Magyarok a robotsebészet megújulásáért
Képzeljük el, hogy egy orvos New Yorkban ül, monitorát nézi, miközben műti a Tokióban fekvő beteget. Ez a mai orvostudományban már nem is számít akkora csodának. A magyar szürkeállománynak köszönhetően lehet, hogy a közeljövőben az ilyen műtéteknél kézzel is tapinthatóvá válik a beteg. De hogyan is? Most magyar részvétellel sikerül ismét jó hírnévre szert tennünk, ugyanis az MTA-SZTAKI, az MTA-MFA és a PPKE-ITK kutatói egy közös spin-off cégen ( Tactologic Kft. ) keresztül olyan eszközt hoztak létre, amely nagymértékben előmozdíthatja a robotszebészet fejlődését. (szerk: A spin-off cégek olyan innovatív kisvállalkozások, amelyeket egy egyetem vagy kutatóhely alkalmazottai alapítanak saját kutatási eredményeik piacosítása érdekében.)
A projektben résztvevő intézetekről érdemes néhány szót ejteni. Az 1973 óta működő MTA-SZTAKI (Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet) alap- és alkalmazott számítástechnikai kutatásokkal foglalkozik, míg az idén 50. jubileumát ünneplő MTA-MFA (Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet) fő feladatai között a komplex funkcionális anyagok kutatása és alkalmazása szerepel. PPKE-ITK (Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Kar) 2001-es alapítása óta a modern csúcstechnológiák két fontos területével foglalkozik: az információs technológiákkal és a biotechnológiákkal. A kutató-egyetemi fakultáns sikeresen "kapcsolja össze" a tudományt és az ipart. E három intézet kutatói által kifejlesztett tapintásérzékelő tömbök akár többirányú orvosi alkalmazást is lehetővé tesznek.
Miért pont TactoLogic?
ujjra szerelhető
tapintásérzékelő termékA TactoLogic elnevezés két angol szó összevonásából keletkezett: a tacto- előtag (a tactile szóból származtatva) a tapintásra, tapinthatóságra, a logic a feldolgozásra, a tapintásérzetnek a megértésére utal.
A magyar találmány olyan ujjra szerelhető tapintásérzékelő tömb, amelynek segítségével a mesterséges tapintásérzet szoftveresen értékelhető, elemezhető.
Ily módon a szubjektív emberi tapintáshoz objektív mérőszám rendelhető pl. fizikális diagnosztikai alkalmazásokban. Ha az orvos felhelyezi ujjbegyére a tapintásérzékelőt és megvizsgálja vele a pácienst, akkor információt nyer a tapintott felületről. Az így nyert adatok egy szoftver segítségével utólag kiértékelhetők.
A teljes rendszer három részből áll: tapintásérzékelő tömbökből, kiolvasó, illetve feldolgozó áramkörből és értékelő szoftverből.
A mesterséges tapintásérzékelő működése
A tapintásérzékelő tömbök két változatban készülnek: a 2x2-es típus 4, a 8x8-as 64 elemi érzékelő egységből áll. Egy érzékelő elem átmérője kb. 300 mikrométer, így a teljes érzékelő felület egy ujjbegynyi területen elfér mindkét változatban. Érdekesség, hogy a látással ellentétben - ahol több millió csapocska és pálcika felelős a teljes vizuális kép kialakításáért - a tapintásnál már 64 érzékelővel hatékonyan megközelíthetjük a saját ujjbegyünk térbeli felbontását.
Az érzékelő tömbök minden eleme az adott érintkezési pontban ható erő különböző komponenseit méri. A rendszer különlegessége, hogy nem csak a felületre merőleges, hanem azzal párhuzamos, oldalirányú erőket is képes mérni, ami világviszonylatban is egyedülálló.
A szenzortömb által nyert információt egy kiolvasó áramkör dolgozza fel. A szűrt, digitalizált jelek a számítógépbe továbbítva egy speciális szoftver segítségével jeleníthetők meg. A megjelenítési formák természetesen többféle alkalmazási területre adaptálhatók, hiszen az egyébként több ezer dolláros műszernek nem csak egészségügyi, hanem más ipari jellegű alkalmazása is lehetséges.
A jövő útján
A távsebészet a XXI. században nem újdonság: az orvos virtuális térben, számítógép előtt ül, a monitorját nézi és a másik városban, sőt másik országban fekvő betegét egy robotkar segítségével műti.
Az orvosi technológia mára eljutott odáig, hogy az ilyen beavatkozásokhoz szükséges minden protokoll és kommunikáció tökéletesen működik, ugyanakkor a legtöbb orvos igényelné a vizuális információ mellett a tapintásérzet közvetítését is. Ehhez két konkrét feladatot kellene megvalósítani: egyrészt fel kell ismerni tapintásérzékelők segítségével, hogy mi is történik a betegnél, másrészt tapintáskijelzőre lenne szükség, hogy azon keresztül az orvos a saját bőrén érezhesse a távtapintásból nyert információt.
Ezt úgy lehet elképzelni, mint a látásnál a kamera és televízió együttesét: lenne egy tapintásérzékelő (ez a kamera) és a tapintáskijelző (ez a televízió). Ennek megoldásán dolgoznak a kutatók, s elképzelhető, hogy rövid időn belül elérhető lesz. Ebbe az irányba fejlődhet tovább a robotsebészet.
Mi mindenre lehet még alkalmazni tapintásérzékelőt?
érző felületének mikroszkópos képeAz eszköz hasznos lehet az endoszkópos alkalmazások területén is, ahol olyan helyről kell az orvosnak információhoz jutnia, amely csak invazív beavatkozással érhető el.
Ha a szervezetbe bejuttatott endoszkóp tapintásérzékelőt is kapna, akkor a képi információ mellett a tapintási információ is elérhetővé válna az orvos számára, ami óriási előrelépést jelenthetne a diagnosztikában.
A különféle orvosi vizsgálatokban szintén van a műszernek létjogosultsága. A mesterséges tapintási információ által számszerűsíthetővé válnának pl. a prosztata vizsgálat eredményei, hiszen a tapintásnak objektíven mérhető paraméterei lennének. Hosszú távon szép alkalmazás lehetne a végtagsérültek protézisébe integrált tapintásérzékelő is. Ehhez viszont meg kell oldani az érzékelők és az idegrendszer összekapcsolását, ami egyelőre nagyon távoli cél.
