Itai Hayut, CEO i założyciel Scopio Labs – seria wywiadów

Itai Hayut jest CEO i założycielem Scopio Labs, startupem, który rozwija nową platformę cyfrowej mikroskopii, wykorzystującą zaawansowane techniki fotografii komputeryjnej do 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 przesunąć granice medycyny i innowacji w sposób, który będzie miał pozytywny wpływ na świat.

Spędziłem fascynujące lato w Dolinie Krzemowej na Uniwersytecie Singularity, gdzie zajmowałem się technologiami wykładniczymi i stosowałem je do najpilniejszych problemów świata. To było idealnym punktem wyjścia dla mnie do zbiegu się sztucznej inteligencji i medycyny.

Czy mógłbyś podzielić się z nami historią powstania Scopio Labs?

Ta historia również zaczyna się, kiedy byłem na uczelni z moim współzałożycielem Erez Na’amanem. Zawsze marzyliśmy o tym, aby razem zrobić coś, wykorzystując IT i AI, aby mieć wpływ na świat. Podczas naszej pracy w szpitalach obserwowaliśmy, jak praktycy patrzą przez tradycyjne mikroskopy i ręcznie liczą komórki. Było to zdumiewające, jak wiele świata medycznego nadal opiera się na diagnostyce przeprowadzanej przy użyciu ręcznego mikroskopu, który jest analogowy, przestarzały i wymagający dużo pracy. Co więcej, nie ma łatwego sposobu na udostępnianie danych mikroskopowych, współpracę ze specjalistami ani wykonywanie analizy obrazu opartej na AI, która jest powszechna w innych branżach.

Myśleliśmy, że z pewnością, dzięki naszemu doświadczeniu 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 następnie mogliśmy zastosować narzędzia AI, aby rewolucjonizować hematologię i transformować wykrywanie i diagnozowanie chorób.

Ale kiedy zaczęliśmy szukać skanera, okazało się, że nie istnieje. I to jest właśnie miejsce, w którym zaczyna się historia Scopio. Naszym pierwszym zadaniem było zbudowanie skanera, a dzięki niemu 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 kluczowe technologie, 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 pozwala na przechwytywanie dużych obszarów skanowania przy powiększeniu 100X 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 umożliwić niskiej rozdzielczości obiektywu szybkie przechwytywanie cyfrowych obrazów w różnych warunkach oświetlenia. Następnie stosujemy zaawansowane algorytmy, a ostre, 100X-rozdzielczościowe, pełne pole widzenia próbki jest obliczane. Wszystko to dzieje się znacznie szybciej i bardziej efektywnie.

Wiele z dzisiejszych cyfrowych rozwiązań do analizy rozmazów krwi obwodowej jest w stanie utworzyć tylko częściowy widok, w wyniku czego powstają jedynie pojedyncze migawki komórek – tylko pojedyncze cyfrowe obrazy. Te cyfrowe rozwiązania są pierwszymi próbami z cyfryzacji i automatyzacji w tej ręcznej branży, ale są ograniczone w swoim zastosowaniu do analizy cyfrowej na poziomie końcowym: z migawkami pojedynczych komórek nie uzyskuje się 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 w celu ukończenia przeglądu przypadku

Technologia cyfrowa do tej pory miała ograniczenia, jeśli chodzi o ilość pól widzenia na szkiełku, które mogą być cyfrowo analizowane. Obecne cyfrowe systemy obrazowania morfologii komórek dla PBS nie mogą osiągnąć pełnej rozdzielczości 100X z natryskiem oleju w skali i są ograniczone do zapewniania tylko migawek komórek.

Ograniczającym czynnikiem był czas, ponieważ wykorzystują one wysokiej rozdzielczości czujnik kamery zamontowany na obiektywie 100-krotnego powiększenia – części najbliżej obiektu, każdy krok zajmuje wieczność. Rzeczy takie jak precyzyjne ruchy obiektywu, stabilizacja systemu i ustawianie ostrości są wszystkie bardzo czasochłonne. I są zbyt drogie dla mniejszych i średnich laboratoriów. Fotografia komputeryjna zastępuje drogie optykę i mechanikę, dramatycznie redukując całkowity koszt rozwiązania, jednocześnie zapewniając w pełni cyfrowe, pełne pole widzenia rozwiązanie morfologii komórek.

Jakie są niektóre z korzyści skanowania pełnego pola widzenia?

Gdy masz widoczność pełnego pola widzenia przy wysokiej rozdzielczości, oznacza to, że możesz zobaczyć zarówno duży obraz w kontekście, jak i przybliżyć się do dowolnej części z rozdzielczością 100X. Wyobraź sobie obraz satelitarny całego lasu deszczowego z możliwością przybliżenia się do dowolnego 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 z rozdzielczością 100X. Równocześnie można obejrzeć cały rozmaz krwi w kontekście. Oba te możliwości są niezbędne do podejmowania decyzji klinicznych i są możliwością, która nie była dostępna do tej pory.

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

Z naszym podejściem do pełnego pola widzenia morfologii komórek technika lub hematopatolog może przesunąć się i przybliżyć do dowolnej komórki lub grupy komórek w dowolnym miejscu cyfrowego obrazu – tak jak kolega przy ekranie komputera setki mil dalej.

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

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

Wynikiem jest to, że diagnoza może nastąpić znacznie szybciej, odniesienia 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 umożliwia udostępnianie informacji przy minimalnym kontakcie personelu i przetwarzaniu próbek.

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

ScopioVet to unikalne zastosowanie naszej technologii, które również obejmuje usługi patologii zdalnej. Umożliwia ono klinikom weterynaryjnym skanowanie i analizowanie próbek cytotologicznych w miejscu opieki i uzyskanie wyników patologicznych w ciągu godziny. Na przykład, jeśli pies przychodzi z guzem, klinicyści mogą pobrać aspirację cienkoigłową, przygotować szkiełko, zeskanować je za pomocą urządzenia ScopioVet X100 w klinice, a następnie przesłać je natychmiast do naszej globalnej sieci patologów, którzy są dostępni 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 ucha i innymi płynami ustrojowymi.

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

Jakie jest Twoje wizjonerskie spojrzenie na przyszłość platform morfologii komórkowej?

Aby komórki mogły mówić prawdę, trzeba analizować tysiące komórek na raz przy 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 ludzkimi możliwościami, a nasze najlepsze narzędzia są ograniczające przez swój projekt – zawężające pole widzenia do poszczególnych komórek na raz. I nawet dzisiejsze najbardziej zaawansowane technologie AI ograniczają naszą analizę do migawek komórek, dając nam niewielką część puzzli, kiedy to, co naprawdę potrzebujemy, to pełny obraz.

Teraz, kiedy już odkryliśmy kod pełnego pola widzenia cyfrowej morfologii komórkowej, możliwości zastosowania 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 nasz pushował coraz dalej poza granice ludzkich możliwości, automatyzując analizę dziesiątek tysięcy komórek na raz – o wiele więcej, niż może to zrobić człowiek. Przełom w dostępie i analizie wszystkich informacji, jakie zawiera morfologia, umożliwiając nowe spostrzeżenia diagnostyczne na najwyższym poziomie dokładności, w skali, jakiej świat nigdy nie widział wcześniej. Wykrywanie i diagnozowanie nowotworów, zakażeń, chorób i nawrotów wcześniej, niż kiedykolwiek wcześniej.

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

Mam nadzieję, że kiedy inni ludzie zobaczą naszą pracę i technologię, którą wprowadzamy, będą równie podekscytowani, jak ja. Nadal fascynuje mnie biologia i mechanika ludzkiego ciała, i nigdy nie nudzę się ucząc nowych rzeczy o morfologii komórek od naszych klientów z zawodu medycznego. Jestem tak dumny, że wykorzystujemy AI w tak głęboki sposób: aby umożliwić ludziom widzieć rzeczy wyraźniej, znaleźć odpowiedzi szybciej i ostatecznie zapobiec cierpieniu. Dopiero co otworzyliśmy drzwi, a przed tą firmą jest cała nowa granica innowacji i możliwości. Dziękuję za wspaniały wywiad, czekam na obserwowanie postępów tej przełomowej technologii, czytelnicy, którzy chcą dowiedzieć się więcej, powinni odwiedzić Scopio Labs.