Interjú Dr. Maurovich Horvat Pállal, a Semmelweis Egyetem Orvosi Képalkotó Klinika igazgatójával
Az emberi szervezet olyan részleteit is látjuk, amelyeket korábban nem tudtunk megjeleníteni
Transzformáció zajlik a medicinában is a mesterséges intelligencia és az új technológiák hatására, kiváltképp így van ez a képalkotó eljárások esetében, ahol rendkívül dinamikusan változik a többi közt az is, hogy mit és mennyire jól látnak a radiológusok.
Medical Online: Nagyjából egy évvel ezelőtt egy új eljárással működő CT-t telepítettek a Semmelweis Egyetemre a világon telepített 25 gép egyikeként. Mit tud pontosan ez a gép a korábbiakhoz képest?
Maurovich Horvat Pál: A képalkotás talán az egyik leggyorsabban fejlődő része a medicinának. Az egyetemen egy éve telepített új photon-counting (fotonszámláló) CT valóban egyedülálló berendezés Magyarországon és a régióban is, és jól szemlélteti azt a mérnöki teljesítményt, amely lezajlott a képalkotó berendezések területén az utóbbi időben. 2005 környékén vált elérhetővé a többszeletes képalkotás. Az első CT-berendezések 4 és a 16 szeletes CT-k voltak, ezek már kellő pontossággal, térbeli és időbeli felbontással tudtak lefényképezni egy mozgó szervet, pl. a szívet ahhoz, hogy abból diagnosztikus információt kapjunk. A szelet azt jelenti, hogy hány réteg felvételt készít a gép egy körbeforgással. Kezdetben egy szelet 1 mm-es felbontású volt, majd eljutottunk a 0,6 – 0,8 mm-es szeletvastagságig, ez volt az a térbeli felbontás, ami az elmúlt 20 évben elérhető volt. Itt két lépésben alakul át a röntgenfoton elektromos jellé az energiaintegráló detektornak köszönhetően, mert először a röntgenfoton fényvillanássá alakul, ezt egy fotódióda érzékeli, és ebből lesz az elektromos jel.
Ehhez képest jelent nagy technológiai áttörést az az új eljárás, amely egy kvantumtechnológiai fejlesztés eredménye: a fotonszámláló detektor. Az itt alkalmazott, gépbe épített detektorpanel egyesével képes a röntgenfotonokat számolni, vagyis másodpercenként több százmillió fotont számol négyzetmilliméterenként. A röntgenfoton egy lépésben alakul elektromos jellé ebben az új típusú detektorban, szemben az előbb említett, hagyományos technológiájú CT-k esetében, ahol ez két lépésben történik. Valószínűleg 10 év múlva az összes CT-nek ilyen detektora lesz.
MO.: Mit jelent ez a technológiai fejlesztés a betegek oldaláról?
M-H. P.: Praktikusan ez egy olyan előrelépés, mint amikor a fekete-fehér televíziót cseréltük le színes készülékekre. Ez a színes fotográfia, vagyis nem csak az intenzitását tudjuk detektálni a röntgenfotonoknak, hanem a spektrumát is, a színeket. Tudjuk számolni és osztályozni is őket. Ez a beteg számára azt jelenti, hogy sokkal kisebb sugárdózissal tudunk dolgozni és sokkal jobb felbontású képet tudunk készíteni. Említettem korábban, hogy az elmúlt 15 évben a CT-képek felbontása praktikusan nem változott. Most van egy áttörés, mert itt le tudunk menni 0,1 mm felbontásig, vagyis olyan betegeket is meg tudunk CT-vel vizsgálni, akiket eddig nem tudtunk, olyan pici erekbe is be tudunk nézni, ahova korábban nem volt lehetőségünk.
MO.: Az alacsonyabb sugárdózis mit jelent pontosan?
M-H. P.: A háttérsugárzás Budapesten egy év alatt nagyjából 3-4 millisievert (mSV). Egy emlőszűrés is 2-3 mSv, de egy régebbi gép esetében akár 20-30 mSv-ig is terjedhet egy CT-felvétel. Az új, fotonszámláló CT esetében ez mindössze 0,5 mSv. Nagyon fontos, hogy jó gépekkel és megfelelő protokollokkal dolgozzunk, csak akkor készüljön és csak arról a területről képalkotás, amikor és amiről mindenképpen szükséges. Egyébként, ha repülővel átugrunk New-Yorkba kirándulni, az két mellkasröntgennek megfelelő sugárterhelést jelent a szervezetnek a magasabb dózisú kozmikus sugárzás miatt.
MO.: A fotonszámláló CT elsősorban a kardiológiai megbetegedések vizsgálatában hozhat áttörést?
M-H. P.: Ez nem csak a világ legjobb szív CT-je, de a világ legjobb CT-je is: a daganatos megbetegedések korai diagnosztikájára, a tüdőbetegségek, apró eltérések detektálására is nagyszerűen alkalmazható. Gyakorlatilag újradefiniálja a betegségek detektálásának időpontját, pontosítja a betegek utánkövetését, illetve sokkal hamarabb láthatjuk, hogy egy terápia hatékony-e vagy sem egy beteg esetében. Nagy előrelépést jelent abban, hogy meg tudjuk állapítani, mi zajlik a szív koszorúerébe beültetett pici fémháló (sztent) belsejében, ahova az eddigi CT-kel elég nagy kihívás volt „benézni”, vagy képet tudunk alkotni a meszes koszorúerekről is, amelyekről eddig nem születtek használható felvételek. Egy klinikai vizsgálat során megnéztük, hogy ezzel a géppel valóban pontosabbak vagyunk-e, kevesebb esetben kell-e a képalkotó vizsgálat után a beteget szívkatéteres laborba küldeni. Az eredményeink szerint 50 százalékkal kevesebb esetben kellett továbbirányítani a betegeket szívkatéteres vizsgálatra a hagyományos detektorral rendelkező szív-CT-hez képest, mert egész egyszerűen ezzel a géppel jobban látunk.
MO.: Hogyan tudja az új technológia segíteni a betegségek korábbi detektálását?
M-H. P.: Magyarországon a szív és érrendszeri megbetegedések még mindig vezető haláloknak számítanak, és sajnos az ezzel a problémával küzdő betegek harmada még mindig meghal, mert egy koszorúér-elzáródásnak az első tünete gyakran maga a hirtelen szívhalál. Tehát ahhoz, hogy ezeknek a betegeknek javítani tudjuk a halálozási statisztikáit, ahhoz a személyre szabott prevenciót kell javítani, ennek az egyik eszköze ez az új CT. Ezzel ugyanis bele tudunk nézni a koszorúerekbe minimális sugárdózissal, azonosítjuk a legkisebb eltéréseket és időben el tudjuk kezdeni kezelni a beteget, meg tudjuk előzni a szívinfarktust. Az én kutatócsoportom fő témája a koszorúér-plakkok vizsgálata és a veszélyes plakkok időben történő azonosítása, a fő cél, hogy felismerjük a betegeket, még mielőtt szívinfarktust szenvednének el.
Az új CT beszerzése természetesen sok energiát és anyagi erőforrást is igényelt. Abban, hogy az új fotonszámláló CT a világpremier napján már a Semmelweis Egyetemen volt a világon telepített 25 gép egyikeként, annak is köszönhető, hogy már a beszerzést megelőző két évben levelezést folytattunk kutatócsoportokkal, partnerekkel az új technológia nyújtotta lehetőségekről. Nélkülözhetetlen volt az egyetem támogatása is, ugyanis ez a CT a hagyományos, 128 szeletes CT-nek a nyolc-tízszeresébe kerül.
MO.: A megelőzésnek fontos előfeltétele a szűrővizsgálatokon való rendszeres részvétel. Önöknek mik az ezzel kapcsolatos tapasztalataik?
M-H. P.: A CT alapú szűrővizsgálatok nagy része Magyarországon még gyerekcipőben jár amellett, hogy vannak már jól beépült vizsgálatok is. Rendszeresen végzünk mammográfiát, de egyre gyakoribb a virtuális kolonoszkópia vizsgálat (CT-alapú vastagbél-tükrözés) is, mint ahogy kezd beépülni a low dose (alacsony sugárterheléssel járó) mellkasvizsgálat is. A Harvard Egyetemmel együttműködésben most egy olyan mesterséges intelligencia (AI)-algoritmus fejlesztésén dolgozunk, amely a low dose mellkasröntgen-felvételeken egyébként „mellékesen” látható szívről másodpercek alatt meg tudja mondani, hogy van-e, és ha igen, milyen fokú a koszorúér-meszesedés. Ha ilyen látható, akkor a betegnél koronária-CT-t lehet végezni fotonszámláló berendezéssel. Az edinburgh-i társ-kutatócsoport egyébként már most dolgozik azon, hogy panaszmentes, 50 éves kor feletti populációnál is bevezesse a szív-CT-t, mint szűrővizsgálatot. Ilyen irányba mozdul a szakma.
MO.: Tavaly októberben számoltak be az egyetem és az Ulyssys Kft. közös kutatás-fejlesztési projektjéről, amelyben az AI deep learning segítségével támogatják a radiológusok munkáját a daganatos megbetegedések korai felismerésében. Milyen területeken zajlik még a mesterséges intelligencia (MI), a neurális hálók bevonása a folyamatokba?
M-H. P.: Az MI az egész életünkre hatással lesz, így van ez a medicinában is. Most dolgozunk egy gerinctörés-algoritmuson, amelyben egy neurális háló a háttérben folyamatosan elemzi a CT-felvételeket, és ha lát egy törést, akkor jelez a radiológusnak. Minden olyan felvétel esetében, ahol látszik a gerinc, de mondjuk a fő kérdés nem a gerincen van, és ezért lehet, hogy a radiológus észre sem venné a törést, mert nem ezért történt a felvétel.
Merkely Béla professzor, az egyetem rektorának vezetésével létrehoztuk a nemzeti kardiovaszkuláris képalkotó hálózatot, amelynek köszönhetően az ország összes katéteres és szív-CT-laborjában azonos központi informatikai platformon történik a leletezés. Ebben óriási lehetőségek vannak a neurális hálók tanítására, és bízunk benne, hogy ezen leletek és képek felhasználásával egy idő után arra is meg tudjuk tanítani az MI-t, hogy megjósolja, mely plakkok okoznak végül szívinfarktust. Így ugyanis lehetőségünk lesz arra, hogy kövessük a szívinfarktust elszenvedő betegek korábbi szív-CT-felvételeit, és így a MI megtanulhassa, hogy milyen képi azonosságok vannak a szívinfarktust okozó plakkok képi megjelenésében. Ennek a projektnek a kutatási fázisa még egy-két év.
MO.: Jelenleg az MI-t felülvizsgálja a radiológus?
M-H. P.: Manapság még igen, bár már vannak olyan termékek, szoftverek, ahol nem is szükséges orvosi felülvizsgálat, csak akkor, ha 90 százaléknál kisebb a megbízhatósága a döntésnek. Az MI a képalkotási láncnak minden részében ott lesz – beleértve az összes képalkotási eljárást –, vagy már ott van most is a beteg előjegyzésétől a prognózisig. Ezek nagyon jól gyorsítják és hatékonyabbá teszik a munkát.
MO.: Milyen hatással lesz az MI a radiológusok munkájára?
M-H. P.: Nagyon átírja a medicinát, a radiológusok inkább konzultánsokká fognak válni. A képalkotás előtti konzultációban, a különlegesebb eseteknél, a képalkotás utáni konzultációban lesz szerepük. A radiológusok idejének nagy részét most is a multidiszciplináris teamekben való részvétel teszi ki, konzultáció a műtéti beavatkozás optimális módjáról, a terápiás eljárásról, stb. Ha a gépek átveszik a rutint a radiológustól, akkor a kollégákkal és a beteggel is több idő marad konzultálni, tehát újra bekövetkezhet a deep medicine időszaka, amikor még mélyebb volt az orvos-beteg kapcsolat. Az orvosoktól az adminisztráció nagy részét is átveszi majd mesterséges intelligencia, így lesz idő beszélgetni a betegekkel.
MO.: Milyennek látja a képalkotó berendezések gépparkját a magyar egészségügyben?
M-H. P.: Én úgy látom, hogy a kórházak többségében jó és modern gépek vannak, de egy magánellátó üzleti modelljébe nyilván nem fér bele egy photon-counting CT-t beszerezni. Én, ha magánorvosi ellátásba mennék, az egyetem magánellátását választanám. Ugyanis van szabad gépidő a korai reggeli, esti órákban és a hétvégi napokon, amikor magánellátás keretei között is lehet az egyetemre jönni, ahol a legjobb gépek és kellő szakértelemmel rendelkező személyzet várja a betegeket.
