noninvazív módon és szubmikronos felbontásban
történő megjelenítése. Az idegtudományi alapkutatások területén
elterjedt metodikát Európában az elsők között alkalmazzuk a vese
kórfolyamatainak tanulmányozására. A végállapotú vesebetegség végső
terápiás megoldása a transzplantáció. A transzplantáció során fellépő
iszkémia/reperfúziós (I/R) károsodás a krónikus allograft nefropátia
egyik legjelentősebb rizikófaktora. A folyamat számos tényezője
ismert, de a kezelés még nem megoldott az I/R vesekárosodás
tekintetében.
A befogadó szervezet immunreakcióját a
szervátültetett betegekben immunszuppresz-szív gyógyszerekkel védjük
ki, amelyek toxikusak is lehetnek. Igazoltuk, hogy a renin szekréciója
az iszkémiát (oxigénhiányos állapotot) követő reperfúzió után néhány
órával csökken, majd 24 és 48 óra múlva szignifikánsan emelkedik. Ezt
a vese keringésében kimutatható vazokonstrikció kíséri. Kimutattuk,
hogy a folyamat hím állatokban kifejezettebb. A renin szekréciója
nemcsak a JGA-ban figyelhető meg, hanem a gyűjtőcsatorna principális
sejtjeiben is, amelyek a renin krónikus hatásaiért felelősek (például
vesefibrózis). Igazoltuk, hogy a betegellátás során, más területen
biztonsággal alkalmazott szelektív szerotonin reuptake gátló
fluvoxamin képes a reninszekréció és a vazokonstrikció csökkentésére.
Immunoszuppresszív szerek a JGA-ban és a gyűjtőcsatorna principális
sejtjeiben is növelték a renin szekrécióját és a renint termelő sejtek
arányát.
Állcsont-rekonstrukció
3D-diagnosztika segítségével
A 3D diagnosztikai módszerek döntő szerepet kapnak a fogászati és
szkeletális eredetű arc-állcsont rendellenességek diagnosztikájában és
kezelésében, az arcrehabilitáció mind tökéletesebb funkcionális és
esztétikai terápiájában. Kutatásaink célja a hagyományos 2D-röntgen,
illetve CT-felvételek lehetőségein túlmutató 3D Cone Bean CT- (CBCT)
alapú, új diagnosztikai eljárás fejlesztése, amely bonyolult klinikai
eseteknél segít az arc-állcsontsebészeti kezelések pontosabb
tervezésében.
A 3D CBCT-vizsgálatokon alapuló módszer fő
nehézségei technikai jellegűek (például a páciens fejének
standardizált fixálása, az összehasonlítható referenciapontok
megadása). A tradicionális CT mint képalkotó eljárás megfelelő lenne
összehasonlító vizsgálatokra, de a magas sugárdózis, a költségek és az
alacsony felbontás miatt nem terjedt el. A 3D- rekonstrukción alapuló
tervezésben a CBCT bevezetése hozott áttörést, amelyet a fogászati
implantációhoz fejlesztettek ki.
Munkánkban olyan anatómiai pontokat kerestünk, melyek helyettesíthetik
a konvencionálisan használt viszonyítási pontokat, és amelyek
meghatározzák a koponya orthodonciai diagnózis során alkalmazott
síkjait. A kefalometriai analízis és a koponyarekonstrukciós modellek
készítésekor traumatológiai esetekben a konvencionális síkokat
meghatározó pontok gyakran sérültek, deformálódtak vagy hiányoznak. A
CBCT-adatállomány segítségével jóval több anatómiai pont határozható
meg.
A CBCT-eredmények feldolgozásával matematikailag
konvertált térfogatképeket alkottunk az anatómiai pontok
esetleges hiányának és a hagyományos tervezési módszerek hibáinak
kiküszöbölésére. Eredményeink alapján az analizált formák traumás
esetekben is alkalmasak orthodonciai tervezésre és a síkok
meghatározására. Az aszimmetrikus arcsérülések diagnosztizálása
céljából több különböző referenciapontot tűzünk ki a középvonal
meghatározására. Az aszimmetrikus arc csontátfedéseinek elkerülésére
röntgenszelethez hasonló képet hoztunk létre (2.
ábra). Az ép oldali régiókat szimmetrikus terv készítéséhez
rávetíthetjük az ellenoldali képletekre. A fejlesztés alatt álló
„SZEM” modul a csontos szemüreg rekonstrukció tökéletesítését célozza
(Lukáts et al. 2011).
Mágneses rezonancia (MR) képalkotás
az orvostudomány szolgálatában
Egyetemünkön diffúziós és funkcionális MR-képalkotással, valamint
MR-alapú térfogatméréssel (volumetria) végzünk klinikai- és
alapkutatási célú kutatásokat. A diffúziós képalkotás terén
csecsemőkori vizsgálatok képminőség-javítását vizsgálva igazoltuk,
hogy a szívciklushoz illesztett adatrögzítés kis extra
vizsgálatiidő-ráfordítással jelentős képminőség-javulást eredményez.
Az érett újszülöttek leggyakoribb és legsúlyosabb betegsége az
aszfikszia, azaz a hipoksziás-iszkémiás enkefalopátia (HIE). A
betegség diagnosztikája a mai napig nem megoldott, az elmúlt években
bevezetett hipotermiás terápia (az agy vagy az egész test hűtése 33–34
Co-ra) mindössze hatórás terápiás ablakot enged csak meg.
A gyors és megbízható diagnosztika érdekében olyan
módszert dolgoztunk ki, melyben az első napon, a harmadik életnapon,
illetve az első hét végén végeztünk diffúzió súlyozott méréseket
citotoxikus ödéma (CO) kimutatására. Korábban csak egyszer, általában
túl későn vizsgáltak egyetlen „pillanatfelvételt”, amely nem volt
megbízható. A vizsgálatunkba bevont újszülötteket hosszan követtük, és
tizennyolc hónapos korukban állapotukat neurológiailag kontrolláltuk.
Azoknál a gyerekeknél, akiknél találtunk CO-t, 92%-ban volt valamilyen
maradványtünet (cerebrális parézis, jelentős szomatomentális
retardáció), míg ödéma nélkül csak 8%-ban volt maradványtünet.
Módszerünk alkalmas az akut és a szubakut HIE differenciálására.
Az onkológiában a konvencionális képalkotás (UH,
CT, MRI) csak morfológiai vizsgálatra alkalmas, de nem ítélhető meg
az, hogy az adott elváltozás tumoros vagy gyulladásos eredetű-e,
illetve, hogy a terápiát milyen funkcionális változás követi. A
PET/CT-vizsgálatnak is vannak korlátai, ráadásul sugárterheléssel jár
és rendkívül drága. Ezért limfómás, illetve szolid tumoros
gyermekeknél egy új, funkcionális MR-vizsgálatot dolgoztunk ki, amely
alkalmas a diagnózis felállítására, a terápiás válasz megítélésére, a
reziduális tumorok és recidívák felismerésére. Sugárterhelés nélkül
egyszerre kaphatunk információt a morfológiáról és a viabilitásról. A
funkcionális MR-vizsgálat szenzitivitása, specificitása, pozitív és
negatív prediktív értéke egyaránt kedvező. Az elokvens területek
térképezésében a több paradigmával végzett vizsgálatok pontosabb képet
adnak az idegsebészeti tervezéshez (Kozák et al., 2011). A szedációban
végzett passzív mozgatásos feladatok kisgyermekkorban sikeresen
kiválthatják az aktív mozgatásos feladatokat a szenzomotoros rendszer
térképezése során.
Fizikai szeletanatómia, komplex érszerkezeti
és radiológiai megjelenítés
A modern orvosképzésben a radiológiai diagnosztikai eszköztár gyors
fejlődéséhez sürgető kiegészíteni a hagyományos 3D-anatómiaoktatást a
2D látásmódú képzéssel (Törő et al., 2011). Fizikai és virtuális
szeletanatómiai sorozatokon végzett tréning képessé teszi a
hallgatókat a patológiás folyamatok képalkotó diagnosztikai
értelmezésére. A 2 cm vastag plasztinált testszeletek átmenetet
képeznek a 3D és a 2D valósága között. A testszeletek és a CT- vagy
MR-felvételek együttes bemutatása nagyban elősegíti az oktatás
hatékonyságát. Egyetemünkön elindult az Orvosi képalkotó eljárások
tantárgy oktatása, amelynek során felhasználtuk az új szemléltető
anyagot. Több kadáver testszeleteit plasztináltuk, vagy plexilemezek
között cseppmentesen és formalinnedvesen rögzítettük. Az
általunk kidolgozott szeletanatómiai tréning már a sebészeti
klinikai továbbképzési tervekben is szerepel.
A máj ér- és epeútszerkezeti variációs
anatómiájának 3D tanulmányozására saját fejlesztésű korróziós
eljárással számos preparátum készült. A variációk elemzésén alapuló
klasszifikáció jelentős segítség a parciális májtranszplantáció
kivitelezéséhez (3. ábra). A
szegment-májátültetés tervezésekor a preparátumok és az öntvényekről
készített CT-felvételek összehasonlítása lehetőséget teremt az
optimális rezekciós felszínek meghatározására. A humán máj extra- és
intrahepatikus artériás érvariációinak tanulmányozása a hazai
populáció jellemzését segíti elő. A biztonságos májrezekciók,
-átültetések és egyéb hasi sebészeti beavatkozások kivitelezésének
feltétele az extra- és intrahepatikus éranatómia alapos ismerete.
A nagyszámú májartéria-szerkezeti korróziós
preparátum 3D öntvényeit a nemzetközileg használt Michels-féle
felosztás szerint osztályoztuk. A korróziós technika igen érzékeny az
extrahepatikus artériás variációk detektálásában (1 mm alatti erek is
vizsgálhatók). Magyarországon elsőként vizsgáljuk az extrahepatikus
artériák anatómiai variációit humán szervkomplexek korróziós
preparátumain. Sorozatunkban az extrahepatikus érvariációk
incidenciája 30%, és jelentős eltérés mutatkozik a nemzetközi
statisztikákhoz viszonyítva.
Az egész emberi test vizsgálata (SPECT-CT)
A SPECT-CT a nukleáris medicina korszerű vizsgáló módszere, amely
nyílt radioaktív izotópok orvosi alkalmazásán alapszik. A
radioizotópokat különböző funkciókra specifikus vegyületek
megjelölésére használjuk. A megjelölt vegyületek a betegbe juttatva
szerv- és funkcióspecifikusan kötődnek a kóros képletekhez. A
molekulák sorsa a sugárzás révén noninvazív módon követhető. Így kóros
képletek azonosíthatók és szervfunkciók vizsgálhatók kvantitatív
módon. A diagnosztikai radiogyógyszerek sugárzásának detektálására a
SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) és a PET (Positron
Emission Tomography) használatos. A hibrid berendezésekkel (SPECT/PET
és CT) a funkció és a morfológia egyszerre vizsgálható.
Vizsgálatainkat az AnyScan™ SC SPECT-CT- (Mediso Kft.) berendezéssel
végeztük.
Kutató-fejlesztő munkánk a szervspecifikus leképező
rendszerek képminőségének (kontraszt, jel/zaj-viszony, érzékenység,
felbontóképesség) javítására irányult. Matematikai fantommal
képfeldolgozási szimulációkat végeztünk a parciális volumeneffektus
korrekciója céljából. Képjavító módszereket építettünk be a
képrekonstrukciós algoritmusokba. Fizikai fantomvizsgálatokkal
modelleztük a SPECT-rendszer pont-válasz függvényét. A CT-adatok
felhasználásával új 3D rekonstrukciós szoftvert fejlesztettünk ki a
sugárgyengülés korrekciójára. Megoldottuk, hogy a készülék
képkiértékelő rendszerébe folyamatosan változó és alakuló 3D
algoritmusunk beágyazódhasson, lehetővé téve a rekonstrukciós
eljárások klinikai szoftverkörnyezetben történő vizsgálatát. Új
rekonstrukciós algoritmusokat fejlesztettünk ki, és azokat beépítettük
a klinikai képfeldolgozó rendszerekbe, jelentősen gyorsítva ezzel az
eljárás sebességét.
A különböző funkciók klinikai vizsgálatára dedikált
(szervspecifikus) adatfelvételi és adatfeldolgozási szoftvercsomagokat
fejlesztettünk ki, és az adatgyűjtési paraméterek optimalizálásával
felhasználóbarát kiértékelési módszereket hoztunk létre, majd
elvégeztük klinikai validálásukat is. Több témában (szomatostatin
receptor szcintigráfia, adrenerg receptor szcintigráfia,
mellékpajzsmirigy-, szívizom-, csont-, veseszcintigráfia) elemeztük a
klinikai hatékonyságot (Szilvási et al., 2011). Kiemelt témánk a
„funkcionáló szervvolumen meghatározása”. A szervfunkció pontos,
kvantitatív mérését a SPECT-CT-technológia pontosabbá teszi, mert a
szimultán CT-mérés használatával kiküszöbölhető a radioizotópos mérés
eredményét meghamisító szöveti sugárgyengítő hatás. A funkcionáló
szervvolumen vizsgálatát elsőként a májrezekció után megmaradó
májparencima-volumen preoperatív becslésére alkalmaztuk. A
veseműködés-volumen kvantitatív elemzése a vesetranszplantáció mellett
várhatóan a gyermekkori vesebetegségek vizsgálatában is hasznos lesz.
Zárszó
Az ismertetett kutatások hosszú távú célja a magas szintű kutatói
bázisra alapozott fejlesztés, melynek során a kutatói utánpótlás
jelentős támogatást kap. Ez egyrészről egyetemi, intézményi szintű,
hazai és európai uniós versenyképesség-növekedést biztosít, másrészről
a hangsúlyozottan egészségorientált (kiemelten prevenciótámogató),
betegorientált kutatási eredmények (fejlettebb diagnosztika, új
terápiás eljárások) gyors klinikai gyakorlattá konvertálása a projekt
végső célja. A célok között szerepel a kutatás egészségmegőrzésre
fókuszált, fokozottan klinikai orientált szemléletének a graduális
oktatásban való megjelenítése (oktatói-hallgatói szemléletváltás).
A hálózat szintjén az együttműködések révén
jelentősen nő a technológiai, módszertani tudás szintje, az
együttműködő kutatók (oktató-kutatók), hallgatók (PhD-hallgatók,
tudományos diákköri tagok) szellemi potenciálja a modern nemzetközi
kutatási színvonalnak megfelelően nő. Hatékony, magas szintű
kutatómunkát garantáltan biztosító feltételekkel igyekszünk tehetséges
fiatal kutatóinkat motiválni a kutatásban való aktív részvételre,
vonzóvá téve így a hazai kutatói karriert.
Kulcsszavak: mágneses rezonancia spektroszkópia, teragnosztika,
nukleáris medicina, nanotechnológia, többfoton mikroszkópia,
metabonomika, transzdifferenciáció, transzplantáció, immuncitokémia,
organotipikus szövettenyészet
IRODALOM
Berta Á. – Boesze-Battaglia, K. – Magyar
A. – Szél Á. – Kiss A. L. (2011): Localization of Caveolin-1 and c-src
in Mature and Differentiating Photoreceptors: Raft Proteins
Co-distribute with Rhodopsin during Development. Journal of Molecular
Histology. 42, 523–533.
Karsai A. – Kellermayer M. S. – Harris, S.
P. (2011): Mechanical Unfolding of Cardiac Myosin Binding Protein-C by
Atomic Force Microscopy. Biophys. J. 101, 1968–1977.
Kozák L. R. – Szabó A. – Tóth V. – Borbély
Cs. – Barsi P. – Rudas G. (2011): Functional MRI for Neurosurgical
Planning: Retrospective Analysis of Our Task Panel with Respect to
Language Dominance, European Society of Neuroradiology Meeting,
Antwerp, Belgium. Neuroradiology. 53, Suppl 1, S53.
Lukáts O. – Bujtár P. – Sándor G. K. –
Barabás J. (2012): Porous Hyroxyapatite and Aluminium-Oxide Ceramic
Orbital Implant Evaluation Using CBCT Scanning: A Method for in Vivo
Porous Structure Evaluation Monitoring. International Journal of
Biomaterials. Article ID 764749, 9 pages, doi: 10.1155/2012/764749.
Orgován G. – Noszál B. (2012): NMR
Analysis and Microscopic Protonation Constants of Streptomycin.
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 59:78-82
Prókai A. – Fekete A. – Bánki N. F. –
Müller V. – Vér A. – Degrell P. – Rusai K. – Wagner L. – Vannay A. –
Rosta M. – Heemann, U. – Langer R. M. – Tulassay T. – Reusz G. – Szabó
A. J. (2011): Renoprotective Effect of Erythropoietin in Rats
Subjected to Ischemia/Reperfusion Injury: Gender Differences. Surgery.
150, 1, 39–47.
Szilvási I. – Varga Z. – Buga K. – Takács
E. – Valent V. – Dabasi G. (2011): Comparative Diagnostic Value of
Tc-99m and In-111 Labelled Somatostatin Analogues for Somatostatin
Receptor Scintigraphy. Preliminary Results. European Journal of
Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 38, Suppl 2, S381.
Törő K. – Halász J. – Marcsa B. – Biczó D.
– Nemeskéri Á. (2011): Cervical Pulmonary Herniation Due to Blunt
Chest Trauma. Legal Medicine. 13, 301–303.
Weszl M. – Skaliczki G. – Cselenyák A. –
Kiss L. – Major T. – Schandl K. – Bognár E. – Stadler G. – Peterbauer
A. – Csönge L. – Lacza Zs. (2012): Freeze-dried Human Serum Albumin
Improves the Adherence and Proliferation of Mesenchymal Stem Cells on
Mineralized Human Bone Allografts. Journal of Orthopaedic Research.
30, 489–496.
|