Egy sikeres kompetenciaközpont-pályázat révén, 2020 márciusában azzal a céllal kezdte meg működését az Óbudai Egyetem Kiberorvosi Kompetencia Központja, hogy a vállalati innováció és az egyetemi kutató-fejlesztő képesség szinergiáit kihasználva teremtsen új értéket a kiberorvoslás területén. Ezt a tevékenységét erősíti az „Innovációs szolgáltató bázis létrehozása diagnosztikai, terápiás és kutató célú kiberorvosi rendszerek fejlesztésére” című, 1,8 milliárd forint keretösszegű pályázat is.

Prof. Dr. Ga­lambos Péter, a KIKOK igaz­gatója a projekt fókuszterületeivel kapcsolatosan arra hívta fel a figyelmet, hogy a pályázati munka megvalósítására életre hívott konzorcium – a magyar tulajdonban lévő 3D HISTECH Kft. és a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont – elsősorban a daganatterápiák, a digitális patológia és a cukorbetegek életét segítő technológiák körében végez egyedülálló fejlesztéseket. Mint fogalmazott, a KIKOK egyik kulcseleme, hogy számos tudományterület interdiszciplináris együttműködése valósul meg az Óbudai Egyetemen.

Prof. Dr. Galambos Péter igazgató

Az ott folyó kutatások egyik alappillérét az Európai Kutatási Tanács (European Research Council; ERC) által korábban támogatott tumormodellezés és személyre szabott terápiaoptimalizálás fókuszú, Prof. Dr. Kovács Levente rektor vezetésével futó, Tamed Cancer (Megszelídített rák) elnevezésű európai kiválósági pályázatban (ERC Starting Grant) megvalósuló kutatási projekt jelentette. „Ennek keretében azt vizsgáltuk, miképp lehet a rendszer- és irányításelmélet matematikai eszköztárát élettani folyamatok modellezésére használni, és olyan algoritmikusokat terveztünk, amelyek a személyre szabott gyógyítás folyamatát segítik elő” – avatott be a 2016 és 2021 között zajló, az Európai Unió egyik legnagyobb presztízsű, tudományos kiválósági programjának részleteibe a rektor. Hozzátette: a kutatás keretében létrejött tudásanyag, mint a tumornövekedés matematikai modellje és a terápiaopti­malizáló algoritmusok – az Egészség 4.0 irányelvnek megfelelően – a kibermedicina alapkövei lehetnek.

Prof. Dr. Kovács Levente rektor

Hatékonyabb protokollok matematikai és mérnöki módszerekkel

A Kiberorvosi Kompetencia Központ jelenleg is zajló kutatása a hagyományos, „egy méret jó mindenkire” eljárással szemben azt igyekszik bebizonyítani, hogy a kemoterápiás készítmények dózisai jelentősen befolyásolhatják a terápia hatékonyságát. Dr. Drexler Dániel András, a kutatócsoport vezetője kiemelte, hogy a jelenleg alkalmazott protokollok hatékonysága növelhető.

Dr. Drexler Dániel András csoportvezető

Az új megközelítés azon alapul, hogy nem lehet figyelmen kívül hagyni a kezelés során az egyéni különbségeket. Nem véletlen, hogy nagy arányban alakul ki gyógyszer-rezisztencia, és komoly mellékhatások is fellépnek az emberi szervezetben. „A személyre szabott, matematikai alapú megközelítés teljesen úttörőnek számít” – szögezte le. A kemoterápiás kezelések egyénre szabásához elsősorban matematikai modellezésre, kezelésoptimalizálásra és preklinikai állatkísérletekre van szükség. A génmódosított egérmodellekben kifejlődő agresszív mellrák tumor hasonlít az emberekben azonosított örökletes mellrákhoz. Jelenleg a kutatásokat ezen egérmodellen végzett kísérletekkel ellenőrzik a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpontjával együttműködve. A különböző smart terápiás al­­go­ritmusok segítségével követni tudják a daganat növekedésének dinamikáját, és matematikailag modellezni képesek azt is, hogy a daganat növekedése hogyan reagál a kemoterápiás készítményre, illetve a szer adagjára. Az algoritmusalapú terápiagenerálás során folyamatosan naplózzák a daganat nagyságát, az egér testtömegét, a ke­zelés hatását, a beadott gyógyszerek mennyiségét. „Az egyénileg szabott kezelé­sek sok egyednél képesek jóval kevesebb össz­dózissal megnövelni az egerek túlélését” – számolt be az eredményekről Dr. Drexler Dániel András. A kutatás vezetője reményét fejezte ki, hogy hamarosan humánkísérleti szakaszba lép a kutatás. Érdekességként azt is elmondta, hogy míg az állatkísérleteknél egy egyszerű tolómérővel is lehetett mérni a tumorok méretét, addig emberek esetében már képalkotó diagnosztikára lesz mindehhez szükség.

Pontosabb előrejelzés

„A diabétesszel kapcsolatos mérnöki kutatások Prof. Dr. Kovács Levente rektor által kerültek meghonosításra hazánkban, és az Óbudai Egyetemen is évtizedes múltra tekintenek vissza” – minderről már Dr. Eigner György kutatásvezető, a Neumann János Informatikai Kar dékánja beszélt.

Dr. Eigner György dékán

Kutatócsoportjuk a cukorbetegséggel kapcsolatos döntéstámogató technológiák fejlesztésére koncentrál, egyebek között a fizikai aktivitás mértékének és a vércukorszint mozgásának összefüggéseit vizsgálják. A dékán kitért arra is, hogy az elmúlt években számos olyan okoseszköz és telefonos applikáció jelent meg a piacon, melyek a mozgásérzékelő szenzorok jóvoltából rendkívül gazdag adatszolgáltatásra képesek. Olyan algoritmusokat fejlesztenek, amelyek ezek eredményei alapján matematikai algoritmusok és mesterséges intelligencia segítségével még pontosabb előrejelzések kimutatására képesek. „Ezzel pedig a jelenleg is elérhető alkalmazásokba telepített előrejelzések relevanciáját lehet tovább növelni” – jegyezte meg. A kutatások megteremtik a lehetőségét olyan felhőalapú technológiák létrehozására is, amelyek alkalmasak az okostelefon-alkalmazások mögött dolgozó mes­terséges intelligencia algoritmusok fejlesztésére és működtetésére egyaránt. Dr. Eigner György arról is beszélt, hogy a döntés­támogató mechanizmusok kidolgozása már előrehaladott állapotban van, ami a Magyar Diabetes Társasággal kialakult szoros együttműködésnek is köszönhető.

Virtuális valóság a patológián

A Kiberorvosi Kompetencia Központ másik nagy kutatási területe a digitális patológiában rejlő lehetőségekre fókuszál. Az Óbudai Egyetem egyetemi tanára, Prof. Dr. Kozlovszky Miklós és munkatársai a többi között virtuális valóság környezet megalkotásával és robotikai eszközök létrehozásával támogatják a patológiai leletek még hatékonyabb feldolgozását. A konzorcium ipari partnere pedig a – magyar alapítású, ezen a szakterületen piacvezetőnek számító – 3DHISTECH vállalat az Óbudai Egyetemmel együttműködve a világ első, teljes patológiai metszet-előkészítő és -kiértékelő automatarendszerének megvaló­sításán dolgozik. A 3DHISTECH cégnek a világ közel száz országában van szerződéses partnere, akik a termékeiket értékesítik. Berendezéseiket a világ számos vezető orvosi egyeteme és kórháza használja napi munkájában a diagnosztika, a kutatás, valamint az oktatás terén.

Prof. Dr. Kozlovszky Miklós egyetemi tanár

„A digitális patológiában az orvosi képalkotás és képfeldolgozás kulcsfontosságú szerepet tölt be” – hangsúlyozta Kozlovszky Miklós professzor, kiemelve, hogy a több gigabájtnyi méretű digitális szöveti képekből akár több ezer gigabájtnyi információt tartalmazó 3D struktúrákat lehet összeállítani, melyek virtuális térben történő megjelenítéséhez és vizsgálatához bonyolult szoftvermegoldások és erős számítási eszközök szükségesek.

PathoVR: 3D digitális szövetminták elemzése virtuális valóság környezetben

Az általuk kifejlesztett virtuális valóság környezetben a távolból egy időben akár többen is vizsgálhatják az adott szövetet, aminek az eredményesebb terápiák megtalálása mellett orvostu­dományi jelentősége is lehet. Emellett egy komplex lézer mikrodisszektor -mani­pu­lá­­tor-optikai szkenner- szekvenátor rend­szer létrehozásán is dolgoznak, amivel rendkívül kicsi sejtcsoportok kivágása, szekvenálása és megjelenítése is elvégezhető. A professzor reményei szerint a kutatás öt éven belül már eredményeket hozhat, a fejlesztéssel pedig a tumorheterogenitás molekuláris eltéréseinek a meghatározása, tumorterápia optimalizálása válik majd lehetővé.

Robotok a digitális patológia szolgálatában

A KIKOK igazgatója, Galambos Péter professzor a digitális patológia területén kutatóként is aktív. Csapatával egy mikroszkóp tárgylemezek automatikus mozgatására képes robotizált rendszer kidolgozásában vesz részt. Az automata megoldás lehetővé teszi a tárgylemezek tömeges feldolgozását, amelynek köszönhetően, ahogy az igazgató elmondta: „Egy nyolcórás műszakban akár ezer slide kezelése valósulhat meg. Ezzel a mechanikus feladattal foglalkozó képzett laboráns szakember sokkal nagyobb hozzá­adott értéket képviselő munkát tud a jövőben végezni.”

Patológiai archívumok digitalizálását támogató robotrendszer

Az egészségipari technológiai fejlesztéseknek, az e-egészségügyi innovációknak egyre jelentősebb a szerepük, ezért a KIKOK a pályázati kutatások mellett piaci szereplők megrendelései alapján is végez fejlesztéseket. Az elmúlt években részt vettek egyebek között egy levegőtisztaság-vizsgáló műszer létrehozásában, valamint egy robottal támogatott gerincsebészeti rendszer fejlesztésében is. Galambos Péter pro­fesszor végül arra hívta fel a figyelmet, hogy a KIKOK legfőbb célja az élvonalbeli kiber­orvosi kutatások nemzetközi szinten is pél­da­értékű folytatása hosszú távon, együtt­működve a piaci szereplőkkel az ered­mé­nyek hasznosításában.•

Címlapkép forrása: Óbudai Egyetem