Patológia 5. rész - digitális patológia

Patológia 5. rész - digitális patológia
Az előzőekben leírtuk, hogyan készülnek a betegekből kivett szövetmintából a metszetek, amiket aztán mikroszkóp alatt vizsgál a patológus. Különböző csiszolt kristályokat nagyítónak, esetleg a fény fókuszálására tűzgyújtáshoz korábban is használtak. A legrégebbi lelet az úgynevezett Nimród lencse, ami i.e. 3000-ből való. Emellett egyiptomi és görög leírásokat is találni hasonló eszközökről. Tudjuk azt is, hogy például Néró császár távolra rosszul látott, ezért a gladiátorjátékokat egy csiszolt smaragd kövön keresztül nézte. Magának az összetett (vagy compound, azaz több lencsét tartalmazó) mikroszkópnak a megszületése Zacharias Janssen, holland szemüveg készítő nevéhez fűződik és a 17. század végére datálható. A Leeuwenhoek által használt mikroszkóp egy lencséből állt és igazából csak egy nagyító volt. Ez a találmány az évek során kifinomult, kényelmesen használható, több százszoros nagyítást biztosító, precízen csiszolt lencsékből álló, speciális fényforrással megvilágított eszközzé vált, de a lényeg mindig ugyanaz maradt: apró dolgokat az emberi szemnek láthatóvá tenni.


A technika fejlődése természetesen a mikroszkópokat is elérte. Miután a mikroszkóp egy képalkotó eszköz, csak idő kérdése volt, hogy mikor szerelnek egy képrögzítő eszközt, azaz kamerát a mikroszkópra. Ez a kamera kezdetben hagyományos fényképezőgép volt, aztán megjelentek a digitális fényképezőgépek. A következő lépés az volt, amikor kitalálták, hogy mi lenne, ha egy szövettani minta minden egyes látómezőjéről készítenénk egy digitális fotót, aztán ezeket a fotókat összeillesztenénk egy nagy digitális képpé. Így született meg a digitális vagy virtuális tárgylemez fogalma. Kezdetben valóban mikroszkópra szerelt kamerákat használtak, aztán külön erre a célra kifejlesztett optikai eszközöket - metszet scannereket – készítettek. Ezeket az eszközöket összekapcsolták a tárgylemezt automatikusan mozgató mechanikával és speciális kamerákat illesztettek hozzá.


Ez így nagyon egyszerűen hangzik, de a fejlesztőknek számos problémát kellett megoldaniuk. Például egy tízforintos méretű mintáról több száz vagy akár ezer fotó is készülhet 200- vagy 400-szoros nagyításon. Mindegyik fotó mérete és felbontása nagyobb, mint a legtöbb kereskedelemben kapható kis digitális kamerák adta képeké. Ez azt jelenti, hogy egy teljes digitális metszet akár GB méretű is lehet. Ma már persze könnyebben elbánnak a processzorok a GB nagyságrenddel, de a kilencvenes évek közepén és végén, amikor ez a technika fejlődésnek indult, alig volt akkora winchester, ami képes lett volna ekkora adatmennyiséget tárolni, és ha volt is, vagyonokba került. A következő nagy probléma az volt, hogyan lehetne úgy összerakni a különálló képeket, hogy ne lehessen észrevenni azok határait. Ehhez a képek egy speciális átfedési és illesztési algoritmusát kellett kifejleszteni. Ma ott tartunk, hogy a scannerek olyan gyorsan készítik a kis fényképeket, hogy az szinte az adatkábelek átviteli sebességével vetekszik. El lehet képzelni, hogy ez olyan sebességű precíziós mozgatása az optika és a kamera előtt a metszeteknek, ami már csak a scanner megfelelő stabilizálása mellett lehetséges, mert a milliméter ezredrészének megfelelő véletlen elmozdulás is használhatatlanná teszi az elkészült, nagyított digitális képet. Tovább bonyolítva a dolgot, nem csak X és Y irányban kell a metszetet a kamera előtt mozgatni, hanem az éles fókuszpontot is meg kell keresni az igen lapos (korábban írtuk, 3-6 mikrométer vékony), de mégiscsak 3 dimenziós mintában. Ha fókuszálatlan képeket készít a kamera, szükségszerűen a teljes digitális metszet is fókuszálatlan lesz.

Az elkészült digitális metszetet ezután speciális programokkal lehet megnyitni és kezelni, X/Y/Z síkban mozgatni és mindenféle manipulációt végezni. A korábban használt optikai mikroszkópokhoz képest, a lehetőségek tárháza kinyílt. Az anatómiai, patológiai oktatásban a régi üveglemezek helyett standard, könnyen másolható, az interneten az orvostanhallgatóknak elérhető, oktatói metszetsorok állíthatóak össze. Egy monitoron több digitális metszet is megnyitható és vizsgálható, egymással párhuzamosan. Például két különböző metszet, szabályos és kóros területeket mutatva vagy akár ugyanaz a metszet kétszer megnyitva. Könnyen belátható, hogy a régi optikai lemezzel és mikroszkóppal ilyen lehetőség nincs. A rutinszerű patológiai diagnosztikában is óriási szerepe lesz a digitális metszeteknek. Ahogy akármilyen digitális tartalom, ez is megosztható interneten keresztül. Lehetőség nyílik a világ másik felén lévő kollégákkal konzultálni egy esetet anélkül, hogy postán kellene küldeni a mintákat, ráadásul úgy, hogy a két orvos egyszerre nézi ugyanazt a metszetet, egy időben, de két helyszínen. Lehetőség nyílik olyan helyszíneken is korrekt patológiai diagnózis felállítására, ahol kevés patológus van vagy éppen egyáltalán nincs. Merészebb patológusok szerint néhány éven belül a szövettani diagnosztika időben és térben teljesen szabad foglalkozás lesz és akár egy vitorlás fedélzetén vagy egy sí központban is ugyanúgy lehet majd számítógépen keresztül diagnózist adni, mintha a mikroszkóp felett görnyednének.

Végül meg kell jegyezni, hogy ennek az úttörő technikának a kifejlesztésében természetesen magyar kutatók, feltalálók, mérnökök, programozók az élen járnak. Egy Semmelweis egyetemi kutatócsoportból kiindulva, ma a világ egyik legjobb digitális patológiai eszközeit gyártó cég, egy magyar vállalkozás, a 3DHISTECH, mely világmárkákat utasít maga mögé. Legyünk büszkék arra, hogy a magyar szellem és innováció bizony még ma is a világ élvonalába tartozik.