Magyar áttöréssel szelídíthető meg a rák, az amerikaiak is felkapták a fejüket

Az észak-amerikai kontinens legrangosabb egyetemeit tömörítő konferenciát, az American Control Conference-t (ACC) évente szervezik az automatizálási rendszerek területén. Idén a nulladik nap témája az orvostudomány mesterségesintelligencia-alapú mérnöki megoldásokkal történő támogatása volt, amit az USA kormánya az elkövetkező kutatási intervallum egyik prioritásaként hirdetett meg. A workshopon a legrangosabb amerikai és kanadai egyetemek képviseltették magukat, többek között a Stanford, az MIT (Massachusetts Institute of Technology), a Perdue, a Berkeley és a Floridai Egyetem kutatói is bemutatták innovatív megoldásaikat. Utóbbi két intézmény meghívására érkezett Prof. Dr. Kovács Levente a nemzetközi szakmai fórumra, mint a kiberorvosi tématerület és terminológia megalkotója.

A világ legjobb egyetemei olyan megoldásokat kerestek, amelyek mesterségesintelligencia-alapú rendszerekkel segítenek hatékonyabb személyre szabott terápiákat találni. Amikor a cyber-medical systems kifejezésnek utánanéztek, kiderült, hogy Magyarországon évek óta folyik a területen kutatás, és ennek során nemzetközi szervezet alakult az irányításom alatt 2016-tól

‒ fogalmazott az Óbudai Egyetem rektora. Az intézmény 2020 márciusában hozta létre a Kiberorvosi Kompetencia Központot (KIKOK), ahol orvosinformatikai rendszereket fejlesztenek három fő fókuszterületen, a digitális patológia mellett terápiás algoritmusok, inzulinadagoló eszközök pontosabb dozírozásának mesterségesintelligencia-alapú meghatározásában.

Terápiaoptimalizálás tumormodellezéssel

Az amerikai konferencia szervezőinek figyelmét leginkább a még 2016-ban az Európai Kutatási Tanács (ERC) támogatásával induló tumormodellezés-projektjük keltette fel, amit az Élettani Szabályozások Kutatóközpont (PhysCon) valósított meg. Ennek lényege, hogy úgynevezett biostatisztikával modellezik a daganatok viselkedését, ami alapján jobban tudják személyre szabottan meghatározni az onkológiai készítmények adagolását. Kovács Levente elmondta, hogy már létező terápiák hatékonyabb, kevesebb mellékhatással járó adagolására keresték a matematikai modellekkel a választ. Laboratóriumi körülmények között, egereken tesztelték a kifejlesztett algoritmusokat.

Mint rámutatott, a daganatos betegségek gyógyításában vitathatatlan jelentőségű kemoterápiának mellékhatásai miatt van rossz híre, de kisebb adagokban jobban tolerálja a szervezet. Ma az orvosi protokoll alapján hat hónapig 23 naponként kapja meg a beteg a kombinált kemoterápiát, míg az ÓE kutatócsoportja a laboregereknél kisebb dózisú és sűrűbb adagolást alkalmaz,

 „Az örökletes mellrák esetében teszteltük a módszert, de minden erezettséget generáló tumornál működhet az elképzelésünk, akár a vastagbélrák esetében is” – jegyezte meg a rektor. Napjainkban még az azonos típusú rákkal diagnosztizáltak onkoterápiája során hasonló, azonos gyógyszereket kapnak a betegek, az egyedi különbségeket figyelmen kívül hagyva. A betegadatok szerint lefuttatott algoritmus azonban egyedi, hatékonyabb kezelési javaslatot tud adni, javítva ezzel a túlélési esélyeket, és csökkentve a rezisztencia kialakulásának kockázatát.

A személyre szabott terápiák ugyan még a legdrágábbak, de a kutatórektor úgy véli, a célzottabb, pontosabb gyógyszerezéssel jelentősen lehet csökkenteni a költségeket. „A szintén kiberorvoslás kategóriájába eső, testre rögzíthető szenzoros inzulinpumpát 2015-től használhatják Magyarországon az 1-es típusú diabéteszben szenvedők, ami hasonlóan személyre szabott terápiát jelent mégis mindenki használja, aki a betegcsoporthoz tartozik. Mindez az érintettek kezelésére általánosan alkalmas eszköz egyedi beállításával valósult meg.

Az említett daganatos betegségeknél éppúgy működhet a mesterségesintelligencia-alapú terápiás dozírozásjavaslat az egyéni bizonytalansági faktorok szűk keretek között tartásával

– fogalmazott Kovács Levente, hozzátéve: a tudomány olyan gyorsan fejlődik, hogy akár 10-15 év múlva krónikus betegség szintjére lesz redukálható a rák, amiben az egyedi terápiás megoldások nagy jelentőséget kapnak.  

A KIKOK konzorciális partnerével, a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézet Gyógyszer-rezisztencia kutatócsoportjával és a 3DHISTECH céggel dolgozik közösen az a kemoterápiás kezelések optimalizálásán. A preklinikai állatkísérletek már nagyobb számú egérpopuláció tesztelésével zajlanak, eddig a korábbi eredményeik igazolnak látszanak, miszerint

A virtuális patológia leküzdi a határokat

A virtuális patológia többek között a daganat kiterjedésének meghatározásában is segít. Az Óbudai Egyetem kutatóközpontjában a 3DHISTECH Fejlesztő Kft.-vel közösen a világ első teljes patológiaimetszet-előkészítő és -kiértékelő automata rendszerét fejlesztették ki. A gyakorlatban ez úgy működik, hogy a szövettani leleteket egy robotkar segítségével olvassa be a sugárszkenner, az akár több száz rétegfelvételből összeállított minta ezután VR-szemüveg segítségével a virtuális térben 3D-ben vizsgálható, akár nemzetközi orvoscsoportok által is, így eredményesebb terápia alakítható ki. A digitális szövettani archívummal a kóros elváltozások folyamatában lekövethetők lesznek. A készülék akár ezer slide kezelését is el tudja végezni 8 óra alatt, így a laboránsnak több ideje jut a magas szaktudását igénylő feladatok megoldására ‒ hangzott el a módszer ismertetésekor.

MI-alapú inzulinadagolás

A rektor arra is kitért, hogy a cukorbetegség kezelésére irányuló kutatásaikban több nemzetközi egyetemmel dolgoznak együtt: a szingapúri Nemzeti Egyetemmel (NUS), Valencia, az olasz kutatóközpont (CNR) római biomatemaitkai kutatócsoportjával és a Harvard Egyetemmel. Mint rámutatott, magát az inzulint száz éve fedezték fel, mérnöki teljesítményekkel vált a kezelés egyre hatékonyabbá. 

A vércukormérő és inzulinpumpa kifejlesztése után az éjszakai hipoglikémiára, kritikus vércukorszint leesésére a szenzorok finomhangolásával nagyjából tíz-tizenöt éve találtak megoldást. A stresszfaktor vagy a fizikai aktivitás a vércukorértékekre szintén hatással van, a beteg állapotát jelentősen befolyásolja, ha az inzulinértékek ingadozását el tudja kerülni

‒ részletezte. Az Óbudai Egyetem az okoseszközök érzékelőiben rejlő lehetőségekre épít MI-algoritmussal, amely a fizikai aktivitás inzulinszintre gyakorlott hatását is figyeli, az információkat pedig egy felhőalapú rendszerbe küldi. A vércukorszintmérő, az étkezési napló, a szenzoros pulzusmérő adatait kielemezve figyelmeztet az applikáció az inzulinadagolás esedékességére, a dózisfluktuációt is meghatározza.

Csúcsegyetemekkel működnek együtt

Kovács Levente elmondta, hogy a Stanford Egyetemmel a robotika területén van együttműködés, a Berkley Egyetem kutatói pedig a torontói konferencián jelezték, hogy a tumormodellezésben a sejtnövekedés szempontjából közreműködnének új terápiás módszerek kifejlesztésében. A Pittsburghi Egyetem a vesedialízis területén mutatott érdeklődést a kiberorvosi rendszerek iránt. A vér visszaáramoltatását megakadályozó perisztaltikus pumpánál keresnek olyan automatizált algoritmust, amivel a jelenlegi betegszám többszörösét el tudja látni egyszerre az orvos.

Ebből a szempontból a kiberorvoslás az egészségügyben világszerte tapasztalható egyre jelentősebb humánerőforrás-hiányra is megoldást jelenthet. A sürgető problémát érzékelve jelezte tavasszal az amerikai kormányzat a kutatói felé, hogy több betegségre fókuszált matematikai módszereket találjanak ki, ami tulajdonképpen kiberorvoslás, és ilyen kutatásokkal évek óta foglalkozik az Óbudai Egyetem, így jutottak el hozzánk

– ismertette a rektor, hozzátéve: ez is bizonyítja, hogy nemcsak az első százban lévők, hanem magyar egyetem is tud élenjáró kutatásokat katalizálni. Kovács Levente szerint ezzel is közelebb került hazánk ahhoz kormányzati célkitűzéshez, hogy 2030-ra világszinten legalább egy, Európában minimum három egyetemünk legyen a legjobb száz között. Úgy véli, ha megvannak a megfelelő utak, a Pannónia Programmal is a legkiemelkedőbb külföldi intézményekkel vehetnek részt közös projekten az egyetem hallgatói, kutatói. A Horizon pilotban a Stanforddal és a Szingapúri Egyetemmel hoznak létre a sebészrobotikában konzorciumot. „A prosztataműtétek közel 60 százalékát már DaVinci-robottal végzik, ezeknek a hátterét, úgymond, atombiztos mérnöki megoldások adják” – jegyezte meg a kutatórektor.

Kovács Levente arra is kitért, hogy a KIKOK olyan területeken folytat tudományos tevékenységet, amelyek mindegyike régóta szívügye, ugyanis az inzulinadagolás algoritmusalapú szabályozásából doktorált, de népegészségügyi szempontból jelentős betegségek terápiapotimalizálásával szintén foglalkoznak, ennek alapja szintén az élettani és kórélettani folyamatok matematikai modellezése. Az újabb öt évre megválasztott rektor elmondása szerint az egészségmérnöki fejlesztések továbbra is kiemelt fókuszban lesznek az Óbudai Egyetemen.

A visszajelzések szerint a nemzetközi kiberorvosi kutatásokban az úttörő intézmény vezető szerepet tölthet be

‒ értékelte Kovács Levente. Szavai szerint egyfajta tudásközpontként hazánkban is számos egyetemmel, a Semmelweis mellett a Műegyetemmel működnek együtt több projektben a műszaki, informatikai és orvostudományok keresztmetszetében, új egészségipari innovációk létrehozásában. Ipari szereplőkkel is felvették a kapcsolatot, hogy aktívak lehessenek a piacon.

(Borítókép: Papajcsik Péter / Index)