Dr. James Tudor, MD, VP of AI at XCath – Interview Series

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

Gegründet im Jahr 2017, ist XCath ein Startup, das sich auf Fortschritte in der medizinischen Robotik, Nanorobotik und Materialwissenschaft konzentriert. Das Unternehmen entwickelt nächste Generationen von endovaskulären Robotiksystemen und steuerbaren Führungsdrähten, die darauf abzielen, zerebrovaskuläre Störungen und andere ernsthafte medizinische Erkrankungen zu behandeln.

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

Im Jahr 2016, als ich mein Radiologie-Studium begann, besiegte DeepMinds AlphaGo den Weltmeister im Go, Lee Sedol. AlphaGos Fähigkeit, die enormen Komplexitäten von Go, einem Spiel mit mehr möglichen Brettpositionen als Atomen im beobachtbaren Universum, zu komprimieren und zu abstrahieren, hat meine Vorstellungskraft erfasst. Begeistert von der Möglichkeit, dass KI die Radiologie und die Medizin als Ganzes transformieren kann, 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 bis hin zur Position des VP of AI bei XCath erzählen? Was hat Sie dazu bewogen, die KI-Integration in die Gesundheitsrobotik zu verfolgen?

Mein Karriereweg hat einige unerwartete Wendungen genommen. Nach Abschluss meines Radiologie-Studiums wollte ich mehr Zeit für KI und ihre kommerziellen Anwendungen aufwenden. 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 hätte nie erwartet, dass sie mich auf den Weg der Behandlung von akuten Schlaganfällen mit endovaskulären Telerobotern führen würde.

Vor etwa einem Jahrzehnt erfolgte eine Revolution in der Akutversorgung von Schlaganfällen. Der Standard der Versorgung bestand früher in einer Medikation namens tPA, die den Blutklumpen auflöste. Im Jahr 2015 zeigten klinische Studien die Überlegenheit der direkten Entfernung des Klumpens aus den zerebralen Arterien durch Navigation von winzigen Führungsdrähten und Kathetern innerhalb der arteriellen Vasculatur, einem Verfahren namens mechanische Thrombektomie. Trotz der Tatsache, dass das Verfahren bei großen Gefäßschlaganfällen deutlich wirksam ist, hat weniger als 40% der US-Bevölkerung Zugang dazu. Es gibt eine begrenzte Anzahl von Schlaganfallzentren, die in der Regel auf städtische Gebiete beschränkt sind und Spezialisten haben, die das Verfahren durchführen können. Global sind die Statistiken noch besorgniserregender: weniger als 3% der Weltbevölkerung haben Zugang.

Die Mission von XCath besteht darin, den Zugang zur mechanischen Thrombektomie mit einem 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 Telerobotsystems erhöhen könne. Ich war so neugierig, dass ich einige Wochen lang tief in die Forschung eintauchte, Gespräche mit Interventionalisten führte und mich mit dem Teleroboter vertraut machte. Die Mission und die potenzielle humanitäre Auswirkung sind so überzeugend, dass ich diesem Ruf nicht widerstehen konnte.

Wie haben Ihre Erfahrungen als akademischer Radiologe Ihren Ansatz zur Integration von KI in medizinischen Geräten 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, denen Kliniker gegenüberstehen, was mir hilft, KI-Lösungen zu entwerfen, die klinisch praktisch und benutzerfreundlich sind.

Als VP of AI bei XCath, welche Herausforderungen haben Sie bei der Integration von KI in die Robotiksysteme 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 Beschaffung und Verwaltung von Daten – und am Ende – bei der Integration in ein eingebettetes Softwarepaket. Im Vergleich dazu ist die tatsächliche Ausbildung der KI-Modelle relativ einfach.

Die Beschaffung von medizinischen Daten ist herausfordernd, aber glücklicherweise konnten wir hervorragende Partnerschaften für Bildteilung 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 validiert wird, dass die Lösung nützlich und effektiv ist. Mit so vielen beweglichen Teilen hängt der Erfolg letztendlich von der Verfügbarkeit von engagierten, leistungsstarken Teams ab, die häufig und effektiv kommunizieren.

Können Sie uns genauer erklären, wie KI die Fähigkeiten von XCaths endovaskulären Robotiksystemen 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 heben. KI kann intraoperative und postoperative Rückmeldungen liefern, den Trainings- und Adoptionsprozess von endovaskulären Robotern beschleunigen. Wir zielen darauf ab, das System so effektiv und zugänglich zu machen, dass andere intravaskuläre Spezialisten wie interventionelle Körper-Radiologen und interventionelle Kardiologen mit dem Roboter akute Schlaganfallversorgung durchführen können.

Darüber hinaus können lokal eingebettete Algorithmen einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt bei Cyber-Angriffen und Netzwerkausfällen bieten, da sie den erwarteten Verlauf eines Eingriffs antizipieren und den Eingriff im Falle des Unerwarteten unterbrechen oder anhalten können.

Letztendlich wollen wir die Kontrolle nicht den Interventionalisten entziehen, sondern ihre Fähigkeiten ergänzen, damit 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 Robotiksystem stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Präzisionsmedizin dar, das darauf ausgelegt ist, das komplexe menschliche Gefäßsystem mit Submillimeter-Genauigkeit zu navigieren. Unser System ist darauf ausgelegt, die Variabilität von Eingriffen zu minimieren und die Kontrolle über verschiedene endovaskuläre Geräte durch eine intuitive Steuerkonsole zu verbessern.

Darüber hinaus verfügt XCaths ElectroSteer-Deflectable-Guidewire-System, der weltweit erste elektronisch gesteuerte steuerbare intelligente Führungsdräht, über eine steuerbare Spitze, die so konzipiert ist, dass sie komplexe vaskuläre Anatomien und herausfordernde Gefäßwinkel navigieren kann.

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

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

Wir haben eine frühere Version des Roboters für diese bahnbrechende Leistung verwendet, sodass 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 an einem simulierten Patienten in Südkorea durch und entfernte einen Blutklumpen im Gehirn in Minuten. Wir waren von den Ergebnissen der telerobotischen Demonstration begeistert, die eine geringe Latenz und eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Roboter-Controller in Abu Dhabi und dem Roboter-Gerät in Südkorea zeigte. Wir planen regionale robotische Tele-Stroke-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 übertragbar ist. In der Kontext der Schlaganfallbehandlung, wo jede Minute zählt und Neuronen schnell verloren gehen, werden telerobatische Eingriffe jedoch 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 ebnet. Außerdem bietet die extreme Präzision der Roboter-Steuerung das Potenzial, den Roboter lokal für technisch anspruchsvolle Eingriffe wie Aneurysma-Reparaturen einzusetzen.

Wohin sehen Sie die Zukunft von KI in der Gesundheitsversorgung, insbesondere im Hinblick auf Robotiksysteme und minimalinvasive Eingriffe?

KI hat ein enormes Potenzial, die Gesundheitsversorgung zu revolutionieren. Die erste Welle von KI-Anwendungen konzentrierte sich hauptsächlich auf die Priorisierung und Effizienzsteigerung. Wir haben bedeutende Fortschritte in der Radiologie gesehen, insbesondere bei der Kennzeichnung dringender Fälle oder der Automatisierung von Messungen. Ich bin auch begeistert von der automatischen Dokumentation medizinischer Aufzeichnungen. Ein aktuelles Problem ist, dass Ärzte oft mehr Zeit mit der Dokumentation vor Computern verbringen als mit der Interaktion mit Patienten. 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 naher Zukunft wird KI die Chirurgen ergänzen, aber nicht ersetzen. Die Implementierung von paralleler Autonomie in Robotiksystemen 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. Im Vergleich dazu ist Agentic KI noch in den Kinderschuhen, verspricht aber viel größeres Potenzial. Da KI sich schnell entwickelt, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir Multi-Agenten-Systeme sehen werden, die in Echtzeit diagnostizieren und behandeln können. Es wird zusätzliche regulatorische Hürden für diese Agenten geben, deren Handlungen opak und probabilistisch sind. Die globale Notwendigkeit wird jedoch die Nachfrage nach der Einführung von multi-agentischen KI-Medizinprodukten antreiben. In Ruanda verwendet das Unternehmen Zipline beispielsweise fliegende Drohnen, um wichtige medizinische Versorgungsgüter innerhalb von Minuten im ganzen Land zu liefern. Ähnlich wie in Gebieten, die über keine medizinischen Ressourcen verfügen, ist die Risiko-Nutzen-Abwägung sehr unterschiedlich und würde sie wahrscheinlich dazu veranlassen, die entwickelte Welt bei der Einführung von multi-agentischen KI-Medizinprodukten zu überspringen.

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