Sokan azt állítják, ma már szinte bármilyen műszert képesek vagyunk építeni, a legtöbb fizikai paraméter jól mérhető ami a hétköznapi életben felmerülhet. Ez a műszaki világban nagyjából valóban így is van. Egyszerűen azért, mert a műszaki fejlesztések eleve valamilyen meglévő mérésen alapulnak, a gépek, eszközök sorozatgyártását megelőzően a funkcionalitást normál esetben az elvi működés igazolására hivatott mérési sorozat validálja. De még sok olyan terület létezik, ahol csak kezdetleges műszereink vannak, többnyire azért, mert nem egyetlen paramétert kellene mérni, hanem több különféle jellemző együttes változását. Az egyik legnehezebb téma ami felvetődhet, az a betegségek diagnosztizálása. Első körben ritkán hagyatkozunk műszerekre, ehelyett emberek végzik a diagnosztikát. Nagy gyakorlatot igényel, nem véletlen, hogy a szakembereket sok éven át képezik az egyetemeken és még azután is különféle szakvizsgákat kell tenni és továbbképzéseken kell részt venni ahhoz, hogy valaki jó diagnoszta orvos lehessen, naprakész tudással.

Sok betegség tünete hasonló és ami még ennél is rosszabb, hogy ezek műszeres vizsgálata igen bonyolult, néhány esetben nagy méretű berendezéseket igényel, ráadásul nem létezik univerzális diagnosztikai berendezés. Mert még a nagy méretű berendezésekkel is többnyire csak egy, vagy néhány betegség diagnosztizálható, illetve nem is maga a betegség, hanem a betegség által kiváltott elváltozás. Az eredmények kiértékeléséhez továbbra is emberi közreműködésre van szükség. Bár már próbálkoznak képfelismerő és egyéb algoritmusok használatával, azért a végső szót minden esetben embernek kell kimondania.

Az „orvosi trikorder” amely minden betegség diagnosztizálására alkalmas, ahogyan az a Star Trek sorozatban látható, egyelőre csak a sci-fi világában működik. Pedig egy, ilyen mindent mérő detektorral naponta szkennelhetné mindenki saját magát, aztán ha a mérések valamilyen elváltozást észlelnek, akkor a betegség „egynapos” korában már meg is indulhatna a kezelés.

Vajon mekkora ugrás kellene ahhoz, hogy a diagnosztikát felgyorsíthassuk, hogy időben, megbízhatóan detektálni tudjuk a különféle betegségeket és ezzel a szükséges kezeléseket a lehető leghamarabb elkezdhessék a szakemberek? Egy tünetmentes ember már hordozhat valamilyen vírust a szervezetében, ami csak napokkal vagy hetekkel, sőt talán csak évekkel később okoz felismerhető elváltozásokat. Pedig egy időben felismert betegség sokkal könnyebben gyógyítható és nem okoz szövődményeket. Az emberek nem esnek ki a munkából, nem dőlnek ágynak, ez pedig a gazdaságnak is jót tesz ugyebár. Kevesebb műtéti beavatkozásra lenne szükség, ami kevesebb kiadást jelentene a társadalomnak. De a legfontosabb, hogy az emberek nem szembesülnek a betegségekkel súlyosabb formájukban, ami a közérzetüket nem rontja le és pszichésen sem terheli a családjukat. Számtalan előnye lenne, ha az elváltozásokat már kezdeti fázisukban megtalálnánk, és azonnal meg is kezdhetnénk a kezelést, kezdve a kevésbé veszélyes náthától a legsúlyosabb elváltozásokig.

Először is szükség lenne minden változó pontos ismeretére, hogy pontosan mit is akarunk mérni, és ezeknek mi a fizikai megfelelője? Egyáltalán, lefordítható-e mindez a fizikai jellemzők mérésére? Vagy léteznek-e olyan jellemzők, melyek nem fizikai változást okoznak, de ezeket is mérni kellene?

További probléma, hogy esetleg csak képalkotó eljárásokkal lehet kimutatni bizonyos folyamatokat, amilyen például a CT vagy az MRI, mert egyébként fizikailag nem változik a szervezetben semmi, mégis a folyamatok betegséghez vezethetnek. Mondhatjuk, hogy az is fizikai változás, ha egy belső szervnek a mérete, helyzete megváltozik, de ez pusztán külső mérésekkel nem kimutatható.

Emellett az előzményeket is ismernünk kellene. Nincs két pontosan egyforma szervezet, még az egypetéjű ikrek sem száz százalékban egyformák. Az embereknek más méretűek lehetnek a szervei és ezek időben is változhatnak, ezért egyetlen mérésből nem lehet megállapítani, hogy valakiben esetleg kóros elváltozás lépett fel, hacsak nem valamilyen triviális elváltozásról van szó. De amikor egy változás elkezdődik, akkor azt sokszor csak az adott ember előző méréseit tartalmazó adatcsomag alapján lehetne egyértelműen beazonosítani, hiszen a változás kezdetben kismértékű lehet. És még így sem biztos, hogy kóros elváltozásról van szó, esetleg csak az életkorral, vagy megváltozott étrenddel, sporttal, stb. összefüggő természetes változásokat detektálunk. Így tehát a mérések gyakoriságát is növelni kellene, nem elegendő az évenkénti egyszeri vizsgálat, sokkal gyakrabban, talán havonta, vagy hetente el kellene végezni bizonyos méréseket, ha nem is mindenre kiterjedően, de legalább a fontosabb mutatókat figyelve folyamatosan monitorozni kellene az embereket a megfelelő eredmény eléréséhez. És lehetőleg nem invazív beavatkozással, mert senki nem szereti ha valami tűvel böködik és állandóan vért kell adnia – nem mellesleg ez könnyen fertőzések melegágya lehet, de legalábbis nem kívánatos sebeket ejtenénk napi szinten.

Milyen műszert kellene tehát építenünk? Bizonyos esetekben vannak egyértelmű és mindenkire egyaránt érvényes tünetek, amelyek valamilyen kóros elváltozást jeleznek, ilyen például a láz, vagy kiütések, duzzanatok megjelenése. Ezeknek a detektálása elvileg már megoldott, vannak lázmérőink, lehet a bőr felszínéről képeket készíteni és ezeket kiértékelheti egy számítógépes program is elég megbízhatóan. De például a láz esetében a kiváltó okokat már sokkal nehezebb meghatározni, hiszen lehet egy egyszerű megfázás, de lehet akár sokkal súlyosabb betegség is a háttérben.

A diagnosztizálást nehezíti, ha nem egyetlen kiváltó oka van az elváltozásoknak, hanem többféle betegség is felüti a fejét. Ilyenkor a tünetek összeadódhatnak, vagy egy olyan betegség szimptómáit mutathatják, ami nincs is jelen, ez pedig félreviheti a diagnózist.

Hány fajta paramétert kellene mérnünk? A nyilvánvaló hőmérséklet, szín, PH-érték, vérnyomás, tüdőhang és szívritmus mellett mennyi olyan jellemző van, ami kell a biztos diagnózishoz? Szükség van-e kémiai vizsgálatokra? Van-e olyan vizsgálat, ami akár káros is lehet a szervezetre? Ez utóbbi kérdésre a válasz nyilvánvalóan igen, hiszen például nem lehet valakit naponta röntgenezni, ez már önmagában betegséghez vezethetne. Ki tudjuk-e váltani ezeket a veszélyes vizsgálatokat más, veszélytelen, de legalább ennyire megbízható eljárásokkal?

És még mindig itt van a legnehezebb kérdés: a meglévő adatok alapján valóban a megfelelő diagnózist állítjuk fel? Mi van, ha tévedünk? Tudunk-e többféle diagnosztikai eljárást kidolgozni, hogy több adatunk legyen és egymástól független módszerekkel is igazolni tudjuk a következtetéseinket?

Hogy állunk érzékelők tekintetében? Van már minden mérendő paraméterhez megfelelő pontosságú detektorunk? Otthoni körülmények közötti mérések elvégzésére már léteznek eszközök, ezek egy része elég megbízhatóan működik. Például a vérnyomás és szívritmusmérő kis kompakt berendezések már régóta jó szolgálatot tesznek és az áruk is viszonylag alacsony. Vagy a véroxigénszint mérő műszerek mint önálló mérőeszközök elég jól elterjedtek. De a legösszetettebb mérési feladatokat ellátó okosórák is lassanként teret hódítanak, azonban ezek már a drágább készülékek közé tartoznak. Az okosórákkal monitorozható a szívritmus, véroxigénszint, alvásciklus, fizikai aktivitás (lépésszámláló, vagy valamilyen sporttevékenység), EKG – ez utóbbi akár huszonnégy órában – vérnyomás, vércukorszint, testhőmérséklet. A mért adatokat egy külső eszközre, például telefonra telepített program képes az órából kiolvasni, elemezni és elmenteni egy későbbi, orvossal való konzultációra. Riasztások is beállíthatóak, amennyiben valamely érték súlyos elváltozást mutatna. A mérések pontossága még nem éri el a professzionális, direkt erre a célra fejlesztett nagy méretű orvosi készülékek pontosságát, de alapvető információk, tendenciák kimutatásához általában elegendőek.

A kívánatos az lenne – mondhatnánk – hogy ezeket az eszközöket a háztartások, illetve mindenki akinek csak szüksége van rá, gyakorlatilag ingyen, vagy egy jelképes összegért megkaphassa, ezzel lehetővé téve mindenkinek az egészségügyi paraméterei monitorozását.

Ezek az eszközök nagyon is hasznosak tudnak lenni rengetegféle betegség korai felismerésében, azonban például egy a szervezetben jelenlévő vírus kimutatására a szenzoraik nem alkalmasak. Persze gyanú esetén, vagy rendszeresen lehetne további kiegészítő teszteket végezni, mintegy házi PCR teszt (polimeráz láncreakción alapuló teszt), amely minden ismert vírusra kiterjedő adatbázissal a háttérben a kórokozók után kutatna. Ehhez azonban valószínűleg vérmintára is szükség lenne és még így sem lenne garantált minden esetben a sikeres detektálás.

 

Létezik egy másik megközelítés, amely szerint nem külső eszközökkel, hanem a szervezetbe bejuttatott apró gyógyító entitások, nanorobotok segítségével lenne leküzdhető minden betegség és kóros elváltozás. Ezek az apró gépek a véráramban keringve mindenhová eljuthatnának és azonnal beavatkoznának ha valahol problémát találnak. Ennek az lenne az előnye, hogy a kívülről nehezen mérhető paramétereket ott helyben monitoroznák a robotok, ezáltal minimálisra csökkentve a késlekedést a betegségek felismerésében. Gyakorlatilag mire valamilyen kívülről is mérhető elváltozás alakulna ki, addigra ezek a gépek már meg is oldanák a problémát. Bizonyára többféle ilyen nanorobotra lenne szükség, az egyik például a vírusokkal venné fel a harcot, míg a másik típus a sejtek működését figyelve felügyelné a szervezet egészséges működését. Egy harmadik típus blokkolhatná a szervezetbe bekerülő méreganyagok felszívódását a bélrendszerben, egy negyedik a külső sérülések azonnali regenerációját segítené, és így tovább.

Első látásra ez a megoldás sokkal hatékonyabbnak tűnik, azonban itt is felmerülnek problémák. Például a nanorobotsereget időnként frissíteni kellene, hogy az újabb vírusokkal is fel tudják venni a harcot, vagy adott esetben egy részüket le is kellene cserélni. Működésükhöz energiára van szükség, amit természetesen a szervezettől vonnának el, így megnőne az emberek energiaigénye, talán nem számottevően, de akkor is valamilyen módon ezt is biztosítani kellene. Aztán ami elromolhat, az el is romlik – szokták mondani – és ez valóban így is van. Ha egy egyébként gyógyításra programozott robot valami miatt hibásan kezd el működni, akkor kellene lennie egy biztonsági eljárásnak, amivel a robot kikapcsolható, nehogy több kárt okozzon, mint amennyi hasznot hajt.

 

Van itt még egy probléma, ami komoly fejfájást okoz minden szakembernek, nevezetesen, hogy minden betegségre jelenleg nem létezik gyógymód. Még ha sikerül is viszonylag korai stádiumban felismerni, hogy miféle elváltozással állunk szemben, akkor sem tudnánk mindegyiket meggyógyítani, mert egyszerűen nincs mindenre kidolgozott, megbízható eljárás. Természetesen a tudomány folyamatosan fejlődik és most úgy tűnik, hogy belátható időn belül valóban minden ismert betegségre lesz gyógyír, de egyelőre ez nem így van. A kutatók próbálnak mindent bevetni a mesterséges intelligenciától a génmódosított vírusokon és nanorobotokon át a 3D nyomtatott szervekig, azonban senkinek a zsebében nincs ott a bölcsek köve. A vírusok folyamatosan mutálódnak, új törzsek jelennek meg, amelyek egyre újabb kihívásokat jelentenek a területen dolgozó orvosoknak és szakembereknek. Az átlagéletkor növekedésével korábban ritkának számító betegségek egyre gyakoribbá válnak, az időskori betegségek hétköznapi problémává avanzsálódnak, amely előbb-utóbb a teljes népesség számára gondot jelent.

Eszerint nem elegendő a betegségeket felismerni és kezelni, hanem a szervezet „természetes” elhasználódásából adódó elváltozásokat is valahogy kezelni kellene. A sejtekben lévő DNS folyamatos degradálódása, a sejtosztódások során fellépő másolási hibák és a külső hatások miatt fellépő leépülés egyre inkább dominánssá válik, az ízületi kopás vagy az izomszövet fokozatos gyengülése éppúgy a szervezet leépüléséhez vezet. Az emberi szervezetnek vannak saját javító mechanizmusai, azonban a DNS-ben fellépő hibák gyakorisága nagyobb, mint ezen hibajavító eljárások regeneráló képessége, emiatt pedig idővel elkerülhetetlenül felhalmozódnak a hibásan, vagy egyáltalán nem működő sejtek, esetleg kórosan működő, rákos sejtek alakulnak ki. Elvileg ezt is lehetne kezelni, hiszen a szervezet minden sejtjében (kivéve az örökítő sejteket) jelen van a teljes génállomány, így kellő számú mintát véve statisztikai alapon meghatározható, hogy mi lehetett az eredeti, jól működő DNS, esetleg minden emberből születésekor mintát lehetne venni és elmenteni későbbi felhasználásra. Ehhez azonban nagy pontossággal kéne ismerni a teljes emberi genomot. Ekkor lehetséges lenne egy olyan javító mechanizmus szervezetbe juttatása, amely az eredeti DNS-nek megfelelően visszaállítaná minden egyes sejtben a hibátlan, vagy legalábbis az örökölt genomot. Természetesen a veleszületett rendellenességeket is kijavítva, ha voltak ilyenek.

 

Na, hát ennyi az egész. A feladatok adottak, már csak ki kell dolgozni a megoldásokat aztán letesztelni és bevezetni a hétköznapi gyakorlatba