أفيشاي برانسكي ، دكتوراه ، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لـ PixCell - سلسلة مقابلات

أفيشاي برانسكي ، دكتوراه ، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة بيكسل، خبير في علم الموائع الدقيقة ، ولديه خبرة صناعية واسعة في الفيزياء التطبيقية والبرمجيات وهندسة النظم. وهو أحد مخترعي تقنية التركيز اللزج المرن وطرق تحليل الخلايا والخرطوشة القائمة على الموائع الدقيقة. الدكتور برانسكي حاصل على بكالوريوس في الفيزياء ، بكالوريوس. في هندسة المواد ، ودكتوراه. في الهندسة الطبية الحيوية ، كلهم ​​من معهد التخنيون الإسرائيلي للتكنولوجيا.

PixCell Medical لها قصة أصل مثيرة للاهتمام ، هل يمكنك شرح كيف بدأت الشركة بعد اكتشاف ظاهرة فيزيائية فريدة عن طريق الخطأ: التركيز اللزج (VEF)؟

أثناء إكمالي لدرجة الدكتوراه في التخنيون - المعهد الإسرائيلي للتكنولوجيا ، كنت أنا وزميلي نبحث عن أجهزة ميكروفلويديك التي تدفقت فيها خلايا الدم التي تم تعليقها في حلول مختلفة. لقد فحصنا الخلايا من خلال مجهر أثناء تدفقها ، وكما هو متوقع ، كانت الخلايا منتشرة بالتساوي عبر القناة الدقيقة (جزء من جهاز ميكروفلويديك). أثناء بحثنا ، جربنا حلًا فريدًا يستخدم عادةً في صناعة التعدين. عندما نظرنا من خلال المجهر ، لم نتمكن من رؤية أي خلايا. كررنا هذا عدة مرات ، وما زلنا لا نرى أي خلايا! بعد إجراء مزيد من التحقيق ، أدركنا أن جميع الخلايا كانت مركزة في مستوى واحد ، وأن مجهرنا لم يركز على مستوى الخلايا هذا. كان تأثير التركيز الذي اكتشفناه قويًا للغاية ، على عكس أي تأثير رأيناه من قبل ، حيث كانت جميع الخلايا محاذية تمامًا في مستوى واحد على بعد عشرات النانومتر. كان هذا هو اختراقنا في اكتشاف التركيز اللزج المرن (VEF).

اتصلنا بأستاذ في التخنيون ابتكر نظرية تدعم هذا الاكتشاف. بناءً على هذا البحث ، نحن نشرت ورقة عن VEF في واحدة من أعرق مجلات الفيزياء - رسائل المراجعة الفيزيائية.

أدركت بسرعة أن VEF يمكن أن يكون مفيدًا جدًا في التطبيقات التي يتم فيها عد الخلايا أو تحليلها. تتطلب كل هذه الطرق تركيز الخلايا لأنه كلما اقتربت الخلية من الموضع الذي تتوقعه ، كلما كان التحليل أكثر دقة. يسهل التركيز الحاد الذي يحققه VEF القياسات الدقيقة للغاية بالإضافة إلى التحليل القائم على الصور لخصائص الخلايا. فائدة إضافية هي أن VEF تتطلب كواشف أقل بكثير مما تتطلبه عدادات الخلايا القياسية ، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام. كانت هذه نقطة البداية عندما بدأنا في تطوير محلل أمراض الدم HemoScreen ، والذي تم تصميمه حول VEF بالإضافة إلى التقنيات الأخرى الحاصلة على براءة اختراع.

 

يجعل HemoScreen ™ اختبار الدم أمرًا بسيطًا ، فهل يمكنك شرح المهارات اللازمة لإجراء اختبارات الدم وما هي العملية؟

يعد HemoScreen صغيرًا وقويًا وسهل الاستخدام ، ولا يتطلب أي مهارة فنية لإعداده أو تشغيله. علاوة على ذلك ، لا يتطلب صيانة أو معايرة. ونتيجة لذلك ، يمكن لأي شخص أن يتعلم بسرعة كيفية استخدامه بمجرد قراءة الدليل السريع ، من الممرضات ومقدمي الرعاية إلى المريض نفسه.

يتضمن الجهاز عملية بسيطة من ثلاث خطوات:

• يتم أخذ قطرة دم واحدة من إصبع وإدخالها في الخرطوشة التي تستخدم لمرة واحدة والتي تحتوي على جميع الكواشف.
• يتم إدخال الخرطوشة في المحلل ؛ و
• في غضون 6 دقائق ، يتم تسليم نتائج جودة المعمل لاختبار تفاضلي كامل مكون من 5 أجزاء.

تعمل هذه العملية على التخلص من الأخطاء الإجرائية المتعلقة بالمشغل أو المستخدم والتي قد تضر بجودة نتيجة الاختبار بسبب الخطوات التحليلية السابقة لإعداد العينة. إن تقديم قراءات دقيقة لـ 20 معيارًا لتعداد الدم في حل آمن وسهل وبسيط لنقاط الرعاية يوفر للمرضى والأطباء والأنظمة الصحية وقتًا وتكاليف كبيرة.

في الولايات المتحدة ، تم مسح HemoScreen لاستخدامه في نقطة الرعاية (POC) مع تصنيف CLIA معقد إلى حد ما.

ما هي بعض الأمراض التي يكتشفها HemoScreen ™؟

يقوم HemoScreen بإجراء اختبار الدم الأكثر شيوعًا ، وهو تعداد الدم الكامل (CBC) ، والذي يوفر لأخصائيي الرعاية الصحية صورة شاملة عن صحة الشخص. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر علامات خلوية غير طبيعية شاملة يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات حيوية لأمراض مختلفة. يعد تحديد الخلايا غير الطبيعي أمرًا مهمًا للغاية ولكنه غير متوفر في نقطة الرعاية أو في كثير من الأحيان حتى في المختبرات المركزية الكبيرة.

عندما يتعلق الأمر بتحديد أمراض مثل سرطان الغدد الليمفاوية وأنواع معينة من سرطان الدم والالتهابات الشديدة ، يتم إطلاق خلايا الدم المبكرة من نخاع العظام قبل أن تصل إلى حالتها الناضجة. تعتبر القدرة على تحديد مثل هذه الخلايا غير الناضجة في دم المريض اكتشافًا مهمًا للغاية ولا يمكن اكتشافها إلا باستخدام أدوات عالية الجودة. في كثير من الأحيان ، لا تستطيع هذه الأدوات اكتشاف جميع الخلايا غير الناضجة ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى إجراء مسحة الدم والنظر إلى العينة تحت المجهر. هناك عدد أقل وأقل من أخصائيي علم الأمراض من ذوي الخبرة للقيام بذلك.

هذا هو المكان الذي يأتي فيه HemoScreen. يمكن لتحليل الصور المدعوم بالذكاء الاصطناعي ، استنادًا إلى آلاف العينات من أمراض مختلفة ، تحديد الخلايا وإعطاء نتيجة دقيقة ، مما يمثل تحولًا كبيرًا في تحليل الدم السريع. باستخدام هذه التقنية ، يمكن إخبار المرضى على الفور ما إذا كان ينبغي عليهم الذهاب إلى المستشفى وإجراء اختبارات أكثر تحديدًا للتركيز على علم الأمراض بشكل كبير في وقت مبكر عن طرق الاختبار الحالية.

تشمل الاضطرابات الأخرى التي يمكن تحديدها من خلال CBC الخاص بـ HemoScreen الأورام اللمفاوية المزمنة (CLL) والعدوى وفقر الدم الحاد والنزيف الداخلي. تعد إضافة خلايا غير طبيعية مؤشرًا قويًا على أن المريض يعاني من مشكلة خطيرة تحتاج إلى مزيد من التحليل والتقييم. بدلاً من تشخيص أمراض معينة ، يقدم اختبار HemoScreen لمحة عامة عن صحة المريض ويساعد في الكشف المبكر عن الأمراض الشديدة. علاوة على ذلك ، فهو يساعد الطبيب في تحديد ما إذا كان سيصف المضادات الحيوية أم لا ، وهو الأمر الذي أصبح أكثر أهمية مع تزايد قضية مقاومة الميكروبات للمضادات الحيوية.

 

يمكن لـ HemoScreen ™ أيضًا اكتشاف خلايا الدم غير الطبيعية التي قد تشير إلى وجود خلايا سرطانية محتملة. هل يمكنك توضيح كيفية استخدام هذا المنتج للكشف عن السرطان مبكرًا؟

تتطور خلايا الدم في النخاع العظمي وتتطور تدريجيًا حتى يتم إطلاقها في مجرى الدم كواحدة من الأنواع السبعة الرئيسية للخلايا. يتم حساب هذه الخلايا الناضجة كجزء من اختبار تعداد الدم الكامل (CBC) القياسي لأن تركيزها في الدم يعمل على تشخيص حالات مختلفة مثل العدوى وفقر الدم. ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، يتم إطلاق الخلايا غير الناضجة ، التي لم تتطور بعد إلى حالتها الناضجة ، قبل الأوان من نخاع العظم إلى مجرى الدم المحيطي. يشار إلى هذه الخلايا على أنها خلايا غير طبيعية وقد تكون مؤشرا على اضطراب صحي خطير.

تعتمد طريقة تحليل HemoScreen على التصوير الرقمي للخلايا المتدفقة والتي يمكن اعتبارها "لطاخة دم متدفقة". فهو يستخرج مئات الميزات من كل خلية بدلاً من 3-4 إشارات حصل عليها المحللون القياسيون في المعامل المركزية. يسمح هذا للتقنية بالتمييز بدقة بين جميع أنواع الخلايا ، بما في ذلك تلك غير الطبيعية.

تحدد نسخة HemoScreen التي تمت الموافقة عليها من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) الأنواع الخمسة من الخلايا البيضاء الطبيعية والعلامات الدقيقة للخلايا غير الطبيعية. ومع ذلك ، فقد توصلت PixCell مؤخرًا إلى إصدار أحدث يقيس ويخرج أعداد الخلايا غير الطبيعية - وهذا يدل على اختراق في تشخيص أمراض الدم حيث سيتمكن الأطباء من اكتشاف أنواع مختلفة من السرطانات في مرحلة مبكرة في الرعاية الأولية وعدم تفويت هذه الحالات الحرجة التي تتطلب التدخل الفوري.

يمكن لـ HemoScreen حساب عدد الخلايا الحبيبية غير الناضجة ، وخلايا الدم الحمراء المنواة ، والخلايا المتفجرة ، والتي تعتبر مهمة للغاية للكشف عنها ، حتى بأعداد منخفضة جدًا ، حيث قد تشير إلى الأورام النخاعية ، وسرطان الدم ، والأورام اللمفاوية واضطرابات الدم المزمنة التي تتطلب تدخلًا فوريًا.

 

أحد الأشياء التي تعمل عليها PixCell Medical هو تشخيص الإنتان المبكر. هل يمكنك شرح التحديات الحالية وراء التشخيص المبكر للإنتان وكيف تتصدى شركة PixCell Medical لهذا التحدي؟

الإنتان مشكلة صحية عالمية. لمكافحة الإنتان ، نحتاج إلى أدوات تشخيص أفضل ، واختبار أسرع ومقايسات أكثر تحديدًا. إذا لم يكن الاختبار محددًا ، فلا يمكنه التفريق بين تعفن الدم والحالات الأخرى التي تبدو متشابهة.

تتصدى PixCell Medical لهذا التحدي من خلال توفير اختبارات يمكن الوصول إليها بشكل كبير لعلامات حيوية محددة مرتبطة بالعدوى البكتيرية. بعضها متاح بالفعل مع CBC التفاضلي المكون من 5 أجزاء ، مثل عدد العدلات المطلق (ANC) وعدد خلايا الدم البيضاء (WBC) ، بينما لا يزال البعض الآخر قيد التطوير.

تضيف PixCell أيضًا علامة حيوية تم اكتشافها مؤخرًا: عرض توزيع الخلية الأحادية (MDW) إلى اختبار CBC. أثبتت عاملات المنازل فعاليتهن في الكشف عن الإنتان أثناء المقابلة الأولية لقسم الطوارئ. جنبًا إلى جنب مع WBC ، من المتوقع أيضًا أن تعزز عاملات المنازل اتخاذ القرارات الطبية أثناء إدارة الإنتان المبكر في قسم الطوارئ. وقد ثبت أيضًا أن الخلايا الحبيبية غير الناضجة ، المذكورة أعلاه ، هي علامة مبكرة جيدة للإنتان. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم PixCell بتطوير فحوصات أخرى لعلامات الالتهاب مثل البروتين التفاعلي C (CRP) والبروكالسيتونين (PCT) التي تستخدم على نطاق واسع في إدارة علاج الإنتان.

يوفر مزيج هذه العلامات مؤشرًا أكثر تحديدًا لمصدر العدوى ومسار المرض. علاوة على ذلك ، فإن إتاحة هذه الاختبارات المتقدمة وتوفير النتائج في الوقت الفعلي من شأنه أن يؤدي إلى تحسين النتائج السريرية بشكل ملحوظ لمرضى الإنتان.

 

كيف يتم استخدام الذكاء الاصطناعي في HemoScreen ™ لكشف الأمراض والسرطان؟

تجمع HemoScreen بين تقنية التركيز اللزج المرن (VEF) مع تقنية الذكاء الاصطناعي (AI) الحاصلة على براءة اختراع ورؤية الآلة لتحليل عينة الدم بسرعة. يتسبب VEF في تركيز الخلايا على مستوى طبقة واحدة أثناء تدفقها ، مما يسهل تحليلها البصري. تلتقط تقنية الرؤية الآلية لدينا بعد ذلك آلاف الصور لعشرات الآلاف من الخلايا ، في الوقت الفعلي ، مركزة تمامًا أثناء تدفقها. ثم تقوم خوارزميات الذكاء الاصطناعي لدينا بتحليل هذه الصور على الفور. باستخدام معالجة الصور والخوارزميات ورؤية الآلة ، تحدد التقنية الخلايا ثم تصنفها إلى أنواع مختلفة.

باستخدام خوارزميات التعلم الآلي التي تم تدريبها من قبل خبراء بشريين بناءً على العديد من عينات الدم والأمراض المختلفة، يمكنها تحديد وتصنيف أنواع فرعية مختلفة من الخلايا التي تختلف أحيانًا في الفروق الدقيقة من مختلف المرضى والأمراض. ويتم كل ذلك بناءً على مورفولوجية الخلايا وأشكالها وشكل النواة واللون وخصائص الخلية الأخرى. بشكل عام، تستخدم تقنية الذكاء الاصطناعي لدينا مئات الميزات المختلفة لكل خلية لتتمكن من تحديد نوع الخلية بسرعة.

 

ما مدى أهمية الاختبار التشخيصي اللامركزي عندما يتعلق الأمر بالتشخيص الناجح للسرطان والأمراض المعدية الأخرى في وقت مبكر؟

يعد الاختبار التشخيصي اللامركزي أمرًا حيويًا عندما يتعلق الأمر بالتشخيص الناجح للسرطان والأمراض المعدية الأخرى في وقت مبكر. تستخدم التقنيات الحالية المستخدمة في المختبرات المركزية لهذا الغرض تشتت الليزر أو المعاوقة الكهربائية ، مما يسمح بتحليل عدد قليل جدًا من خصائص الخلية ، وعادة ما يكون حوالي ثلاثة أو أربعة فقط مقارنة بالمئات التي يمكن لتقنيتنا تحليلها في نقطة من وضع الرعاية.

بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تتم عملية التشخيص الناجح للسرطان والأمراض المعدية الأخرى عبر عملية اختبار طويلة ومملة. يتم أخذ عينات الدم من المريض بعد إحالة الطبيب وإرسالها إلى معمل مركزي لفحصها ، ومن ثم يمكن للمرضى الانتظار أيامًا أو حتى أسابيع لاستلام نتائجهم. تتيح التشخيصات اللامركزية للأطباء فرصة اختبار مرضاهم بعد ذلك وهناك ، في مكاتبهم الخاصة ، دون الحاجة إلى أي مساعدة فنية ضرورية. والجزء الأكثر أهمية؟ يتم استلام النتائج في غضون ست دقائق ، ويمكن للطبيب إحالة المريض مباشرة إلى الخطوة التالية الضرورية في تشخيصه.

 

هل هناك أي شيء آخر تود مشاركته حول PixCell Medical؟

تفخر شركة PixCell Medical بأنها ابتكرت حلاً لاختبار CBC بسيطًا تم السعي إليه منذ عدة عقود. هذه هي المرة الأولى التي يمكن أن توفر فيها أداة مصغرة وسهلة الاستخدام مثل هذه النتائج الدقيقة التي تكون متاحة بسهولة ويمكن الوصول إليها لمن هم في أمس الحاجة إليها.

شكرًا لك على المقابلة ولإخبارنا عن العمل الرائع الذي يحدث في بيكسل ميديكال.