Itai Hayut, CEO e fondatore di Scopio Labs – Serie di interviste

Itai Hayut, è il CEO e fondatore di Laboratori Scopio, una startup che sviluppa una nuova piattaforma di microscopia digitale che utilizza tecniche avanzate di fotografia computazionale per eseguire l'imaging e l'analisi di campioni di microscopia.

Cosa ti ha attratto inizialmente nel mondo della ricerca e dell'innovazione biomedica?

Ho studiato fisica all'Università Ebraica, ma sono sempre stato affascinato dalla biologia umana e dalla medicina, quindi era naturale che alla fine avrei unito le due cose in qualche modo. Uno dei miei primi progetti riguardava il settore dei dispositivi medici, che si è trasformato in un finanziamento di successo da parte del governo israeliano. Penso che quello sia stato il punto cruciale quando ho capito che volevo applicare tecnologie come la visione artificiale e il deep learning per ampliare i confini della medicina e innovare in un modo che avrebbe fatto del bene al mondo.

Ho trascorso un'estate affascinante nella Silicon Valley alla Singularity University esplorando tecnologie esponenziali e applicandole ai problemi più urgenti del mondo. Questo è stato per me il perfetto trampolino di lancio verso la convergenza tra intelligenza artificiale e campo medico.

Potresti condividere con noi la storia della genesi di Scopio Labs?

Anche questa storia è iniziata quando ero all'università con il mio co-fondatore Erez Na'aman. Abbiamo sempre sognato di fare qualcosa insieme, sfruttando l'IT e l'intelligenza artificiale per avere un impatto sul mondo. Durante il nostro periodo di lavoro negli ospedali, guardavamo i professionisti guardare attraverso microscopi tradizionali e contare le cellule manualmente. È stato sorprendente per noi quanto del mondo medico si affidasse ancora alla diagnostica eseguita utilizzando il microscopio manuale, che è analogico, obsoleto e ad alta intensità di manodopera. Inoltre, non offre un modo semplice per condividere dati microscopici, collaborare con specialisti o eseguire il tipo di analisi delle immagini basata sull'intelligenza artificiale che è comune in altri settori.

Abbiamo pensato che sicuramente con il nostro background in fisica, informatica e dispositivi medici, avremmo potuto portare la microscopia e l'ematologia specificamente nell'era digitale. Tutto quello che dovevamo fare era acquistare uno scanner per scansionare le diapositive, e poi potevamo applicare gli strumenti di intelligenza artificiale oltre a quello, giusto?

Ma quando abbiamo iniziato a cercare uno scanner, non esisteva. Ed è proprio lì che è iniziata la storia di Scopia. Il nostro primo compito è stato quello di costruire uno scanner, e con esso abbiamo potuto applicare dati di alta qualità e progressi nel deep learning per rivoluzionare l'ematologia e trasformare il rilevamento e la diagnosi delle malattie.

Scopio Labs offre la scansione a campo intero con una risoluzione 100X, quali sono state alcune delle tecnologie chiave che hanno consentito la scansione a campo intero rispetto alle tradizionali opzioni di visualizzazione ristretta?

Il superamento del tradizionale compromesso tra campo visivo (FOV) e risoluzione è il più grande passo avanti. La rivoluzionaria piattaforma di imaging digitale di Scopio acquisisce ampie aree di scansione con un ingrandimento 100X senza sacrificare l'intero campo visivo, e tutto ciò è reso possibile utilizzando una tecnologia avanzata chiamata fotografia computazionale.

Nella nostra soluzione completamente digitale, utilizziamo la fotografia computazionale per consentire a un obiettivo a bassa risoluzione di acquisire rapidamente immagini digitali in diverse condizioni di illuminazione. A ciò applichiamo algoritmi sofisticati e viene calcolata un'immagine nitida a campo intero del campione con risoluzione 100X. Tutto avviene molto più velocemente e in modo più efficiente.

Molte delle soluzioni digitali odierne per l'analisi degli strisci di sangue periferico sono in grado di creare solo una vista parziale risultante in singole istantanee di cellule – solo singole immagini digitali. Queste soluzioni digitali preannunciano gli sforzi iniziali di digitalizzazione e automazione per trasformare questa industria manuale, ma sono limitate nella loro applicazione per un'analisi digitale approfondita end-to-end: con le istantanee a cella singola non si ottiene il contesto completo della diapositiva. O, cosa ancora più importante, non sono incluse aree di interesse clinico come il bordo sfumato, il che richiederebbe al tecnico di laboratorio di tornare al microscopio manuale per completare la revisione del caso

La tecnologia digitale fino ad ora aveva limiti al numero di FOV sulla diapositiva che possono essere analizzati digitalmente. Gli attuali sistemi di imaging digitale della morfologia delle cellule per PBS non possono raggiungere una risoluzione di immersione in olio completa di 100 volte su larga scala e si limitano a fornire solo istantanee delle cellule.

Il fattore limitante era il tempo, perché utilizzano un sensore per fotocamera ad alta risoluzione montato su un obiettivo di ingrandimento 100X: la parte del cannocchiale più vicina all'oggetto, ogni passo richiede un'eternità. Cose come i movimenti precisi dell'obiettivo, la stabilizzazione del sistema e la messa a fuoco richiedono molto tempo. E costi proibitivi per laboratori di piccole e medie dimensioni. La fotografia computazionale sostituisce l'ottica e la meccanica costose, riducendo drasticamente il costo complessivo della soluzione e allo stesso tempo fornendo una soluzione di morfologia cellulare a campo intero completamente digitale.

Quali sono alcuni dei vantaggi della scansione a campo intero?

Quando hai una visibilità a campo intero ad alta risoluzione, significa essenzialmente che puoi sia vedere l'immagine grande nel contesto sia ingrandire qualsiasi parte di essa con una risoluzione 100X. Immagina un'immagine satellitare dell'intera foresta pluviale amazzonica con la possibilità di ingrandire qualsiasi albero e foglia con assoluta chiarezza.

Per un medico di laboratorio o un ematopatologo, ciò significa che puoi vedere tutto ciò che c'è da vedere senza lacune o punti ciechi. Se la regione di interesse si trova sul bordo più lontano dello striscio di sangue, il bordo sfumato, puoi spostarti su di essa e visualizzarla con una risoluzione di 100X. Allo stesso tempo, puoi guardare l'intero striscio di sangue in una sola volta nel contesto completo. Entrambe le capacità sono vitali per il processo decisionale clinico e sono capacità che non erano possibili fino ad ora.

Inoltre, le soluzioni semi-digitali selezionano automaticamente un'area di analisi e recuperano solo singole istantanee: 1 albero su centinaia se torno al nostro esempio della foresta pluviale. Quindi, se il dispositivo seleziona un'area non ottimale, il tecnico deve comunque tornare al microscopio manuale e non ha ottenuto nulla.

Con il nostro approccio alla morfologia cellulare a campo intero, il tecnico o l'emapatologo può eseguire una panoramica e ingrandire qualsiasi cellula o gruppo di cellule in qualsiasi punto dell'immagine digitale, così come un collega davanti allo schermo di un computer a centinaia di chilometri di distanza.

Potresti discutere alcune delle funzionalità remote offerte da questa piattaforma?

L'accesso remoto alle immagini scansionate a campo intero è un grande vantaggio per i nostri utenti. Il personale o i collaboratori fuori sede possono avere lo stesso accesso alle scansioni di chiunque si trovi in ​​laboratorio, con la stessa possibilità di vedere l'intero vetrino e/o ingrandire qualsiasi area di interesse a 100X. Un medico, un ematopatologo consulente o un'altra parte può esaminare, consultare e collaborare da qualsiasi luogo.

Il risultato è che la diagnosi può avvenire molto più velocemente, i rinvii di seconda opinione possono avvenire istantaneamente, il trattamento può iniziare più velocemente e con maggiore sicurezza e i medici possono migliorare i risultati dei pazienti.

Ovviamente l'accesso remoto è stato fondamentale durante la pandemia perché consente la condivisione delle informazioni riducendo al minimo l'interazione del personale e la manipolazione e l'elaborazione dei campioni.

Una delle soluzioni di core business che viene offerta è Scopio Vet, cos'è specificamente questa applicazione?

ScopioVet è un'applicazione unica della nostra tecnologia che incorpora anche servizi di patologia a distanza. Consente alle cliniche veterinarie di scansionare e analizzare campioni citologici presso il punto di cura e ottenere risultati patologici entro un'ora. Quindi, ad esempio, se un cane entra con un nodulo, il medico può eseguire un'aspirazione con ago sottile, preparare un vetrino, scansionarlo con il dispositivo ScopioVet X100 in clinica, quindi trasmetterlo immediatamente per la revisione da parte della nostra rete globale di patologi che sono disponibili 7/24/365.

I risultati arrivano entro un'ora e la clinica può consultarsi direttamente con il patologo se lo desidera. Possono farlo con tutti gli aspirati con ago sottile, strisci di sangue periferico, tamponi auricolari e qualsiasi altro fluido corporeo.

Quindi, invece di inviare il campione a un laboratorio di percorso per la revisione e aspettare giorni per un risultato, la clinica ha risposte al punto di cura prima ancora che il cliente lasci l'ufficio, quindi un piano di trattamento può essere implementato immediatamente. Puoi immaginare i vantaggi che ciò ha in termini di risultati per i pazienti, soddisfazione del cliente, redditività della clinica, produttività del personale: ha dimostrato di aiutare persino con la conformità del cliente. È davvero un progresso trasformativo.

Qual è la tua visione per il futuro delle piattaforme di morfologia cellulare?

Affinché le celle dicano la verità, è necessario analizzare migliaia di celle alla volta con una risoluzione sufficientemente elevata da individuare i dettagli più minuti. In caso contrario, i risultati sono incoerenti, le diagnosi sono imprecise e i risultati chiave vengono persi.

Eppure, oggi, la morfologia cellulare a quella scala è una completa fantasia. Analizzare centinaia di cellule è già al di là delle capacità umane, figuriamoci migliaia. I nostri migliori strumenti sono limitanti per progettazione, restringendo il nostro campo visivo a singole celle alla volta. E anche le tecnologie di intelligenza artificiale più avanzate di oggi limitano la nostra analisi a istantanee di cellule, dandoci una piccola manciata di pezzi del puzzle, quando ciò di cui abbiamo veramente bisogno è il quadro completo.

Ora che abbiamo decifrato il codice della morfologia cellulare digitale a tutto campo, le possibilità di utilizzare l’intelligenza artificiale per migliorare l’osservazione e la diagnosi umana sono praticamente illimitate. I nostri sistemi utilizzano già l’apprendimento automatico per differenziare la morfologia delle cellule del sangue. In futuro, l’intelligenza artificiale ci spingerà sempre più oltre i limiti delle capacità umane automatizzando l’analisi di decine di migliaia di cellule alla volta, molto più di quanto qualsiasi essere umano possa quantificare. Una svolta per l'accesso e l'analisi di tutte le informazioni contenute nella morfologia e per consentire nuove intuizioni diagnostiche al massimo grado di accuratezza, su una scala mai vista prima. Individuazione e diagnosi di tumori, infezioni, malattie e ricadute prima di quanto si fosse mai ritenuto possibile

C'è qualcos'altro che vorresti condividere su Scopio Labs?

Spero che quando altre persone vedranno il nostro lavoro e la tecnologia che stiamo proponendo, si entusiasmeranno quanto me. Sono ancora affascinato sia dalla biologia che dalla meccanica del corpo umano e non mi stanco mai di imparare cose nuove sulla morfologia cellulare dai nostri clienti nella professione medica. Sono così orgoglioso che stiamo usando l'intelligenza artificiale in un modo così profondo: per consentire agli esseri umani di vedere le cose in modo più chiaro, trovare risposte più velocemente e, in definitiva, prevenire la sofferenza. Abbiamo appena aperto la porta e c'è una frontiera completamente nuova di innovazione e possibilità per questa azienda.

Grazie per l'ottima intervista, non vedo l'ora di seguire i progressi di questa tecnologia rivoluzionaria, i lettori che desiderano saperne di più dovrebbero visitare Laboratori Scopio.