Projekt leírása

Szakmai tartalmát tekintve a „SCOPIA: Endoszkópos diagnosztikán alapuló, szoftverrel támogatott klinikai eszközök fejlesztése” című projekt alap- és ipari kutatási eredményekre támaszkodó, korszerű orvosi műszerek, valamint klinikai diagnosztikai módszerek és eszközök fejlesztésére fókuszál, melynek keretében a vizsgálatok az egyszerű mechanikai műszerfejlesztés mellett újszerű megvilágítók kifejlesztésére terjednek ki. Az eredmények piaci hasznosítása olyan klinikai területeken valósul meg, mint a kardiológia (szívbillentyű megtartása), ginekológia (megtermékenyített petesejt beültetése) és onkológia (légúti biopszia).

Szívbillentyű-megtartó műtétek

Magyarországon a szív- és érrendszer megbetegedések a leggyakoribb halálokok közé tartoznak; a billentyűbetegségek egyik gyakori formája az aorta billentyű elégtelensége. A korábbi évtizedekben az egyetlen terápiás, számos szövődményt okozó lehetőség a beteg szívbillentyű cseréje volt. Napjainkban előtérbe kerültek a billentyűmegtartó műtétek, melyek elkerülik ezeket a komplikációkat. A billentyűmegtartó műtétek során feltételezik, hogy az aorta billentyű három vitorlája azonos szöget zár be, jóllehet korábbi anatómiai tanulmányok szerint ez a valóságban nem így van. Ezt a problémát orvosolandó, egy új sebészeti mérőműszer kifejlesztését határoztuk el, mely alkalmas az aorta billentyű tasakjai közötti szögek mérésére és annak reprodukálására a billentyűmegtartó műtétek során. Mivel a beavatkozás nagy precizitást igényel, az eszköz prototípusának elkészítéséhez számos precíz geometriai modellezési és műtéti tervezői, valamint valós működést szimuláló áramlástani feladatot kell megoldanunk. A műtéti eljárás így szimulációs és fizikai környezetben is validálhatóvá válik.

Embrió-beültetés sikerességének elősegítése

Kutatások kimutatták, hogy a szokásos fehér fényű megvilágítás mellett az emberi szövetről klinikailag több releváns információ nyerhető különböző hullámhosszúságú megvilágítást használva. Célunk ezen megfigyelés adaptálása a méhnyálkahártya általános állapotának felmérésére embrió sikeres beültetésének támogatásához. Ehhez egy olyan képalkotó, diagnosztikát segítő multispektrális fényforrást állítunk elő és integrálunk egy általánosan használt endoszkóp készülékbe, amely kellő fényerő biztosítása mellett alkalmas a közeli infra- és látható fény spektrumát előállítani. A fényforrás segítségével gépi tanulási módszerekkel meghatározzuk a predikcióhoz szükséges legrelevánsabb hullámhosszokat. Ehhez a teljes spektrum használatával készült tanulóvideókból nyerjük ki a szükséges képi leírókat. Céljaink eléréséhez számos videojavító problémát kell megoldanunk, és további kihívást jelent a nagy mennyiségű videoadat hatékony feldolgozása, valamint a valós idejű döntéstámogatás. A kifejlesztett eszközt klinikai körülmények között tervezzük validálni.

Multimodális virtuális bronchoszkópiás demonstrációs szoftver

A rosszindulatú tüdőtumorok stádiuma meghatározásának egyik fontos pontja bizonyos nyirokcsomók státuszának pontos értékelése. A standard diagnosztikai eljárás során kontrasztos mellkasi CT felvétel és indokolt esetben FDG-PET vizsgálat készül. a standard felvételi érték meghatározása azonban már nem elegendő a tumoros szövetek karakterizálására, ezért szükség van a légcsőrendszeren keresztül, endoszkópos úton végzett szöveti mintavételezésre, melynek találati aránya a hagyományos diagnosztikai leletek alapján tervezett beavatkozások esetében csak kb. 60%. A beavatkozás hatékonyságának javítása érdekében számos navigációs segítőmódszert dolgoztak ki, amelyek magas költségvonzatuk miatt rutinszerűen nem terjedtek el. Az utóbbi időben több központban is próbálkoztak a PET/CT információ és a CT-alapú virtuális bronchoszkópia kombinálásával. Fejlesztésünk célja egy olyan multimodális virtuális bronchoszkópiás demonstrációs szoftver, amely a CT és PET/CT képek automatizált feldolgozásával lehetővé teszi biopsziás mintavételezés műtéti tervezését. A fejlesztéssel párhuzamosan megoldjuk a légzőrendszer anatómiai modellen alapuló szegmentációjának, illetve a virtuális tér és a beavatkozás során készült videófelvétel valós idejű regisztrációjának feladatát. A modalitások regisztrációjával kidolgozunk továbbá egy navigációs rendszert szövettani mintavételezéshez a tumor vélt helyéről.