Dr. James Tudor, MD, VP of KI bei XCath – Interview-Serie

Dr. James Tudor, MD, leitet die Integration von KI in die Robotik-Systeme von XCath. Getrieben von einer Leidenschaft für die Konvergenz von Technologie und Medizin, balanciert er seine Rollen als praktizierender Radiologe, Assistant Professor of Radiology am Baylor College of Medicine und KI-Forscher mit Enthusiasmus.

XCath wurde 2017 gegründet und ist ein Startup, das sich auf Fortschritte in der medizinischen Robotik, Nanorobotik und Materialwissenschaft konzentriert. Das Unternehmen entwickelt nächste Generationen von endovaskulären Robotik-Systemen und steuerbaren Führungsdrahten, die darauf abzielen, cerebrovaskuläre Störungen und andere ernsthafte medizinische Erkrankungen zu behandeln.

Dr. Tudor, was hat Ihr Interesse an der Kreuzung von KI und Medizin, insbesondere auf dem Gebiet der Radiologie, initially geweckt?

Im Jahr 2016, als ich mein Radiologie-Studium begann, besiegte DeepMinds AlphaGo den Weltmeister im Go-Spiel Lee Sedol. AlphaGos Fähigkeit, die riesigen Komplexitäten von Go, einem Spiel mit mehr möglichen Brettpositionen als Atomen im beobachtbaren Universum, zu komprimieren und abstrakt zu machen, hat meine Vorstellungskraft erfasst. Begeistert von der Möglichkeit, dass KI die Radiologie und die Medizin als Ganzes transformieren könnte, stürzte ich mich kopfüber in die KI. Während meines Studiums verbrachte ich meine Abende und Wochenenden mit KI-Projekten.

Können Sie uns mehr über Ihre Reise von der medizinischen Fakultät zum VP of KI bei XCath erzählen? Was hat Sie dazu bewogen, die Integration von KI in die Robotik-Systeme von XCath zu verfolgen?

Mein Karriereweg hat einige unerwartete Wendungen genommen. Nachdem ich mein Radiologie-Studium abgeschlossen hatte, wollte ich mich mehr auf KI und ihre kommerziellen Anwendungen konzentrieren. Ich trat einem Fitness-Robotik-Startup bei, das von Eduardo Fonseca gegründet wurde, der jetzt CEO von XCath ist. Es war eine prägende Erfahrung, aber ich hatte nie erwartet, dass sie mich auf den Weg der Behandlung von akuten Schlaganfällen mit endovaskulären Telerobotern führen würde.

Vor etwa einem Jahrzehnt gab es eine Revolution in der Behandlung von akuten Schlaganfällen. Der Standard war ein Medikament namens tPA, das den Blutgerinnsel auflöste. Im Jahr 2015 zeigten klinische Studien die Überlegenheit der direkten Entfernung des Blutgerinnsels aus den zerebralen Arterien durch die Navigation von kleinen Führungsdrahten und Kathetern innerhalb des arteriellen Gefäßsystems, einem Verfahren namens mechanische Thrombektomie. Trotz der Tatsache, dass das Verfahren für große Gefäßschlaganfälle sehr effektiv ist, haben weniger als 40% der US-Bevölkerung Zugang dazu. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Schlaganfall-Zentren, die in der Regel in städtischen Gebieten liegen und über Spezialisten verfügen, die das Verfahren durchführen können. Global sind die Statistiken noch besorgniserregender: weniger als 3% der Weltbevölkerung haben Zugang.

Die Mission von XCath ist es, den Zugang zur mechanischen Thrombektomie durch ein Hub-and-Spoke-Modell zu erhöhen, bei dem Spezialisten Experten-Schlaganfallversorgung aus der Ferne mit endovaskulären Telerobotern bereitstellen können, die in Regionen ohne Zugang eingesetzt werden.

Eduardo fragte mich, wie KI die Sicherheit des Telerobotersystems verbessern könnte. Ich war so neugierig, dass ich einige Wochen lang recherchierte und mit Interventionisten sprach, um mehr über den Teleroboter zu erfahren. Die Mission und der potenzielle humanitäre Einfluss sind so überzeugend, dass ich diesem Ruf nicht widerstehen konnte.

Wie haben Ihre Erfahrungen als akademischer Radiologe Ihre Herangehensweise an die Integration von KI in medizinische Geräte geprägt?

Das Unterrichten von Radiologie-Studenten hat meine Fähigkeit geschärft, komplexe Ideen klar zu erklären, was entscheidend ist, wenn man die Lücke zwischen KI-Technologie und ihrer realen Anwendung in der Gesundheitsversorgung überbrückt. Es hält mich auch auf dem Boden der Herausforderungen, mit denen Kliniker konfrontiert sind, was mir hilft, KI-Lösungen zu entwerfen, die klinisch praktisch und benutzerfreundlich sind.

Als VP of KI bei XCath, welche Herausforderungen haben Sie bei der Integration von KI in die Robotik-Systeme von XCath erlebt? Wie haben Sie sie überwunden?

Die Integration von KI in chirurgische Robotik stellt eine U-förmige Herausforderung dar. Die größten Schwierigkeiten liegen am Anfang – bei der Datenerfassung und -verwaltung – und am Ende – bei der Integration in ein eingebettetes Softwarepaket. Im Vergleich dazu ist die tatsächliche Ausbildung der KI-Modelle relativ einfach.

Die Erfassung medizinischer Daten ist herausfordernd, aber glücklicherweise konnten wir hervorragende Partnerschaften für den Austausch von Bildern aufbauen. Die Implementierung der Modelle für den klinischen Einsatz erfordert die Koordinierung der Bemühungen verschiedener Teams, einschließlich KI, Qualität, Software, UI/UX und Roboter-Ingenieure, während gleichzeitig ständig mit dem klinischen Team validiert wird, dass die Lösung nützlich und effektiv ist. Mit so vielen beweglichen Teilen hängt der Erfolg letztendlich von der Verfügbarkeit von engagierten, hochleistungsfähigen Teams ab, die häufig und effektiv kommunizieren.

Können Sie uns genauer erklären, wie KI die Fähigkeiten von XCaths endovaskulären Robotik-Systemen verbessert? Welche Rolle spielt KI bei der Verbesserung der Patientenergebnisse?

KI-Algorithmen können als ständiger Lehrer und Assistent dienen, den kognitiven Aufwand verringern und alle Anbieter auf das Niveau von Weltklasse-Versorgung bringen. KI kann intraoperative und postoperative Rückmeldungen liefern, den Lern- und Adoptionsprozess von endovaskulären Robotern beschleunigen. Unser Ziel ist es, das System so effektiv und zugänglich zu machen, dass andere intravaskuläre Spezialisten wie interventionelle Körper-Radiologen und interventionelle Kardiologen ausgebildet werden können, um akute Schlaganfallversorgung mit dem Roboter zu leisten.

Darüber hinaus können lokal eingebettete Algorithmen einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt gegen Cyber-Angriffe und Netzwerkfehler bieten, da sie den erwarteten Verlauf eines Eingriffs antizipieren und im Falle des Unerwarteten warnen und den Eingriff stoppen können.

Letztendlich wollen wir nicht die Kontrolle von den Interventionisten übernehmen, sondern ihre Fähigkeiten so ergänzen, dass jeder Patient sicher sein kann, Weltklasse-Versorgung zu erhalten.

Wie geht XCaths KI-getriebene Technologie die Komplexität der Navigation des menschlichen Gefäßsystems während endovaskulärer Eingriffe an?

XCaths Endovaskuläres Robotik-System stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Präzisionsmedizin dar, der darauf ausgelegt ist, das komplexe menschliche Gefäßsystem mit submillimetergenauer Präzision zu navigieren. Unser System ist darauf ausgelegt, die prozedurale Variabilität zu minimieren und die Kontrolle über verschiedene endovaskuläre Geräte durch eine intuitive Steuerungskonsole zu verbessern.

Darüber hinaus verfügt XCaths ElectroSteer-Deflectable-Guidewire-System, das weltweit erste elektronisch gesteuerte steuerbare Smart-Guidewire, über eine steuerbare Spitze, die für die Navigation komplexer vaskulärer Anatomien und herausfordernder Gefäßwinkel konzipiert ist.

KI wird die Navigationsfähigkeiten durch lokal eingebettete Computer-Vision- und Pfadplanungsmodelle weiter verbessern. Diese Modelle spielen eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der kognitiven Belastung von Interventionisten während der Eingriffe, indem sie bei der Echtzeit-Bildanalyse und -Verbesserung helfen und durch parallele Autonomie Sicherheitsvorkehrungen bieten.

XCath hat kürzlich einen bedeutenden Meilenstein mit der ersten telerobotischen mechanischen Thrombektomie-Demonstration erreicht. Können Sie uns Ihre Einschätzungen über die Rolle von KI bei diesem bahnbrechenden Eingriff mitteilen?

Wir haben für diese bahnbrechende Leistung eine frühere Version des Roboters verwendet, so dass KI keine Rolle gespielt hat. Es ist jedoch ein unglaublicher Meilenstein, der den Grundstein für die zukünftige Integration von KI in telerobatische Eingriffe legt.

Bei dieser Live-Demonstration führte Dr. Vitor Pereira einen MT-Eingriff von Abu Dhabi aus auf einem simulierten Patienten in Südkorea durch und entfernte einen Blutgerinnsel im Gehirn in Minuten. Wir waren begeistert von den Ergebnissen der telerobotischen Demonstration, die eine geringe Latenz und eine zuverlässige Verbindung zwischen der Roboter-Steuerung in Abu Dhabi und dem Roboter-Gerät in Südkorea zeigte. Wir planen regionale robotische Tele-Schlaganfall-Netzwerke, aber wir gingen aufs Äußerste, um die Fähigkeiten der Technologie zu demonstrieren.

Was glauben Sie ist die Zukunft der telerobotischen Chirurgie bei der Behandlung von akuten neurovaskulären Erkrankungen, und wie bereitet sich XCath darauf vor, in diesem Bereich zu führen?

Die Rechtfertigung der Notwendigkeit telerobotischer Chirurgie in vielen medizinischen Szenarien kann herausfordernd sein, insbesondere wenn ein Chirurg leicht verfügbar ist oder der Patient transferiert werden kann. In der Behandlung von Schlaganfällen jedoch, wo jede Minute zählt und Neuronen schnell verloren gehen, werden telerobatische Eingriffe entscheidend.

XCath ist einzigartig positioniert, um die telerobatische Chirurgie zu revolutionieren, zunächst mit dem Fokus auf die Schlaganfallbehandlung. Unser Ansatz geht auf die kritische Notwendigkeit einer schnellen Intervention in Gebieten mit begrenztem Zugang zu spezialisierten Dienstleistungen ein. Sobald wir diese Herausforderung erfolgreich gemeistert haben, glaube ich, dass es den Weg für telerobatische Lösungen in anderen zeitkritischen medizinischen Notfällen ebnen wird. Darüber hinaus gibt es, angesichts der extremen Präzision der Roboter-Steuerungen, ein Potenzial für die Verwendung des Roboters vor Ort, um technisch anspruchsvolle Eingriffe wie die Reparatur von Aneurysmen durchzuführen.

Wohin sehen Sie die Zukunft von KI in der Gesundheitsversorgung gehen, insbesondere in Bezug auf robotische Systeme und minimalinvasive Eingriffe?

KI hat das enorme Potenzial, die Gesundheitsversorgung zu revolutionieren. Die erste Welle von KI-Anwendungen hat sich hauptsächlich auf die Triage und Effizienzverbesserungen konzentriert. Wir haben bedeutende Fortschritte in der Radiologie gesehen, insbesondere bei der Markierung dringender Fälle oder der Automatisierung von Messungen. Ich bin auch begeistert von der automatischen Dokumentation von medizinischen Aufzeichnungen. Ein aktuelles Problem ist, dass Ärzte oft mehr Zeit damit verbringen, vor Computern zu dokumentieren, als mit Patienten zu interagieren. Ich erwarte die Entwicklung von Systemen, die Patienteninteraktionen oder Operationen in Echtzeit dokumentieren können, wodurch wertvolle Ärztezeit freigesetzt wird. Im Bereich der Robotik wird KI eine entscheidende Rolle bei der Assistenz und Überwachung spielen, wodurch die Konsistenz und Qualität der Versorgung verbessert werden.

In der nahen Zukunft wird KI die Chirurgen ergänzen, aber nicht ersetzen. Die Implementierung von paralleler Autonomie in robotischen Systemen wird die Sicherheit und Effizienz von Eingriffen erheblich verbessern.

Als jemand, der tief in die KI-Forschung involviert ist, welche Fortschritte in der KI denken Sie, dass sie den größten Einfluss auf die Entwicklung von medizinischen Geräten in den nächsten zehn Jahren haben werden?

In den letzten Jahren haben wir eine Welle von überwachten Deep-Learning-Modellen gesehen, die die FDA-Zulassung erhalten und gerade erst beginnen, ihr Versprechen zu erfüllen, die Gesundheitsversorgung zu transformieren. Eine Welle von generativen KI-Anwendungen wird wahrscheinlich die nächsten Jahre dominieren. Agente KI hingegen ist noch in den Kinderschuhen, verspricht aber viel größeres Potenzial. Da KI sich schnell entwickelt, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir multi-agentische Systeme sehen werden, die in Echtzeit diagnostizieren und behandeln können. Es wird zusätzliche regulatorische Hürden für diese Agenten geben, deren Handlungen sowohl undurchsichtig als auch probabilistisch sind. Die globale Notwendigkeit wird jedoch die Nachfrage nach der Einführung antreiben. In Ruanda verwendet das Unternehmen Zipline Drohnen, um wichtige medizinische Versorgung innerhalb von Minuten im ganzen Land zu liefern. Ebenso werden in Gebieten, in denen der Zugang zu medizinischen Ressourcen begrenzt ist, die Risiko-Nutzen-Abwägung anders ausfallen und sie wahrscheinlich dazu veranlassen, die entwickelte Welt bei der Einführung von multi-agentischen KI-Medizin-Geräten zu überspringen.

Vielen Dank für das großartige Interview. Leser, die mehr erfahren möchten, sollten XCath besuchen: XCath.