Itai Hayut, CEO i założyciel Scopio Labs – seria wywiadów

Itai Hayut, jest CEO i założycielem Scopio Labs, startupu rozwijającego nową cyfrową platformę mikroskopii, która wykorzystuje zaawansowane techniki fotografii komputeryjnej w celu wykonania obrazowania i analizy próbek mikroskopowych.

Czym było to, co początkowo przyciągnęło Cię do świata badań biomedycznych i innowacji?

Studiowałem fizykę na Uniwersytecie Hebrajskim, ale zawsze fascynowała mnie biologia ludzka i medycyna, więc było naturalne, że w końcu połączę te dwie dziedziny w jakiś sposób. Jednym z moich wczesnych projektów była praca w dziedzinie urządzeń medycznych, co przekształciło się w udany grant od rządu izraelskiego. Myślę, że to był punkt zwrotny, kiedy wiedziałem, że chcę zastosować technologie takie jak komputerowe widzenie i głębokie uczenie, aby posunąć granice medycyny i innowować w sposób, który będzie miał pozytywny wpływ na świat.

Spędziłem fascynujące lato w Dolinie Krzemowej na Uniwersytecie Singularity, gdzie poznawałem technologie wykładnicze i stosowałem je do najpilniejszych problemów świata. To było idealną platformą startową dla mnie w dziedzinie zbiegu się sztucznej inteligencji i medycyny.

Czy mógłbyś podzielić się z nami historią powstania Scopio Labs?

Ta historia również zaczęła się, kiedy byłem na uniwersytecie z moim współzałożycielem Erez Na’aman. Zawsze marzyliśmy o tym, aby zrobić coś razem – wykorzystać IT i sztuczną inteligencję, aby mieć wpływ na świat. Podczas pracy w szpitalach obserwowaliśmy, jak praktycy patrzą przez tradycyjne mikroskopy i liczą komórki ręcznie. Było to zdumiewające, jak wiele świata medycznego nadal opiera się na diagnostyce przeprowadzanej przy użyciu ręcznego mikroskopu, które jest analogowe, przestarzałe i wymagające dużo pracy.

Pomyśleliśmy, że na pewno z naszym doświadczeniem w dziedzinie fizyki, IT i urządzeń medycznych możemy wprowadzić mikroskopię i hematologię w erę cyfrową. Wszystko, co musieliśmy zrobić, to kupić skaner, aby zeskanować szkiełka, a potem mogliśmy zastosować narzędzia AI na górze, prawda?

Ale kiedy zaczęliśmy szukać skanera, nie istniał. I to jest naprawdę miejsce, w którym zaczęła się historia Scopio. Naszym pierwszym zadaniem było zbudowanie skanera, a z nim mogliśmy zastosować wysokiej jakości dane i postępy w głębokim uczeniu, aby rewolucjonizować hematologię i transformować wykrywanie i diagnozowanie chorób.

Scopio Labs oferuje skanowanie pełnego pola widzenia przy rozdzielczości 100X, jakie były niektóre z kluczowych technologii, które umożliwiły skanowanie pełnego pola widzenia w porównaniu z tradycyjnymi opcjami o wąskim polu widzenia?

Przezwyciężenie długotrwałego tradycyjnego kompromisu między polem widzenia (FOV) a rozdzielczością jest największym przełomem. Rewolucyjna platforma cyfrowego obrazowania Scopio przechwytuje duże obszary skanowania przy powiększeniu 100-krotnym bez poświęcania pełnego pola widzenia, a wszystko to jest możliwe dzięki zaawansowanej technologii zwanej fotografią komputeryjną.

W naszym w pełni cyfrowym rozwiązaniu wykorzystujemy fotografię komputeryjną, aby pozwolić na szybkie pozyskiwanie cyfrowych obrazów pod różnymi warunkami oświetlenia. Następnie stosujemy zaawansowane algorytmy, a ostry, 100-krotny obraz próbki jest obliczany. Wszystko to dzieje się znacznie szybciej i wydajniej.

Wiele z dzisiejszych cyfrowych rozwiązań do analizy rozmazów krwi obwodowej może tworzyć tylko częściowy widok, w wyniku czego powstają pojedyncze zdjęcia komórek – pojedyncze cyfrowe obrazy. Te cyfrowe rozwiązania zapowiadają początkowe wysiłki w celu cyfryzacji i automatyzacji tego ręcznego przemysłu, ale są ograniczone w swoim zastosowaniu do analizy cyfrowej na poziomie końcowym: z pojedynczymi zdjęciami komórek nie otrzymujesz pełnego kontekstu szkiełka. Lub co więcej, obszary interesu klinicznego, takie jak obrzeże pióropodobne, nie są uwzględnione, co wymagałoby od technika laboratoryjnego powrotu do mikroskopu ręcznego, aby ukończyć przegląd przypadku.

Technologia cyfrowa do tej pory miała ograniczenia, jeśli chodzi o to, ile pól widzenia na szkiełku można cyfrowo przeanalizować. Obecne cyfrowe systemy obrazowania morfologii komórek dla PBS nie mogą osiągnąć pełnej rozdzielczości 100X z immersion olejową w skali i są ograniczone do zapewniania tylko zdjęć komórek.

Czynnikiem ograniczającym był czas, ponieważ wykorzystują one wysokiej rozdzielczości czujnik kamery zamontowany na obiektywie o powiększeniu 100-krotnym – części mikroskopu najbliżej obiektu, każdy krok trwa wiecznie. Rzeczy takie jak precyzyjne ruchy obiektywu, stabilizacja systemu i ostrość są wszystkie bardzo czasochłonne. I są to koszty, które są ograniczające dla mniejszych i średnich laboratoriów. Fotografia komputeryjna zastępuje drogą optykę i mechanikę, dramatycznie redukując całkowity koszt rozwiązania, a jednocześnie zapewniając w pełni cyfrowe rozwiązanie morfologii komórek.

Jakie są niektóre z korzyści skanowania pełnego pola widzenia?

Kiedy masz pełne pole widzenia w wysokiej rozdzielczości, oznacza to, że możesz zobaczyć duży obraz w kontekście i przyjrzeć się każdej części z rozdzielczością 100-krotną. Wyobraź sobie obraz satelitarny całego lasu deszczowego Amazonii z możliwością powiększenia każdego drzewa i liścia z absolutną wyrazistością.

Dla praktyka laboratoryjnego lub hematopatologa oznacza to, że widzi on wszystko, co jest do zobaczenia, bez luk i martwych punktów. Niezależnie od tego, czy obszar zainteresowania znajduje się na najdalszym krańcu rozmazu krwi, na obrzeżu pióropodobnym, można przesunąć się do niego i zobaczyć go w rozdzielczości 100-krotniej. Jednocześnie można obejrzeć cały rozmaz krwi na raz w pełnym kontekście. Obie możliwości są niezbędne do podejmowania decyzji klinicznych i są możliwościami, które nie były możliwe do tej pory.

Co więcej, pół-cyfrowe rozwiązania automatycznie wybierają obszar analizy i pobierają tylko pojedyncze zdjęcia – 1 drzewo spośród setek, jeśli wrócę do naszego przykładu lasu deszczowego. Więc jeśli urządzenie wybiera obszar nieoptymalny, technika musi wrócić do mikroskopu ręcznego, a nie zyskuje niczego.

Z naszym pełnym podejściem do morfologii komórek technika lub hematopatolog może przesunąć się i przyjrzeć każdej komórce lub grupie komórek w dowolnym miejscu cyfrowego obrazu – tak jak kolega przy ekranie komputera setki mil dalej.

Czy mógłbyś omówić niektóre z zdalnych możliwości oferowanych przez tę platformę?

Zdalny dostęp do pełnego pola skanowanych obrazów jest potężną zaletą dla naszych użytkowników. Personel poza miejscem lub współpracownicy mogą mieć taki sam dostęp do skanów, jak każdy w laboratorium, z taką samą możliwością zobaczenia całego szkiełka i/lub powiększenia dowolnej części zainteresowania w rozdzielczości 100-krotniej. Klinicyści, konsultanci hematopatolodzy lub inne strony mogą przeglądać, konsultować i współpracować z dowolnego miejsca.

Wynikiem jest to, że diagnoza może nastąpić znacznie szybciej, odwołania do drugiej opinii mogą nastąpić natychmiast, leczenie może rozpocząć się szybciej i z większą pewnością, a lekarze mogą poprawić wyniki pacjentów.

Oczywiście zdalny dostęp był kluczowy podczas pandemii, ponieważ pozwala na udostępnianie informacji przy minimalnym kontakcie personelu i przetwarzaniu próbek.

Jednym z podstawowych rozwiązań biznesowych oferowanych jest ScopioVet, co to jest?

ScopioVet to unikalna aplikacja naszej technologii, która również obejmuje usługi patologii zdalnej. Umożliwia klinikom weterynaryjnym skanowanie i analizę próbek cytolologicznych w miejscu opieki i otrzymywanie wyników patologicznych w ciągu godziny. Na przykład, jeśli pies przychodzi z guzem, klinicyści mogą pobrać aspirację cienkoigłową, przygotować szkiełko, zeskanować je przy użyciu urządzenia ScopioVet X100 w klinice, a następnie przesłać je natychmiast do przeglądu przez naszą globalną sieć patologów dostępnych 24/7/365.

Wyniki są zwracane w ciągu godziny, a klinika może skonsultować się bezpośrednio z patologiem, jeśli jest to pożądane. Mogą to robić ze wszystkimi aspiracjami cienkoigłowymi, rozmazami krwi obwodowej, wymazami z uszu i innymi płynami ustrojowymi.

Zamiast wysyłać próbkę do laboratorium patologicznego w celu uzyskania wyników i czekać dni, klinika ma odpowiedzi w miejscu opieki, zanim klient nawet opuści gabinet – więc plan leczenia może być wdrożony natychmiast. Można sobie wyobrazić korzyści, jakie ma to w zakresie wyników pacjentów, satysfakcji klienta, zysków kliniki, produktywności personelu – okazało się, że nawet pomaga w zgodności klienta. To naprawdę przełomowy postęp.

Jakie jest Twoje wizja przyszłości platformy morfologii komórkowej?

Aby komórki mogły mówić prawdę, musisz przeanalizować tysiące komórek na raz w rozdzielczości wystarczająco wysokiej, aby dostrzec najdrobniejsze szczegóły. W przeciwnym razie wyniki są niespójne, diagnozy są niedokładne, a kluczowe ustalenia są pomijane.

A jednak, dzisiaj, morfologia komórkowa w tej skali jest całkowitą fantazją. Analiza setek komórek jest już poza ludzką możliwością, nie mówiąc o tysiącach. Nasze najlepsze narzędzia są ograniczające ze względu na swój projekt – zwężające pole widzenia do pojedynczych komórek na raz. I nawet dzisiejsze najbardziej zaawansowane technologie AI ograniczają naszą analizę do zdjęć komórek, dając nam garść puzzle, kiedy to, co naprawdę potrzebujemy, to pełny obraz.

Teraz, kiedy już odkryliśmy kod pełnego pola cyfrowej morfologii komórkowej, możliwości wykorzystania AI do wzmocnienia ludzkiej obserwacji i diagnozy są praktycznie nieograniczone. Już nasze systemy wykorzystują uczenie maszynowe do różnicowania morfologii komórek krwi. W przyszłości AI będzie naszemu rozwojowi w jeszcze większym stopniu wykraczał poza ludzkie możliwości, automatyzując analizę dziesiątek tysięcy komórek na raz – znacznie więcej, niż jakikolwiek człowiek może zmierzyć. Przełom w dostępie i analizie wszystkich informacji, które zawiera morfologia, oraz umożliwienie nowych spostrzeżeń diagnostycznych na najwyższym poziomie dokładności, w skali, której świat jeszcze nie widział. Wykrywanie i diagnozowanie nowotworów, zakażeń, chorób i nawrotów wcześniej, niż kiedykolwiek wcześniej sądziło się, że jest to możliwe.

Czy jest coś jeszcze, co chciałbyś podzielić się na temat Scopio Labs?

Mam nadzieję, że kiedy inni ludzie zobaczą naszą pracę i technologię, którą proponujemy, będą tak samo podekscytowani, jak ja. Nadal fascynuje mnie zarówno biologia, jak i mechanika ludzkiego ciała, i nigdy nie nudzę się, ucząc nowych rzeczy o morfologii komórek od naszych klientów w zawodzie medycznym. Jestem tak dumny, że wykorzystujemy AI w tak głęboki sposób: aby umożliwić ludziom lepsze widzenie, szybsze znajdowanie odpowiedzi i ostatecznie zapobieganie cierpieniu. Dopiero co otworzyliśmy drzwi, a przed tą firmą jest cały nowy front innowacji i możliwości.

Dziękuję za wspaniały wywiad, niecierpliwię się, aby śledzić postępy tej przełomowej technologii, czytelnicy, którzy chcą dowiedzieć się więcej, powinni odwiedzić Scopio Labs.