaliseen yhteistyöhön palveluntuottajan prosessissa. 25

Kehitetään mahdollisuuksia hyödyntää potilaskertomuksista ja terveystaltioinneista kerättyä tietoa kliinisten tutkimusten raaka-aineena ja hoitojen vaikuttavuuden arvioinnissa. Kehittämällä uusia jakelukanavia ja palveluja terveyttä kuvaavalle tiedolle sekä terveyttä tuottaville tuotteille ja palveluille läheisessä yhteistyössä muiden työpakettien kanssa. 15) Testbed-verkosto kansalaisille, ammattilaisille ja palveluntuottajille Kehittämällä testausympäristöjen verkosto yksilöille, ammattilaisille ja palveluntuottajille uusien tuotteiden, palveluiden ja teknologioiden kehittämiseksi ja niiden tuottamien vaikutusten todentamiseksi. - Yksilöt ovat tuotteiden, palveluiden ja teknologioiden ensimmäisiä käyttäjiä, ammattilaiset ja palveluntuottajat tutkimuskumppaneita tai pilottiasiakkaita. - Verkostoon on helppo liittyä ja siitä on helppoa ja turvallista poistua. - Erityinen huomio kiinnitetään yksilön suojaan ja kilpailuvaiheessa olevien tuotteiden ja palveluiden luottamuksellisuuteen. - Tavoitteena on kehittää uusia tuotteita, palveluita ja teknologioita, joilla on selkeät vaikutukset kansalaisen terveyteen ja hyvinvointiin ja/tai palvelun tuottamisen tehokkuuteen. - Testbed-toimintaan kuuluu ammattimaisten verkosto, joka luo standardit vaikutusten käsittelyyn sekä osallistuu niiden mittaamiseen ja arviointiin tutkimuksen ja kehittämisen eri vaiheissa. 26

Additional background material The political, economic, social and technological framework presented in the document highlights important trends of health care. The focus areas chosen for the SHOK build on recognized Finnish strengths. The goal of the Health and Well-being SHOK is to develop products, services and practices to prevent and treat diseases with major public health and economic impact, and comprehensively maintain and improve the functional capabilities of an individual. The diseases and conditions selected for SHOK focus are i) Microbial infections and inflammation; ii) Metabolic syndrome, including overweight, type 2 diabetes, vascular health and stroke; iii) Neurodegenerative and psychiatric diseases as well as a healthy brain under stress, and iv) Malignant diseases, especially solid tumors. All these medical conditions are internationally recognized as major challenges for the health care. In Finland, they are soon forecasted to account for some 50 % of the health care costs. I Global trends and challenges of health care A number of institutional variables are identified as particularly important drivers of change to business models in health care services making use of life science innovations and new technology. These include public policies, and regulations, public-private interfaces, demand and consumers as well as technological advances (McKelvey 2008). The drivers of change are related to the overall health care structure which needs i) major rethinking based on Constantly increasing costs Aging population Better informed patients requesting best treatment Need for better individual choice coupled to ways of obtaining the necessary information for decision making and ii) moving to new approaches of treatment to the direction of cure with aids of regenerative medicine including new ways to modify immune system and host intestinal flora interactions (stem) cell, if needed engineered to an individual s needs, tissue gene therapy iii) challenges in implementing a preventive approach to the health care such as 27

Regulatory and reimbursement issues Buy-in from payers and customers Education of health care providers iv) Society obligations / opportunities in stimulating growth and industrial competitiveness with the attempt to apply the advances of life sciences and Information technology to solve human health care issues. The decisive features in the future diagnostics and drug therapy are going to be the comprehensive view on the total cost of long-term disease burden, and the recognition of improved quality of life as a valid treatment outcome, and how much additional benefits new diagnostics and treatment modalities can create when compared to old practices and their costs. I.1 Demand and consumers The rising costs of health care are well documented, and all countries grapple with the problem of escalating costs for health care. Public health care usually covers some costs but requires co-payment of others. A major issue with innovative treatments is that they usually have high marginal costs, at least initially, so the questions are, who should pay for the future, and which treatments will be available, to whom and at what price. Private health care and public-private arrangements are increasingly being developed in many of the countries (previously) dominated by nationalized public health. Among others, reasons include that many consumers have a demand that is unmet by public health due to, e.g., queues, lack of specialists or lack of access to certain treatments. Areas where changes are expected in the developed countries include the organization, governance forms and financial contributions between public and private provision of health, shifts in demand due to major demographic changes, and new types of medicine and other therapies. Whether the life science firm sells pharmaceuticals, diagnostics or other services and goods, they must usually reach their final customers through the health care providers. Health care providers will put pressure on firms to increase the efficiency and efficacy effects of their goods and services. They will face increasing demands, in terms of providing lower cost and better goods and services at acceptable levels of treatment. The National Institute for Health and Clinical Excellence (UK) (NICE) is an example of an organization established to evaluate what the added value of a new innovative treatment is in relation to current therapeutic options and what a justified pricing should be. NICE has had an impact on the quantity and quality of evidence required before accepting reimbursement for a 28