Dott. James Tudor, MD, VP di AI presso XCath – Serie di interviste

Dott. James Tudor, MD, è alla guida dell’integrazione dell’AI nei sistemi robotici di XCath. Guidato da una passione per la convergenza della tecnologia e della medicina, bilancia con entusiasmo i suoi ruoli di radiologo praticante, professore assistente di radiologia presso il Baylor College of Medicine e ricercatore di AI.

Fondata nel 2017, XCath è una startup focalizzata sulle avanzate tecnologie mediche, nanorobotica e scienza dei materiali. La società sviluppa sistemi robotici endovascolari di nuova generazione e guidewire sterzabili finalizzati al trattamento di disturbi cerebrovascolari e altre gravi condizioni mediche.

Dott. Tudor, cosa ha inizialmente suscitato il suo interesse nell’intersezione dell’AI e della medicina, in particolare nel campo della radiologia?

Nel 2016, mentre iniziavo la mia residenza in radiologia, AlphaGo di DeepMind sconfisse il campione del mondo di Go Lee Sedol. La capacità di AlphaGo di comprimere e astrare le immense complessità del Go, un gioco con più posizioni possibili sulla scacchiera di quanto non ci siano atomi nell’universo osservabile, catturò la mia immaginazione. Emozionato dalle potenzialità dell’AI nel trasformare la radiologia e la medicina nel suo complesso, mi sono immerso a capofitto nell’AI. Durante la residenza, trascorrevo le serate e i fine settimana lavorando a progetti di AI.

Ci può raccontare di più del suo percorso dalla scuola di medicina al diventare VP di AI presso XCath? Cosa l’ha motivato a perseguire l’integrazione dell’AI nella robotica sanitaria?

Il mio percorso di carriera ha preso alcune strade inaspettate. Dopo aver completato la mia residenza in radiologia, volevo dedicare più tempo all’AI e alle sue applicazioni commerciali. Mi sono unito a una startup di robotica per il fitness, fondata da Eduardo Fonseca, che ora è il CEO di XCath. È stata un’esperienza formativa, ma non avevo mai anticipato che mi avrebbe portato sulla strada del trattamento dell’ictus acuto con telerobot endovascolari.

Circa un decennio fa, si è verificata una rivoluzione nella cura dell’ictus acuto. Lo standard di cura era un farmaco chiamato tPA che scioglieva il coagulo. Nel 2015, studi clinici hanno dimostrato la superiorità dell’asportazione diretta del coagulo dalle arterie cerebrali navigando piccoli fili guida e cateteri all’interno della vascolarizzazione arteriosa, una procedura chiamata trombectomia meccanica. Nonostante la procedura sia risultata notevolmente efficace per gli ictus delle grandi navi, meno del 40% della popolazione statunitense ha accesso ad essa. Ci sono un numero limitato di centri per l’ictus, generalmente limitati alle aree urbane, che hanno specialisti in grado di eseguire la procedura. A livello globale, le statistiche sono ancora più scoraggianti: meno del 3% del mondo ha accesso.

La missione di XCath è quella di aumentare l’accesso alla trombectomia meccanica con un modello hub-and-spoke, in cui gli specialisti possono fornire una cura per l’ictus a distanza con telerobot endovascolari distribuiti in aree senza accesso.

Eduardo mi ha chiesto come l’AI potesse aumentare la sicurezza del sistema telerobotico. Ero così curioso che ho trascorso alcune settimane a fare ricerche, avendo conversazioni con interventisti e imparando sul telerobot. La missione e l’impatto umanitario sono così convincenti che ho dovuto rispondere a quella chiamata alle armi.

Come le sue esperienze come radiologo accademico hanno plasmato il suo approccio all’integrazione dell’AI nei dispositivi medici?

Insegnare ai residenti di radiologia ha affinato la mia capacità di spiegare idee complesse in modo chiaro, il che è fondamentale quando si tratta di colmare il divario tra la tecnologia AI e il suo utilizzo nel mondo reale della sanità. Mi tiene anche con i piedi per terra rispetto alle sfide che gli operatori sanitari affrontano, il che mi aiuta a progettare soluzioni AI che siano clinicamente pratiche e facili da usare.

Come VP di AI presso XCath, quali sono stati alcuni dei principali sfidi che ha affrontato nell’integrare l’AI nei sistemi robotici di XCath? Come li ha superati?

L’integrazione dell’AI nella robotica chirurgica presenta una sfida a forma di U. Le maggiori difficoltà si trovano all’inizio – l’acquisizione e la gestione dei dati – e alla fine – l’integrazione in un pacchetto software incorporato. In confronto, l’addestramento effettivo dei modelli AI è relativamente semplice.

L’acquisizione dei dati medici è impegnativa, ma fortunatamente, siamo riusciti a stabilire eccellenti partnership per la condivisione di immagini. L’implementazione dei modelli per l’uso clinico richiede l’orchestrazione degli sforzi di vari team, tra cui AI, Qualità, Software, UI/UX e ingegneri robotici, tutti mentre costantemente validiamo con il team clinico che la soluzione è utile ed efficace. Con così tante parti in movimento, il successo dipende in definitiva dall’avere team dedicati e di alta performance che comunicano frequentemente ed efficacemente.

Potrebbe spiegare come l’AI migliora le capacità dei sistemi robotici endovascolari di XCath? Qual è il ruolo dell’AI nel migliorare gli esiti dei pazienti?

Gli algoritmi AI possono servire come insegnanti e assistenti costanti, diminuendo il carico cognitivo e portando tutti i fornitori a fornire cure di classe mondiale. L’AI può fornire feedback intraoperatorio e postoperatorio, accelerando il processo di addestramento e adozione della robotica endovascolare. Il nostro obiettivo è rendere il sistema così efficace e accessibile che altri specialisti vascolari, come i radiologi interventisti del corpo e i cardiologi interventisti, possano essere addestrati a fornire cure per l’ictus acuto con il robot.

Inoltre, gli algoritmi incorporati localmente possono fornire un livello aggiuntivo di sicurezza contro gli attacchi informatici e i guasti di rete, poiché anticipano il percorso previsto di una procedura e possono allertare e interrompere la procedura in caso di imprevisti.

Alla fine della giornata, non vogliamo prendere il controllo dall’interventista, ma aumentare le sue capacità in modo che ogni paziente possa essere sicuro di ricevere cure di classe mondiale.

Come la tecnologia guidata dall’AI di XCath affronta le complessità della navigazione della vascolarizzazione umana durante le procedure endovascolari?

Il sistema robotico endovascolare di XCath rappresenta un grande progresso nella medicina di precisione, progettato per navigare con precisione sub-millimetrica all’interno della complessa vascolarizzazione umana. Il nostro sistema è progettato per minimizzare la variabilità procedurale e migliorare il controllo su vari dispositivi endovascolari attraverso una console di controllo intuitiva.

Inoltre, il sistema di filo guida sterzabile elettronicamente controllato di XCath, il primo filo guida intelligente sterzabile al mondo, presenta una punta sterzabile progettata per navigare anatomie vascolari complesse e angolazioni di vasi impegnative.

L’AI migliorerà ulteriormente le capacità di navigazione con modelli di visione computerizzata e pianificazione del percorso incorporati localmente. Questi modelli svolgono un ruolo cruciale nel ridurre il carico cognitivo sugli interventisti durante le procedure, aiutando con l’analisi e il miglioramento delle immagini in tempo reale e fornendo salvaguardie attraverso l’autonomia parallela.

XCath ha recentemente raggiunto un importante traguardo con la prima dimostrazione telerobotica di trombectomia meccanica al mondo. Potrebbe condividere le sue riflessioni sul ruolo dell’AI in questa procedura innovativa?

Abbiamo utilizzato una versione precedente del robot per questo risultato innovativo, quindi l’AI non ha svolto un ruolo. Tuttavia, è un traguardo incredibile che getta le basi per l’integrazione futura dell’AI nelle procedure telerobotiche.

In questa dimostrazione dal vivo, il dott. Vitor Pereira ha eseguito una procedura di MT su un paziente simulato in Corea del Sud da Abu Dhabi, rimuovendo un coagulo di sangue nel cervello in pochi minuti. Siamo stati entusiasti dei risultati della dimostrazione telerobotica, che ha rilevato una bassa latenza e una connessione affidabile tra il controller robotico situato ad Abu Dhabi e il dispositivo robotico in Corea del Sud. Prevediamo reti di tele-ictus regionali, ma siamo andati all’estremo per dimostrare le capacità della tecnologia.

Cosa crede che sia il futuro della chirurgia telerobotica nel trattamento delle condizioni neurovascolari acute, e come XCath si sta preparando per guidare in questo settore?

Giustificare la necessità della chirurgia telerobotica in molti scenari medici può essere impegnativo, soprattutto quando un chirurgo è facilmente disponibile o il trasferimento del paziente è fattibile. Tuttavia, nel contesto del trattamento dell’ictus, dove ogni minuto conta e i neuroni vengono persi rapidamente, gli interventi telerobotici diventano cruciali.

XCath è in una posizione unica per essere pioniere nella chirurgia telerobotica, concentrandosi inizialmente sul trattamento dell’ictus. Il nostro approccio affronta il bisogno critico di un intervento rapido in aree con accesso limitato alle cure specializzate. Una volta che avremo superato con successo questa sfida, credo che aprirà la strada a soluzioni telerobotiche per altre emergenze mediche sensibili al tempo. Inoltre, data la precisione estrema dei controlli robotici, c’è il potenziale per utilizzare il robot localmente per eseguire interventi chirurgici tecnicamente difficili, come le riparazioni degli aneurismi.

Dove vede il futuro dell’AI nella sanità, in particolare in relazione ai sistemi robotici e alle procedure minimamente invasive?

L’AI ha un enorme potenziale per rivoluzionare la sanità. La prima ondata di applicazioni AI si è concentrata principalmente sul miglioramento della triage e dell’efficienza. Abbiamo visto progressi significativi nella radiologia, in particolare nell’evidenziare casi urgenti o nell’automatizzare l’acquisizione di misurazioni. Sono anche entusiasta della documentazione automatizzata dei record medici. Una sfida attuale è che i medici spesso trascorrono più tempo a documentare al computer che a interagire con i pazienti. Anticipo lo sviluppo di sistemi che possano documentare le interazioni con i pazienti o le operazioni in tempo reale, liberando il prezioso tempo del medico. Nel campo della robotica, l’AI svolgerà un ruolo cruciale nell’assistenza e nella supervisione, migliorando così la coerenza e la qualità delle cure.

Nel prossimo futuro, l’AI sarà in grado di aumentare, ma non sostituire, i chirurghi. L’implementazione dell’autonomia parallela nei sistemi robotici migliorerà notevolmente la sicurezza e l’efficienza delle procedure.

Come persona profondamente coinvolta nella ricerca sull’AI, quali progressi nell’AI ritiene che avranno il maggior impatto sullo sviluppo di dispositivi medici nel prossimo decennio?

Negli ultimi anni, abbiamo assistito a un’onda di modelli di apprendimento profondo supervisionato che hanno ricevuto l’approvazione della FDA e stanno solo iniziando a mantenere la loro promessa di trasformare la sanità. Un’onda di applicazioni AI generative probabilmente dominerà i prossimi anni. L’AI agente, in confronto, è ancora nella sua infanzia, ma promette molto di più. Poiché l’AI si evolve rapidamente, è molto probabile che vedremo sistemi multi-agente in grado di diagnosticare e trattare in tempo reale. Ci saranno ulteriori ostacoli normativi per questi agenti le cui azioni sono sia opache che probabilistiche. Tuttavia, il bisogno globale guiderà la domanda di adozione. In Ruanda, la società Zipline utilizza droni volanti per consegnare forniture mediche vitali in pochi minuti in tutto il paese. Allo stesso modo, in luoghi che mancano di accesso alle risorse mediche, l’equazione rischio/beneficio è molto diversa e probabilmente spingerebbe a saltare il mondo sviluppato nell’implementazione di dispositivi medici AI multi-agente.

Grazie per la grande intervista, i lettori che desiderano saperne di più possono visitare XCath.