Dr. James Tudor, MD, VP van AI bij XCath – Interviewreeks

Dr. James Tudor, MD, leidt de integratie van AI in de robotica-systemen van XCath. Gedreven door een passie voor de convergentie van technologie en geneeskunde, balanceert hij zijn rollen als praktiserend radioloog, assistant-professor in de radiologie aan de Baylor College of Medicine en AI-onderzoeker met enthousiasme.

XCath, opgericht in 2017, is een startup die zich richt op vooruitgang in medische robotica, nanorobotica en materiaalwetenschap. Het bedrijf ontwikkelt next-generation endovasculaire robotische systemen en bestuurde geleiders die zijn gericht op het behandelen van cerebrovasculaire stoornissen en andere ernstige medische aandoeningen.

Dr. Tudor, wat heeft uw interesse in de kruising van AI en geneeskunde, in het bijzonder op het gebied van radiologie, voor het eerst gewekt?

In 2016, toen ik mijn radiologie-opleiding begon, versloeg DeepMind’s AlphaGo de wereldkampioen Go-speler Lee Sedol. AlphaGo’s vermogen om de enorme complexiteit van Go, een spel met meer mogelijke bordposities dan atomen in het waarneembare universum, te comprimeren en te abstraheren, trok mijn aandacht. Geïnspireerd door het potentieel van AI om radiologie en geneeskunde als geheel te transformeren, dook ik meteen in AI. Tijdens mijn opleiding bracht ik mijn avonden en weekends door met AI-projecten.

Kunt u ons meer vertellen over uw reis van medische school naar het worden van VP van AI bij XCath? Wat motiveerde u om AI-integratie binnen healthcare-robotica na te streven?

Mijn carrièrepad heeft enkele onverwachte bochten genomen. Na mijn radiologie-opleiding wilde ik meer tijd besteden aan AI en zijn commerciële toepassingen. Ik sloot me aan bij een fitness-robotica-startup, opgericht door Eduardo Fonseca, die nu de CEO van XCath is. Het was een vormende ervaring, maar ik had nooit verwacht dat het zou leiden tot het behandelen van acute beroerte met endovasculaire telerobots.

Ongeveer een decennium geleden vond een revolutie plaats in de acute beroerte-zorg. De standaardbehandeling was een medicijn genaamd tPA dat de bloedprop zou oplossen. In 2015 toonden klinische proeven de superioriteit aan van het direct verwijderen van de prop uit de cerebrale slagaders door kleine geleiders en katheters binnen de arteriële vasculatuur te navigeren, een procedure genaamd mechanische trombectomie. Ondanks dat de procedure aanzienlijk effectief was voor grote vaatberoertes, heeft minder dan 40% van de Amerikaanse bevolking toegang tot deze procedure. Er zijn een beperkt aantal beroertecentra, meestal beperkt tot stedelijke gebieden, die specialisten hebben die de procedure kunnen uitvoeren. Wereldwijd zijn de statistieken nog somberder: minder dan 3% van de wereld heeft toegang.

XCath’s missie is om de toegang tot mechanische trombectomie te vergroten met een hub-and-spoke-model, waarbij specialisten expert-beroertezorg kunnen bieden vanuit de verte met endovasculaire telerobots die zijn geïmplementeerd in gebieden zonder toegang.

Eduardo vroeg me hoe AI de veiligheid van het telerobotsysteem kon verhogen. Ik was zo nieuwsgierig dat ik een paar weken diep in onderzoek ging, gesprekken voerde met interventionele specialisten en leerde over de telerobot. De missie en het potentieel voor humanitaire impact zijn zo overtuigend dat ik het appel tot actie moest beantwoorden.

Hoe hebben uw ervaringen als academisch radioloog uw aanpak voor het integreren van AI in medische apparaten gevormd?

Het lesgeven aan radiologie-studenten heeft mijn vermogen om complexe ideeën duidelijk uit te leggen, verfijnd, wat essentieel is bij het overbruggen van de kloof tussen AI-technologie en haar werkelijke toepassing in de gezondheidszorg. Het houdt me ook geworteld in de uitdagingen waar clinici mee te maken krijgen, wat me helpt om AI-oplossingen te ontwerpen die klinisch praktisch en gebruikersvriendelijk zijn.

Als VP van AI bij XCath, welke belangrijke uitdagingen bent u tegengekomen bij het integreren van AI in de robotica-systemen van XCath? Hoe hebt u deze overwonnen?

Het integreren van AI in chirurgische robotica presenteert een U-vormige uitdaging. De grootste moeilijkheden liggen aan het begin – het verkrijgen en beheren van gegevens – en aan het einde – het integreren ervan in een ingebed softwarepakket. In vergelijking is de daadwerkelijke training van de AI-modellen relatief eenvoudig.

Het verkrijgen van medische gegevens is een uitdaging, maar gelukkig konden we excellente beeld-delingspartnerschappen opzetten. Het implementeren van de modellen voor klinisch gebruik vereist het coördineren van de inspanningen van verschillende teams, waaronder AI, Kwaliteit, Software, UI/UX en robot-engineers, allemaal terwijl constant wordt geverifieerd met het klinische team dat de oplossing nuttig en effectief is. Met zoveel bewegende delen hangt succes uiteindelijk af van het hebben van toegewijde, hoge presterende teams die frequent en effectief communiceren.

Kunt u verder ingaan op hoe AI de mogelijkheden van XCath’s endovasculaire robotische systemen verhoogt? Wat is de rol van AI bij het verbeteren van patiëntresultaten?

AI-algoritmen kunnen dienen als een constante leraar en assistent, waardoor de cognitieve belasting afneemt en alle zorgverleners in staat stellen om wereldklassezorg te bieden. AI kan intraoperatieve en postoperatieve feedback bieden, waardoor de training en adoptie van endovasculaire robotica versneld wordt. Ons doel is om het systeem zo effectief en toegankelijk te maken dat andere intravasculaire specialisten, zoals interventionele lichaamsradiologen en interventionele cardiologen, getraind kunnen worden om acute beroertezorg te bieden met de robot.

Bovendien kunnen lokaal ingebedde algoritmen een extra niveau van veiligheid bieden tegen cyberaanvallen en netwerkfalen, aangezien ze het verwachte pad van een procedure kunnen anticiperen en waarschuwen en de procedure kunnen pauzeren in geval van onverwachte gebeurtenissen.

Uiteindelijk willen we de interventioneel niet de controle overnemen, maar hun capaciteiten verhogen, zodat elke patiënt vertrouwen kan hebben dat hij wereldklassezorg krijgt.

Hoe adresseert XCath’s AI-gedreven technologie de complexiteit van het navigeren door de humane vasculatuur tijdens endovasculaire procedures?

XCath’s Endovasculaire Robotic System vertegenwoordigt een belangrijke vooruitgang in precisiegeneeskunde, ontworpen om de ingewikkelde humane vasculatuur met sub-millimeter precisie te navigeren. Ons systeem is ontworpen om de procedurele variabiliteit te minimaliseren en de controle over verschillende endovasculaire apparaten te verhogen via een intuïtief bedieningsconsole.

Bovendien heeft XCath’s ElectroSteer Deflectable Guidewire System, het eerste elektronisch bestuurde stuurbaar slimme geleider, een stuurbaar uiteinde dat is ontworpen om complexe vasculaire anatomieën en moeilijke vaartkanten te navigeren.

AI zal de navigatiecapaciteiten verder verhogen met lokaal ingebedde computerzicht- en padplanningsmodellen. Deze modellen spelen een cruciale rol bij het reduceren van de cognitieve belasting op interventionele specialisten tijdens procedures door te helpen bij real-time beeldanalyse en verbeteringen en door parallelle autonomie te bieden.

XCath heeft onlangs een belangrijke mijlpaal bereikt met de wereldwijde eerste telerobotsche demonstratie van mechanische trombectomie. Kunt u uw inzichten delen over de rol van AI in deze baanbrekende procedure?

We gebruikten een eerdere versie van de robot voor deze baanbrekende prestatie, dus AI speelde geen rol. Het is echter een geweldige mijlpaal die de basis legt voor toekomstige integratie van AI in telerobotsche procedures.

In deze live-demonstratie voerde Dr. Vitor Pereira een MT-procedure uit vanuit Abu Dhabi op een gesimuleerde patiënt in Zuid-Korea, waarbij een bloedprop in de hersenen in enkele minuten werd verwijderd. We waren verheugd over de resultaten van de telerobotsche demonstratie, die laag latentie en een betrouwbare verbinding tussen de robotcontroller in Abu Dhabi en het robotapparaat in Zuid-Korea aantoonde. We projecteren regionale robot-telereuro-netwerken, maar we gingen naar een extremiteit om de capaciteiten van de technologie te demonstreren.

Wat denkt u dat de toekomst van telerobotsche chirurgie is in de behandeling van acute neurovasculaire aandoeningen, en hoe bereidt XCath zich voor om in deze ruimte te leiden?

Het rechtvaardigen van de noodzaak van telerobotsche chirurgie in veel medische scenario’s kan moeilijk zijn, vooral wanneer een chirurg gemakkelijk beschikbaar is of patiëntoverdracht mogelijk is. Echter, in de context van beroertebehandeling, waar elke minuut telt en neuronen snel verloren gaan, worden telerobotsche ingrepen cruciaal.

XCath is uniek gepositioneerd om telerobotsche chirurgie te pionieren, in eerste instantie gericht op beroertebehandeling. Onze aanpak adresseert de kritieke behoefte aan snelle interventie in gebieden met beperkte toegang tot gespecialiseerde zorg. Zodra we deze uitdaging met succes hebben aangepakt, denk ik dat het de weg zal effenen voor telerobotsche oplossingen in andere tijdgevoelige medische noodsituaties. Bovendien is er, gezien de extreme precisie van de robotische controles, potentieel voor het gebruik van de robot lokaal om technisch moeilijke operaties uit te voeren, zoals aneurysma-reparaties.

Waar denkt u dat de toekomst van AI in de gezondheidszorg heen gaat, in het bijzonder in relatie tot robotica-systemen en minimaal invasieve procedures?

AI heeft een enorm potentieel om de gezondheidszorg te revolutioneren. De eerste golf van AI-toepassingen heeft zich voornamelijk gericht op triage en efficiencyverbeteringen. We hebben significante vooruitgang gezien in radiologie, met name in het markeren van urgente gevallen of het automatiseren van metingen. Ik ben ook enthousiast over geautomatiseerde medische dossierdocumentatie. Een huidige uitdaging is dat artsen vaak meer tijd besteden aan het documenteren op computers dan aan het interactie met patiënten. Ik verwacht de ontwikkeling van systemen die patiëntinteracties of operaties in real-time kunnen documenteren, waardoor waardevolle artsentijd wordt vrijgemaakt. In het domein van robotica zal AI een cruciale rol spelen bij het assisteren en proctoreren, waardoor de consistentie en kwaliteit van de zorg worden verbeterd.

In de nabije toekomst zal AI chirurgen aanvullen, maar niet vervangen. De implementatie van parallelle autonomie in robotica-systemen zal de veiligheid en efficiëntie van procedures aanzienlijk verbeteren.

Als iemand die diep betrokken is bij AI-onderzoek, welke vooruitgang in AI denkt u dat de meeste impact zal hebben op de ontwikkeling van medische apparaten in de komende decennium?

In de afgelopen jaren hebben we een golf van toezichtige diepe leermodellen gezien die FDA-goedkeuring hebben ontvangen en nu beginnen hun belofte van transformatie van de gezondheidszorg in te lossen. Een golf van generatieve AI-toepassingen zal waarschijnlijk de komende jaren domineren. Agente AI, in vergelijking, is in zijn kinderschoenen, maar belooft veel meer. Naarmate AI snel evolueert, is het zeer waarschijnlijk dat we multi-agentsystemen zullen zien die in real-time kunnen diagnosticeren en behandelen. Er zullen aanvullende regelgevingshurdels zijn voor deze agenten wiens acties zowel ondoorzichtig als probabilistisch zijn. Echter, wereldwijde behoefte zal de vraag naar adoptie aandrijven. In Rwanda gebruikt het bedrijf Zipline vliegende drones om vitale medische benodigdheden binnen enkele minuten over het hele land te leveren. In plaatsen die geen toegang hebben tot medische middelen, is de risico/baat-verhouding heel anders en zal dit waarschijnlijk leiden tot het overslaan van de ontwikkelde wereld in de implementatie van multi-agente AI-medische apparaten.

Bedankt voor het geweldige interview, lezers die meer willen leren, kunnen XCath bezoeken.