– Újabb mérföldkőhöz érkezett a sztereokonverter és a körülötte kialakult, Stereomedical rendszer néven ismert háromdimenziós megjelenítő, mérő, modellező és műtéti navigációs rendszer fejlesztése – nyilatkozta lapunknak Stuber István.
A magyar feltaláló elmondta, hogy a sztereokonverter alkalmazása jelentősen kitágítja azokat a határokat, amelyek eddig szigorú korlátokat szabtak az optikai nagyítórendszer működésének.+
A berendezés ugyanis úgy növeli meg ötszörösen azok nagyítását, hogy a nagyító mélységélessége változatlan marad. Ily módon egy adott nagyításhoz lényegesen nagyobb mélységélesség társul, mint az a konvencionális nagyítórendszerek esetében lehetséges. Ez pedig alapjában ellenkezik az optikának azzal a szabályával, amely szerint a nagyítás és a mélységélesség egymással fordítottan arányos.
A mélységélesség alatt – magyarázta az orvos feltaláló – azt a térbeli réteget értjük, amelyet az adott nagyítóval egyidejűleg élesen le lehet képezni. Az, hogy a mélységélesség a nagyítás növelésével rohamosan csökken, mindenekelőtt a mikroszkóp alkalmazását korlátozza jelentős mértékben, hiszen ennél az eszköznél a mélységélesség már mikronos nagyságrendű.
Ez a mikroszkópos vizsgálatok miden területén komoly nehézségeket okoz, hiszen a leképezett szövettani struktúrák – például hajszálér- vagy idegsejthálózatok – térbeli kiterjedése általában nagyságrendileg haladja meg az optikai eszköz mélységélességét, s így azok áttekintése csak folyamatos fókuszálással, az objektív állandó mozgatásával lehetséges.
Ezek a nehézségek hatványozottan jelentkeznek akkor, ha a mikroszkóp leggyakrabban alkalmazott változata, az úgynevezett sztereomikroszkóp vagy operáló mikroszkóp alatt valamilyen beavatkozást, például orvosi műtétet kívánunk végezni. Ennek az eszköznek a nagyítása eddig eleve nem léphetett át egy bizonyos határt, hiszen efölött a műtéti területet már nem lehetett a mélységélességen belül tartani, s ez egy műtétnél megengedhetetlen.
Ezt a korlátozást enyhítheti jelentős mértékben, ha a sztereomikroszkóp sugármenetébe a sztereokonvertert beiktatjuk, hiszen ekkor számottevő eltolódás jön létre a nagyítás és a mélységélesség korábban szigorúan kötött arányán belül.
Így az operatőrnek tág határok között módja van megválasztani azokat az optimális paramétereket, amelyek mellett a leképezett tér kiterjedése olyan mértékű, amely biztosítja a manipuláció kényelmes és biztonságos lebonyolítását, míg a nagyítás felül is múlhatja a konvencionális operáló mikroszkópok esetében korábban elképzelhető mértéket.
A nagyítás növekedése olyan szintet is elérhet, amely lehetővé teszi, hogy mind kísérleti állatműtétek, mind emberen végzett műtétek során sejteken, hajszálereken, idegrostokon is beavatkozásokat végezzünk, amelyeken az korábban egyáltalán nem volt lehetséges.
Létrejött tehát a nagy nagyítású és egyúttal igen nagy mélységélességű sztereomikroszkóp, amely a mikroszkópos tudományok álmai közé tartozott, de korábban megvalósíthatatlannak tűnt. Ez valóban beláthatatlan távlatokat nyithat meg a klinikai és a kísérleti orvostudomány terén, de ugyanígy a természettudomány egyéb területein is.
Stuber István kitért arra is, hogy a sztereokonverter körül egy olyan összetett, számos rétegből álló háromdimenziós mérő- és modellezőrendszer is kifejlődött, amely a geodézia egy ágazatának, a sztereo-fotogrammetriának a módszereire alapozva, ám azokat az eltérő céloknak megfelelően erősen átalakítva, szemmel látható méretű és mikroszkópos struktúrák mérését és mozgáselemzését egyaránt lehetővé teszi. Így mód nyílik arra is, hogy műtét közben a háromdimenziós látványon belül online térbeli méréseket végezzünk.
A feltaláló kifejtette, mivel maga is orvos és munkatársai közül többen is azok, a sztereokonverter és a Stereomedical rendszer fejlesztésének legfontosabb célja számukra mindenképpen az orvostudomány gazdagítása.
Ám a rendszer alkalmazása mindig automatikusan a természettudomány egyéb ágazataira, többek között a mozgásbiológiára és a sporttudományra is ráterjed. Kétségtelen azonban, hogy volumenét tekintve e térbeli vizsgálórendszer legkiterjedtebb alkalmazási területe a műszaki élet és az ipar lehet.
Ahogy nem kell szakembernek lenni ahhoz, hogy valaki felbecsülje e tudományos vizsgálórendszer felhasználásának jelentőségét az orvostudomány és a biológia területén, az is könnyen belátható, milyen frontáttörést eredményezhet ugyanez például az elektronikai iparban, az integrált áramkörök ellenőrzése vagy a nanotechnológia, illetve a mechatronika területén, ahol a mikroszkópos méretű alkatrészek gyártását és szerelését segítheti elő.
Stuber István hangsúlyozta, hogy a sztereokonverter nemcsak a mikroszkópoknál, hanem az optikai nagyítórendszerek miden fajtájánál alkalmazható, tehát a fényképezőgép-objektívek esetében ugyanúgy, mint a csillagászati távcsöveknél.
Utóbbi esetében a nagyítás ötszörös megnövekedése azt eredményezheti, hogy ugyanazzal a távcsővel ötször messzebbre láthatunk el az univerzumban, miközben az eszköz végtelen mélységélessége nem változik meg, s ez a csillagászat területén is egészen új perspektívákat kínál.
Stuber István kifejezte azt a meggyőződését, hogy ennek a kiterjedt tudományos vizsgálórendszernek a létrejötte kizárólag azért volt lehetséges, mert kezdettől fogva olyan biztos háttér állt mögötte, olyan szilárd alapra támaszkodhatott, amely a feltalálók túlnyomó többségének sajnos nem adatik meg.
Mindig volt olyan cége, ahol alkotótársaival a műszaki berendezéseket fejleszthették, és ami legalább ilyen fontos, a Testnevelési Egyetemen (TE) kezdettől fogva volt olyan laboratóriuma, ahol a rendszer alkalmazásával kapcsolatos tudományos kísérleteket lefolytathatták, az alkalmazás know-how-jának kidolgozása megtörténhetett.
Mint a feltaláló elmondta, ezt a laboratóriumot hosszú időn keresztül szeretett mestere, Frenkl Róbert, a magyar sporttudomány legendás alakja biztosította neki a TE orvostudományi tanszékén.
Tőle a stafétabotot Mocsai Lajos, az egyetem jelenlegi rektora vette át, aki 2003-ban a TE menedzserigazgatója volt, s akivel a háromdimenziós morfológiai és mozgáselemzési laboratóriumot megalapították, amely Stuber István és Páli Jenő neurobiológus vezetése alatt ma is működik.
Ez a szellemi műhely a letéteményese a Stereomedical rendszer további, remélhetőleg töretlen fejlődésének.
A Szentágothai-iskola
Stuber István (jobbra) bár nem tekinti magát agykutatónak, pályafutásának kezdete óta szoros kapcsolatban áll a neurobiológia tudományágával, hiszen medikuskorában a nemzetközi hírű agykutató, Donát Tibor laboratóriumában dolgozott diákkörösként a SOTE anatómiai intézetében, amelynek vezetője akkor Szentágothai János, az agykutatás történetének valaha élt legnagyobb alakja volt. Már ekkor felfigyelt a mikroszkóp nagyítása és mélységélessége közötti ellentétből adódó problémákra, amelyek a nagy idegsejthálózatok vizsgálatakor különösen kiélezetten jelentkeznek. Később ugyanezzel a problémával szembesült a Testnevelési Egyetemen a harántcsíkolt izom kapilláris hálózatának tanulmányozásakor. Véleménye szerint ezek a tapasztalatok jelentősen hozzájárultak a sztereokonverter feltalálásához. A kutató élete legnagyobb megtiszteltetésének tekinti, hogy Szentágothai professzor rendkívül nagyra értékelte a sztereokonvertert és a 3D-s mérőrendszert, valamint tervbe vette, hogy ezeknek az eszközöknek az alkalmazásával felülvizsgálja saját korszakalkotó agykéregelméletét, amiben csak váratlan halála akadályozta meg. (V. K.)