Itai Hayut, CEO und Gründer von Scopio Labs – Interview-Serie

Itai Hayut ist der CEO und Gründer von Scopio Labs, einem Startup-Unternehmen, das eine innovative digitale Mikroskopie-Plattform entwickelt, die fortschrittliche computergestützte Fototechniken verwendet, um Mikroskopie-Proben zu analysieren und zu untersuchen.

Was hat Sie ursprünglich zur Welt der biomedizinischen Forschung und Innovation hingezogen?

Ich habe Physik an der Hebrew University studiert, aber ich war immer fasziniert von der menschlichen Biologie und Medizin, also war es nur natürlich, dass ich diese beiden Bereiche irgendwann miteinander verbinden würde.  Ein meiner frühen Projekte war im Bereich der medizinischen Geräte, das sich zu einem erfolgreichen Zuschuss der israelischen Regierung entwickelte. Ich denke, das war der entscheidende Punkt, als ich wusste, dass ich Technologien wie Computer-Vision und Deep Learning anwenden wollte, um die Grenzen der Medizin zu erweitern und auf eine Weise zu innovieren, die der Welt helfen würde.

Ich verbrachte einen faszinierenden Sommer im Silicon Valley an der Singularity University, wo ich exponentielle Technologien erforschte und sie auf die dringendsten Probleme der Welt anwendete. Dies war der perfekte Sprungbrett für mich in die Konvergenz von KI und Medizin.

Können Sie uns die Entstehungsgeschichte hinter Scopio Labs erzählen?

Diese Geschichte begann auch, als ich an der Universität war, mit meinem Mitgründer Erez Na’aman. Wir träumten immer davon, etwas gemeinsam zu tun – IT und KI zu nutzen, um einen Einfluss auf die Welt zu haben. Während unserer Zeit in Krankenhäusern beobachteten wir, wie Praktiker durch traditionelle Mikroskope schauten und Zellen manuell zählten. Es war erstaunlich für uns, wie viel von der medizinischen Welt noch auf Diagnosen angewiesen war, die mit manuellen Mikroskopen durchgeführt wurden, die analog, veraltet und arbeitsintensiv sind. Was noch mehr ist, sie bieten keine einfache Möglichkeit, mikroskopische Daten zu teilen, mit Spezialisten zusammenzuarbeiten oder die Art von KI-basierten Bildanalysen durchzuführen, die in anderen Branchen üblich sind.

Wir dachten, dass wir mit unserem Hintergrund in Physik, IT und medizinischen Geräten sicherlich Mikroskopie und Hämatologie ins digitale Zeitalter bringen könnten.  Alles, was wir tun mussten, war, einen Scanner zu kaufen, um die Objektträger zu scannen, und dann konnten wir die KI-Tools darauf anwenden, um Hämatologie und Krankheitsdiagnose zu revolutionieren.

Als wir jedoch nach einem Scanner suchten, gab es keinen. Und das ist wirklich der Punkt, an dem die Geschichte von Scopio begann. Unsere erste Aufgabe war, einen Scanner zu bauen, und mit ihm konnten wir hochwertige Daten und Fortschritte im Deep Learning nutzen, um Hämatologie und Krankheitsdiagnose zu revolutionieren.

Scopio Labs bietet Vollfeld-Scanning mit 100X-Auflösung, was waren einige der Schlüsseltechnologien, die Vollfeld-Scanning im Vergleich zu traditionellen schmalen Sichtoptionen ermöglichten?

Die Überwindung des langjährigen traditionellen Kompromisses zwischen Feld der Sicht (FOV) und Auflösung ist der größte Durchbruch.  Scopio’s revolutionäre digitale Bildplattform erfasst große Scanbereiche mit 100X-Vergrößerung, ohne die volle Sicht zu opfern, und dies ist alles dank der fortschrittlichen Technologie der computergestützten Fotografie möglich.

In unserer vollständig digitalen Lösung verwenden wir computergestützte Fotografie, um es einem Objektiv mit niedriger Auflösung zu ermöglichen, digitale Bilder unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen schnell zu erfassen. Dazu wenden wir sophisticatede Algorithmen an, und ein scharfes, 100X-Auflösung, Vollfeld-Bild der Probe wird berechnet. Alles geschieht viel schneller und effizienter.

Viele der heutigen digitalen Lösungen für die Analyse von peripheren Blutausstrichen können nur einen Teilbereich erstellen, der zu einzelnen Schnappschüssen von Zellen führt – nur einzelne digitale Bilder. Diese digitalen Lösungen markieren die ersten Digitalisierungs- und Automatisierungsbemühungen, um diese manuelle Branche zu transformieren, aber sie sind in ihrer Anwendung für eine umfassende digitale Analyse begrenzt: Mit einzelnen Zell-Schnappschüssen erhält man nicht den vollen Kontext der Objektträger. Oder noch wichtiger, Bereiche von klinischem Interesse wie die gefiederte Kante sind nicht enthalten, was den Labor-Techniker dazu zwingen würde, zum manuellen Mikroskop zurückzukehren, um die Fallprüfung abzuschließen

Digitale Technologie hatte bislang Grenzen, wie viele Felder der Sicht auf dem Objektträger digital analysiert werden können.  Aktuelle digitale Zell-Morphologie-Bildsysteme für periphere Blutausstriche können keine volle 100X-Öl-Immersion-Auflösung im großen Maßstab erreichen und sind auf die Bereitstellung von Schnappschüssen von Zellen beschränkt.

Der limitierende Faktor war die Zeit, da sie einen hochauflösenden Kamera-Sensor auf einem 100X-Vergrößerungs-Objektiv montieren – dem Teil des Mikroskops, der dem Objekt am nächsten ist, jeder Schritt dauert ewig. Dinge wie präzise Objektiv-Bewegungen, System-Stabilisierung und Fokussierung sind alles sehr zeitaufwändig. Und kostspielig für kleinere und mittelständische Labore.  Computergestützte Fotografie ersetzt teure Optik und Mechanik, reduziert die Gesamtkosten der Lösung dramatisch und bietet gleichzeitig eine vollständig digitale Vollfeld-Zell-Morphologie-Lösung.

Was sind einige der Vorteile des Vollfeld-Scannings?

Wenn man Vollfeld-Sicht bei hoher Auflösung hat, bedeutet das im Wesentlichen, dass man sowohl das große Bild im Kontext sehen als auch auf jeden Teil davon bei 100X-Auflösung zoomen kann. Stellen Sie sich ein Satellitenbild des gesamten Amazonas-Regenwaldes vor, auf das man auf jeden Baum und jedes Blatt mit absoluter Klarheit zoomen kann.

Für einen Labor-Praktiker oder Hämatopathologen bedeutet dies, dass man alles sieht, was es zu sehen gibt, ohne Lücken oder blinden Flecken. Ob der Bereich von Interesse am äußersten Rand des Blutausstrichs, der gefiederte Rand, liegt, man kann darauf zoomen und es bei 100X-Auflösung sehen. Gleichzeitig kann man den gesamten Blutausstrich auf einmal im vollen Kontext betrachten. Beide Fähigkeiten sind für klinische Entscheidungen und diagnostische Ergebnisse von entscheidender Bedeutung und waren bislang nicht möglich.

Was noch mehr ist, semi-digitale Lösungen wählen automatisch einen Analyse-Bereich aus und rufen nur einzelne Schnappschüsse ab – 1 Baum von hunderten, wenn ich zu unserem Regenwald-Beispiel zurückkehre. Wenn also ein suboptimaler Bereich von dem Gerät ausgewählt wird, muss der Techniker zum manuellen Mikroskop zurückkehren, und er hat nichts gewonnen.

Mit unserem Vollfeld-Zell-Morphologie-Ansatz kann der Techniker oder Hämatopathologe auszoomen und auf jede Zelle oder Gruppe von Zellen überall im digitalen Bild zoomen – so kann auch ein Kollege auf einem Computer-Bildschirm hunderte Meilen entfernt.

Können Sie einige der Remote-Fähigkeiten erörtern, die von dieser Plattform angeboten werden?

Remote-Zugriff auf Vollfeld-gescannte Bilder ist ein großer Vorteil für unsere Benutzer. Remote-Mitarbeiter oder Kooperationspartner können den gleichen Zugriff auf die Scans haben wie jeder im Labor, mit der gleichen Fähigkeit, den gesamten Objektträger zu sehen und/oder auf jeden Bereich von Interesse bei 100X zu zoomen.  Ein Kliniker, konsultierender Hämatopathologe oder andere Partei kann die Ergebnisse überprüfen, konsultieren und von jedem Ort aus zusammenarbeiten.

Das Ergebnis ist, dass die Diagnose viel schneller erfolgen kann, zweite Meinungen sofort eingeholt werden können, die Behandlung schneller beginnen kann und mit größerer Sicherheit durchgeführt werden kann, und Ärzte können Patientenergebnisse verbessern.

Offensichtlich war der Remote-Zugriff während der Pandemie entscheidend, da er es ermöglicht, Informationen zu teilen, während die Interaktion und die Handhabung von Proben minimiert werden.

Eine der Kern-Geschäftslösungen, die angeboten wird, ist ScopioVet, was ist diese Anwendung speziell?

ScopioVet ist eine einzigartige Anwendung unserer Technologie, die auch Remote-Pathologie-Dienste umfasst. Es ermöglicht Tierkliniken, zytologische Proben am Point-of-Care zu scannen und zu analysieren und innerhalb einer Stunde Pathologie-Ergebnisse zu erhalten. Wenn also ein Hund mit einem Knoten hereinkommt, kann der Kliniker eine feine Nadel-Aspiration durchführen, einen Objektträger vorbereiten, ihn mit dem ScopioVet X100-Gerät in der Klinik scannen und ihn sofort an unser globales Netzwerk von Pathologen senden, die 7/24/365 verfügbar sind.

Die Ergebnisse kommen innerhalb einer Stunde zurück, und die Klinik kann direkt mit dem Pathologen konsultieren, wenn gewünscht. Sie können dies mit allen feinen Nadel-Aspiraten, peripheren Blutausstrichen, Ohrabstrichen und anderen Körperflüssigkeiten tun.

Anstatt also die Probe an ein Pathologie-Labor zu senden und Tage auf ein Ergebnis zu warten, hat die Klinik die Antworten am Point-of-Care, bevor der Kunde die Praxis even verlässt – so kann ein Behandlungsplan sofort umgesetzt werden. Man kann sich die Vorteile vorstellen, die dies in Bezug auf Patientenergebnisse, Kundenzufriedenheit, Klinik-Gewinn, Mitarbeiter-Produktivität hat – es hat sich sogar als hilfreich bei der Einhaltung der Behandlung durch den Kunden erwiesen. Es ist wirklich eine transformative Verbesserung.

Was ist Ihre Vision für die Zukunft von Zell-Morphologie-Plattformen?

Um die Wahrheit über Zellen zu erfahren, muss man Tausende von Zellen auf einmal bei einer Auflösung analysieren, die hoch genug ist, um die kleinsten Details zu erkennen. Andernfalls sind die Ergebnisse inkonsistent, die Diagnosen ungenau und wichtige Erkenntnisse werden verpasst.

Und doch ist Zell-Morphologie auf dieser Skala heute noch ein vollständiger Traum. Die Analyse von hunderten von Zellen ist bereits jenseits der menschlichen Fähigkeiten, geschweige denn Tausende. Unsere besten Werkzeuge sind durch ihre Konstruktion begrenzt – sie verengen unser Sichtfeld auf einzelne Zellen auf einmal. Und selbst die fortschrittlichsten KI-Technologien beschränken unsere Analyse auf Schnappschüsse von Zellen, uns ein paar Puzzle-Stücke geben, wenn wir das gesamte Bild benötigen.

Nun, da wir den Code für Vollfeld-Digitale Zell-Morphologie geknackt haben, sind die Möglichkeiten für die Verwendung von KI, um menschliche Beobachtung und Diagnose zu verbessern, praktisch unbegrenzt. Bereits unsere Systeme verwenden Machine Learning, um die Morphologie von Blutzellen zu unterscheiden.  In Zukunft wird KI uns noch weiter über die Grenzen menschlicher Fähigkeiten hinausführen, indem sie die Analyse von Zehntausenden von Zellen auf einmal automatisiert – weit mehr, als ein Mensch quantifizieren kann. Ein Durchbruch für den Zugriff auf und die Analyse aller Informationen, die Morphologie enthält, und die Ermöglichung neuer diagnostischer Erkenntnisse mit dem höchsten Grad an Genauigkeit, in einem Maßstab, den die Welt noch nie gesehen hat. Frühere Erkennung von Krebs, Infektionen, Krankheiten und Rückfällen, als es jemals für möglich gehalten wurde

Gibt es noch etwas, das Sie über Scopio Labs teilen möchten?

Ich hoffe, dass andere Menschen, wenn sie unsere Arbeit und die Technologie sehen, die wir vorantreiben, genauso aufgeregt sind wie ich. Ich bin immer noch fasziniert von der Biologie und den Mechanismen des menschlichen Körpers, und ich werde nie müde, neue Dinge über Zell-Morphologie von unseren Kunden in der medizinischen Profession zu lernen. Ich bin so stolz, dass wir KI auf so eine tiefgreifende Weise einsetzen: um Menschen zu ermöglichen, Dinge klarer zu sehen, Antworten schneller zu finden und letztendlich Leiden zu verhindern. Wir haben gerade erst die Tür geöffnet, und es gibt eine ganz neue Grenze der Innovation und Möglichkeit vor uns für dieses Unternehmen.

Vielen Dank für das großartige Interview, ich freue mich darauf, den Fortschritt dieser bahnbrechenden Technologie zu verfolgen, Leser, die mehr erfahren möchten, sollten Scopio Labs besuchen.