Lézertudomány

Infravörös molekuláris ujjlenyomat-technológia az emberi egészség monitorozására

Egy molekulárisan összetett minta, például az emberi vérplazma ultrarövid infravörös lézerimpulzussal történő gerjesztése olyan rezgést vált ki, amely részletes információt hordoz a minta molekuláris összetételéről és szerkezetéről. A CMF-nél olyan műszereket fejlesztünk, amelyekkel az infravörös elektromos mezőre adott választ a minta által kibocsátott infravörös mezőben rögzíthetjük és érzékenyek a molekuláris összetételében bekövetkező legapróbb változásokra. A módszert az infravörös elektromos mezővel végzett molekuláris ujjlenyomat vizsgálatnak (EMF) nevezzük.

EMF műszereink a legmodernebb ultrarövid impulzusú lézerforrásokon és mérési technikákon alapulnak: a legrövidebb kevesebb, mint egy mezőciklusból álló infravörös impulzusok, a legnagyobb impulzusenergia és hullámforma-stabilitás, valamint a mérnöki munka révén olyan szintű megbízhatóságot és felhasználó-barátságot biztosítanak, amely alkalmassá teszi az EMF-et a való életben való alkalmazásra.

Élettudomány

Az emberi egészség vizsgálata infravörös molekuláris ujjlenyomatokkal

A szisztémás biofolyadékok, például a vérplazma molekuláris összetétele az emberi egészség érzékeny mutatója, és ezért különösen alkalmas az in vitro diagnosztikában az egészségi állapotban bekövetkezett eltérések és betegségek azonosítására. Egy nem invazív lézer alapú diagnosztikai vizsgálatot fejlesztünk ki és tesztelünk, amely a biomolekulák (pl. fehérjék, lipidek, szénhidrátok, aminosavak) molekuláris változásainak kimutatására szolgál.
Nagyszabású, prospektív klinikai vizsgálatok keretében összefüggéseket keresünk az egészség és a betegség, valamint a plazmaminták molekuláris összetétele között. A plazmamintákból mért infravörös ujjlenyomatok összefüggésbe hozhatók az egyének egészségügyi adatai által tükrözött egészségi állapottal. Célunk, hogy az emberi egészségben bekövetkező, orvosilag jelentős változásokat időben észleljük, hogy lehetővé tegyük a betegségek korai felismerését. Ezeket a célokat egy longitudinális kutatás, a Health for Hungary – Hungary for Health (H4H) Programban követjük, és a szív- és érrendszeri betegségek keresztmetszeti eset-kontroll vizsgálatával támogatjuk.

Adattudomány

Egészségügyi adatok által hordozott információk számszerűsítése, összehasonlítása és integrálása

Megvizsgáljuk a fotonikus adatok felhasználásának lehetőségeit az orvosi diagnosztikában, a személyre szabott egészségmegfigyelésben és az élettudományokban. E célból szigorú módszereket alkalmazunk a vizsgálatok és kísérletek megtervezéséhez, integrálva az orvosi statisztika és a gépi tanulás legjobb gyakorlatait. Munkánk során emberi vérplazma infravörös méréseit elemezzük eset-kontroll vizsgálatok keretében, hogy klasszikus gépi tanulási technikákat alkalmazva prediktív modelleket dolgozzunk ki a betegségek diagnosztizálására és szűrésére. Emellett, longitudinális vizsgálatokból származó adatokat használunk fel egy infravörös alapú, személyre szabott egészségmegfigyelő rendszer kifejlesztéséhez.

Elméleti és adatvezérelt megközelítéseket alkalmazva az orvosi döntéshozatal alapvető kihívásaiban is elmélyedünk. Eszközkészletünk az információelmélet, a döntéselmélet és a mesterséges intelligencia (AI) fogalmait tartalmazza, hogy számszerűsítsük az orvosilag releváns információkat a különböző egészségügyi adathalmazokban. Célunk, hogy értékeljük ezek hasznosságát az egészségügyben, és összehasonlítsuk hatékonyságukat az egyén egészségi állapotának pontos felmérésében.