Az Erdős Pál Fiatal Kutatói Ösztöndíj nyertese lett Zölei-Szénási Dániel, amit multimodális képalkotó rendszerrel kapcsolatos kutatásokkal nyert el. Eszközével a szegedi orvosok és biológusok tanulmányozhatják az agyi vérátáramlást. Az eszköz különböző bőrbetegségek, bőrrák, égési sérülések fájdalommentes, pontos vizsgálatát is lehetővé teszi.

 – Közel 2000 órányi munkám van benne eddig, de még mindig nem mondhatom, hogy teljesen elkészült – kezdte a beszélgetést Zölei-Szénási Dániel egyetemi tanársegéd, a Szegedi Tudományegyetem Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet kutatója.

A Kísérletes Agyi Képalkotás Laboratóriumban agyi vérátáramlás kutatása folyik. – Ez hétköznapi nyelven annyit jelent, hogy például egy stroke-os beteg patkány vagy egér esetében meg tudjuk majd vizsgálni a sérülés pontos helyét, méretét, illetve megelőzhetővé válhatnak a stroke-ot követő másodlagos károsító folyamatok - magyarázta a fejlesztő. - A multimodális képalkotó rendszernek köszönhetően egyszerre több paramétert is vizsgálhatunk. Mérhetjük a vérellátást, vérvolument (térfogatot), a vérben az oxigén megkötéséért felelős hemoglobinmolekula oxidáltságát és az idegsejtek különféle mutatóit a sérülések után.

Dániel elmondta, Farkas Eszter laborvezető hozta magával az elvet Nagy-Britanniából, ahol csaknem azonos, de korlátozottabb tudású rendszeren dolgozott (a megvilágítás egy része, valamint a kamerák, a mikroszkóp, a tárgyasztal, a befogók ugyanez volt). Céljuk a működési elv megtartása mellett az volt, hogy a kutatókat ne szorítsa keretek közé az alkalmazott technika és szabad kezet kapjanak a munkában. 
A rendszert végül TÁMOP projektek keretében sikerült megvalósítani. A fejlesztőmérnök elmondta, Bari Ferenc intézetvezető professzornak köszönhetően 2014 júliusa óta foglalkozik a képalkotó fejlesztésével, csiszolgatásával, tökéletesítésével. Mint korábban említette, igazán sose lesz kész, hiszen ahogy az orvostudomány, úgy a technika és technológia is rohamtempóban fejlődik, ennek a kettőnek pedig egymással is lépést kell tartania. 

Erőt próbáló kezdetek

Bár folyamatosak az élőállatos kísérletek (egéren, patkányon), a kezdetek korántsem voltak zökkenőmentesek. - A rendszer lelke a külső vezérlő, amivel nagyon óvatosan kell bánni. A kezdetekkor komoly nehézséget okozott a számítógépes szoftver, a kamerák és a lézeres rendszer szinkronizálása. Többször előfordult az a problémába, hogy a rendszer véletlenszerűen lefagyott, illetve a kutatás szempontjából fontos aspektusok kimaradtak. A mikrovezérlőn alapuló egységet olyan algoritmusok hajtják, amelyek a gyors vezérlésért felelősek, egyik áramkörének meghibásodása miatt viszont épp a kommunikáció lassult. Sok idő elment azzal, hogy ezt a kommunikációt felgyorsítsam úgy, hogy közben nem csökken a biztonság.

A kezdeti nehézségek itt még nem értek véget, ugyanis két gyártó terméke nem volt kompatibilis, vagy egy alkatrészt garanciális javításra vissza kellett küldeni az Egyesült Államokba, ahol formálisan ugyan, de a vámolási procedúrát újra végig kellett várni. A baj végül elhárult, Dániel azóta folyamatosan foglalkoztatja találmányát, ugyanakkor elismeri, van még mit javítani: - A 4 fényforrással jelenleg másodpercenként 4 képet tudunk készíteni. Ezt szeretném majd legalább 6-ranövelni.
Rögtönzött kísérletében kakaón mutatta meg a rendszer működését: - A tej fehérségét zsírmolekulák adják, amelyek megtörik a fényt, a kakaó szemcséi viszont elnyelik azt. Ez egy tökéletes pótlék arra, hogy éles kísérlet előtt beállítsam a lézereket és a programot – magyarázta a szegedi fiatalember, miközben Petri csészében áramoltatott folyadék képét elemezte a monitoron. Bár hozzá kell tenni, hogy a színes vonalakkal és grafikonokkal tarkított programon alig tudtunk kiigazodni.

Ez a jövő?

Az orvostudományban optikai koherencia tomográfiás, holografikus, spektrumanalizálós, Doppler-, MR-, illetve CT-rendszereket használnak. Tömeges elterjedésük viszont számos akadályba ütközik. Amikor arról kérdeztük, miben tekinthető előnyösebbnek, jobbnak a lézeres képalkotó rendszer a már használt eljárásmódokkal szemben, Dániel rámutatott: elsősorban az a nagy előnye, hogy sokféle paramétert tud egyszerre mérni, aminek nincs fájdalmas vagy káros hatása. A CT és az MR iszonyatosan drága, ráadásul előbbi káros sugárzást bocsát ki, míg az MR készülék nagyon erős mágneses teret állít elő, és óriási helyet igényel. A Doppler-rendszerekkel kapcsolatos probléma a fejlesztő szerint az, hogy ugyan nagyon pontosan mérnek, de mindössze egy köbmilliméter térfogatban, egy pontban. Emiatt az eredmény nem reprezentatív. Az optikai koherencia tomográf körülményes és drága. Egy ilyen típusú gyors eszköz valóban elfoglalná a labor felét, de létezik már körülbelül öklömnyi méretű is (igaz, ez meglehetősen lassú)– mutatott körbe otthonos laborján Zölei-Szénási Dániel.

Az orvostudomány napi szinten jóval egyszerűbb rendszereket használ, a szegedi tudósok berendezése ehhez képest meglehetősen komplex. - Világszerte kevés ilyen laboratórium van, azok is saját maguknak építenek hasonló rendszereket. Az ilyen eszközök elterjedése ugyanis komoly egészség- és minőségbiztosítási akadályokba ütközik. A fejlesztők inkább a saját orvosaikat és biológusaikat segítik helyben – összegzett a fiatal a szakember.

- A videó egy patkány agyát mutatja 50-szeres gyorsítás mellett, miközben mesterségesen stroke-ot állítottak elő nála. Amikor lézerrel világítjuk meg a mintát, az pöttyös lesz. A jelenség neve lézeres szórási interferencia. Ha a minta mozgó elemeket tartalmaz (például vörösvértesteket), a pöttyök is mozognak, és így többé-kevésbé elmosódik a kép. Az elmosódásból egy kis matematika segítségével határozzuk meg a szövet vérellátására utaló mutatókat. A videón fekete és türkiz jelöli a lassan mozgó, zöld és sárga a közepes sebességgel mozgó, narancs pedig a gyorsan mozgó részeket (mellékeltem a színskálát). A vérvolument és a hemoglobin oxigenáltságát úgy mérjük, hogy a zöld és a piros LED fényénél készült képeket különféle módszerekkel összehasonlítjuk egymással.

(Kis Réka, delmagyar)