A digitális mikroszkóp olyan berendezés, amelyik a mikroszkóppal felnagyított képet nagy sebességgel digitalizálja, azaz tárolhatóvá és továbbíthatóvá teszi.

E berendezéssel könnyebbé válik a távgyógyászat és a távdiagnosztika. Az orvoslás e modern formái Magyarországon most kezd elterjedni. Vannak már olyan informatikai fejlesztési irányok, amelyekhez az indítóerőt, azt a bizonyos első lökést a távdiagnosztika adta. 

Így számol be egy 2004-es origó cikk egy úttörő orvosi alkalmazásról:

A digitális szövettani laboratórium lelke, a digitális mikroszkópia az orvosi alkalmazáson kívül számos egyéb területen - az oktatásban, a gyógyszerkutatásban, a biotechnológiai fejlesztésekben, a kémiai kutatásban, az igazságügyi orvostani szakértés területén, a kriminológiában - jó szolgálatot tehet.

Az ötlet a Belügyminisztérium Központi Kórházának patológiai osztályán született - tájékoztat Gombás Péter patológus főorvos. Az intézményben már 1995-ben távgyógyászati kísérleteket indítottak; megoldották, hogy egyes vizsgálatokat - a távközlési hálózat felhasználásával - a távolból is követni lehessen. Ugyanígy távkonzíliumokat is tartottak, amikor is egy-egy szövettani metszetről folytattak konzultációt. Ehhez természetesen a metszet képét is el kellett juttatni a távolban dolgozó szakorvosnak. Alapjában véve ez adta az ötletet a digitális mikroszkóphoz. A hagyományos módszerekkel ugyanis az óriási adatmennyiségű, analóg formában tárolt metszetképeknek csak nagyon kis töredékét tudták eljuttatni a távkonzílium résztvevőihez.  A megalapozott vélemény- és diagnózisalkotáshoz tehát nem volt meg minden feltétel.

Teljes metszetek rögzíthetők

Hogyan is működik a digitális mikroszkóp? Az eszköz nagy - a hagyományos mikroszkóppal négyszázszorosnak észlelt - nagyítást alkalmaz, így tapogatja le a metszetet tartalmazó tárgylemez minden részletét, majd azokat a részeket digitalizálja, ahol vizsgálati anyag található (tehát az üres tárgylemezt nem). Ezt követi a kép digitálisan tárolt elemeinek mikrométer pontosságú összefűzése. Óriási, grafikus állományok jönnek így létre, amiket a rendszer matematikai módszerekkel, átlagolással tömörít. A tömörítéskor már nincs analóg-digitális átalakítás, tehát a folyamat teljesen zajmentesen megy végbe. Digitális képből áll elő a kicsinyített, nagyon jó minőségű, szintén digitális kép.

Tulajdonképpen pont fordított folyamatról van szó, mint ahogyan egy hagyományos mikroszkópos vizsgálat folyik: a patológus előbb kisebb nagyítással veszi szemügyre a metszetet, majd eldönti, hogy mely részeket célszerű kinagyítani. A digitális mikroszkóp - döntésképtelen lévén - előbb a nagy nagyítású képet rögzíti, majd abból állít elő kisebb nagyítású képeket, amelyeket ezután kép-piramisba rendezetten adatbázisban rögzítenek. Az így létrehozott elektronikus metszet már a számítógép képernyőin vizsgálható.

Óriási előrelépés, hogy gyakorlatilag a metszetek teljes információtartalmát rögzíteni lehet, majd szükség esetén mindazt a távolban dolgozó kollégákhoz el lehet juttatni - fogalmaz Gombás Péter. Persze az analóg vagy ISDN-vonal nem alkalmas ilyen feladatok elvégzésére, kizárólag valamilyen szélessávú megoldás jöhet szóba, hiszen egyetlen szövettani metszet 200-500 megabájtnyi grafikus információt tartalmaz. E hálózati összeköttetés ma már lehet 2 megabit/másodperc átvitelű internetkapcsolat is.

Szakértői vélemények szerint a digitális mikroszkópot először nem a rutindiagnosztikában alkalmazzák majd. Ígéretes kezdetnek tűnik viszont az igazságügyi orvostani felhasználás, e terület nemzetközi szintű egységesítése ugyanis európai uniós kívánalom.

Nagymértékben segítené a tagállamok összehangolt munkáját, ha a vizsgált mintákból készített metszetek képei egységesen, digitálisan állnának rendelkezésre, és azokat igény esetén bármikor, bárhova továbbítani lehetne.

A digitális mikroszkópia révén egy másik tudományág - a kvantitatív morfológia vagy mennyiségi szerkezettan - is új lehetőségeket kap. Míg a mikroszkóp előtt ülő orvos hagyományos, összehasonlító módszerekkel méri le a metszetek különféle elemeit, addig a digitális mikroszkópok a digitalizált metszetek egész soráról automatikusan nyerhetik ki a szükséges mennyiségi információkat. Gombás Péter arra számít, hogy az így keletkező rengeteg adat alapján a gép nagy segítséget nyújt majd az orvosnak a megfelelő diagnózis, a helyes döntés meghozatalában. Nem a gép diagnosztizál - hangsúlyozza a főorvos. Pusztán arról van szó, hogy a korábbinál nagyságrendekkel több objektív adatot kapnak az orvosok, azaz a gép mintegy "hozzászól" az elváltozás mibenlétének megállapításához.

Mire lehet mindez jó azon felül, hogy megkönnyíti és szakmailag magasabb színvonalra emeli a patológusok munkáját? Nagyon sok mindenre.

A digitális mikroszkópia egyik legfontosabb várt hozadéka az oktatás korszerűsítése. Elsősorban az alapszintű és posztgraduális orvosképzésre kell itt gondolni, de szóba jöhetnek a jövő biológusai, vegyészei, gyógyszerészei is. Ugyanígy a szakértői tevékenységben sem csak a patológusok vehetik hasznát a digitális mikroszkópnak; itt vannak például az állatorvosok, vagy a biológiai és kémiai kutatással, az ásványtannal foglalkozók, de említhetnénk a bűnüldözést, ahol a munka egyik alapvető eleme bizonyos objektumok, mikroanyagok mikroszkópos véleményezése.

Innovációs díj

A BM Kórházban megfogalmazott ötletet követően a hardvert, az úgynevezett metszetszkennert a KFKI telephelyén, az ASK Rt. műhelyében fejlesztették és valósították meg. A több tízezer óra fejlesztői munkát igénylő szoftvert a 3DHistech csapata készítette; a rendszert pedig a Semmelweis Egyetem Sejtanalitikai Laboratóriumában tesztelték. A teljes munka mintegy 4 évet vett igénybe, értéke Gombás Péter szerint pénzben nem fejezhető ki. A rendszer elnyerte a 2003. év legjobb magyar innovációjának járó elismerést.

A digitális mikroszkóp nemzetközi viszonylatban is figyelemre méltó eredmény - hívja fel a figyelmet Gombás. Vannak hasonló szerkezetek például az Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában, továbbá folynak ilyen jellegű kísérletek több kisebb külföldi egyetemi laboratóriumban. A szakember tudomása szerint azonban a külföldi berendezések sebessége meg sem közelíti a magyar mikroszkópét. A mikroszkópos lencse alatt mozgó, a metszeteket adagoló motor 300 metszetet képes egy töltésben berakni. E szövetminták letapogatása és digitalizálása egy éjszaka alatt elvégezhető. Ennyi idő szükséges tehát ahhoz, hogy egy átlagos kórházi osztály egynapi termését feldolgozzák. Ezzel szemben a "házilagos" módszerekkel előállított rendszerek egy metszetet 24 óra alatt digitalizálnak.

Van tehát egy elismerten jó termék, a digitális mikroszkóp. A nagy kérdés, hogy mi lesz a jövője. Csak kísérletképpen használják néhány kórházban, laboratóriumban, vagy van rá esély, hogy elterjed tömegméretekben?

Egy laboratóriumi körülmények között, kézi módszerekkel előállított berendezés jövőjét a technológia, a gyártás oldaláról mindig az szabja meg, hogy mennyire sikerül szabványosítani a rendszert, mennyire lehet megteremteni a tömeggyártás feltételeit. Ilyen irányú pozitív lépés, hogy a fejlesztők az előállítás folyamata során már megszerezték az ISO minősítést. De ez természetesen korántsem elég a sikerhez.

Az elsődleges döntés az egészségügyi intézmények tulajdonosainak - jelenleg tehát alapvetően az egészségügyi kormányzatnak és az önkormányzatoknak, elenyésző mértékben a kórházak magánbefektetőinek - a kezében van. Nekik kell eldönteniük, hogy vásárolnak-e ilyen rendszereket. Nem kevésbé nagy felelősség hárul az egészségügyi ellátás finanszírozójára, az Országos Egészségbiztosítási Pénztárra. Az OEP dönt ugyanis arról, hogy milyen szolgáltatásokat vásárol meg. Mondhatni tehát, hogy a tulajdonos és a szolgáltatásvásárló közösen dönt az új technológia, az új vizsgálati módszer jövőjéről.

A külföld érdeklődik

Közismert tény, hogy a mai magyar egészségügyben nagyon szűkösek a lehetőségek. Ennek dacára Gombás Péter úgy véli, hogy kivétel nélkül minden országos egészségügyi intézményt, orvosi egyetemet, megyei kórházat és igazságügyi orvostani laboratóriumot fel kellene szerelni a digitális mikroszkóppal. Annak megbecsülésére, hogy ez pontosan mekkora anyagi megterhelést jelentene, a szakember nem vállalkozik, pusztán összehasonlításképpen mond egy árat: egy hasonló, ám a hazainál lényegesen lassabb rendszer az Egyesült Államokban 150 ezer dollár.

A pénznél maradva természetesen nem szabad megfeledkezni a digitalizált metszetek tárolási költségeiről sem. Mint ismeretes, a különféle tárolóeszközök - winchesterek, szalagos és magnetooptikai tárolók - ára folyamatosan csökken. E tendencia alól azok az óriási, terabájt kapacitású eszközök sem jelentenek kivételt, amelyek a digitalizált szövettani minták esetében nélkülözhetetlenek. Egy metszet digitális tárolásának a költsége mára 1 dollár alá esett. Megjegyzendő egyébként, hogy a téma iránt óriási a nemzetközi érdeklődés. Bizonyíték erre számos szakmai folyóirat cikke, valamint az interneten megjelenő különféle publikációk. A hazai fejlesztésű berendezés kísérleti példányai jelenleg a Semmelweis Egyetem I. számú Patológiai Intézeten kívül az Egyesült Államokban és Németországban működnek. Gombás Péter szerint a hazai ipar alkalmas a digitális mikroszkóp gyártására. Ha beindulna a tömeggyártás, és széles körben elterjedne a berendezés, akkor már csak a megfelelő szervizhálózatról kellene gondoskodni.

Közben a magyar mikroszkópia fejlődése sem áll meg: A virtuális 3D mikroszkóp kifejlesztéséért Molnár Bélának, a Semmelweis Egyetem sejtanalitikai laboratóriuma vezetőjének itélték meg idén májusban az Európai Szabadalmi Díjat.