Dr. James Tudor, MD, VP de IA na XCath – Série de Entrevistas

Dr. James Tudor, MD, lidera a integração de IA nos sistemas robóticos da XCath. Impulsionado por uma paixão pela convergência de tecnologia e medicina, ele equilibra com entusiasmo seus papéis como radiologista, Professor Assistente de Radiologia na Baylor College of Medicine e pesquisador de IA.

Fundada em 2017, XCath é uma startup focada em avanços em robótica médica, nanorobótica e ciência de materiais. A empresa desenvolve sistemas robóticos endovasculares de próxima geração e fios-guia direcionáveis visando tratar distúrbios cerebrovasculares e outras condições médicas graves.

Dr. Tudor, o que inicialmente despertou seu interesse na interseção de IA e medicina, particularmente no campo da radiologia?

Em 2016, quando eu estava começando minha residência em radiologia, o AlphaGo da DeepMind derrotou o campeão mundial de Go, Lee Sedol. A capacidade do AlphaGo de compactar e abstrair as vastas complexidades do Go, um jogo com mais posições possíveis do que átomos no universo observável, capturou minha imaginação. Animado com o potencial da IA para transformar a radiologia e a medicina como um todo, eu me mergulhei de cabeça na IA. Durante a residência, eu passava minhas noites e fins de semana trabalhando em projetos de IA.

Pode nos contar mais sobre sua jornada do curso de medicina ao se tornar o VP de IA na XCath? O que o motivou a perseguir a integração de IA em robótica de saúde?

Minha carreira seguiu alguns caminhos inesperados. Após terminar minha residência em radiologia, eu queria dedicar mais tempo à IA e suas aplicações comerciais. Eu me juntei a uma startup de robótica de fitness, fundada por Eduardo Fonseca, que agora é o CEO da XCath. Foi uma experiência formativa, mas eu nunca imaginei que isso me levaria ao caminho de tratar acidente vascular cerebral com telerrobótica endovascular.

Há cerca de uma década, uma revolução ocorreu no tratamento de acidente vascular cerebral agudo. O padrão de cuidado costumava ser um medicamento chamado tPA que quebrava o coágulo. Em 2015, ensaios clínicos demonstraram a superioridade de remover diretamente o coágulo das artérias cerebrais navegando guias finos e cateteres dentro da vasculatura arterial, um procedimento chamado trombectomia mecânica. Apesar de o procedimento ser marcantemente eficaz para acidentes vasculares cerebrais de grande vaso, menos de 40% da população dos EUA tem acesso a ele. Há um número limitado de centros de acidente vascular cerebral, geralmente limitados a áreas urbanas, que têm especialistas que podem realizar o procedimento. Globalmente, as estatísticas são ainda mais sombrias: menos de 3% do mundo tem acesso.

A missão da XCath é aumentar o acesso à trombectomia mecânica com um modelo de hub-and-spoke, onde especialistas podem fornecer cuidados de acidente vascular cerebral especializados à distância com telerrobótica endovascular implantada em regiões sem acesso.

Eduardo me perguntou como a IA poderia aumentar a segurança do sistema telerobótico. Eu estava tão curioso que passei algumas semanas em pesquisa, tendo conversas com intervencionistas e aprendendo sobre o telerrobô. A missão e o impacto humanitário são tão convincentes que eu tive que atender a esse chamado às armas.

Como suas experiências como radiologista acadêmico moldaram sua abordagem para integrar IA em dispositivos médicos?

Ensinar residentes de radiologia aprimorou minha capacidade de explicar ideias complexas de forma clara, o que é fundamental quando se busca conectar a tecnologia de IA com seu uso no mundo real da saúde. Isso também me mantém a par dos desafios que os clínicos enfrentam, o que me ajuda a projetar soluções de IA que sejam clinicamente práticas e fáceis de usar.

Como VP de IA na XCath, quais são alguns dos principais desafios que você enfrentou ao integrar IA nos sistemas robóticos da XCath? Como você superou esses desafios?

Integrar IA em robótica cirúrgica apresenta um desafio em forma de U. As maiores dificuldades estão no início — adquirir e gerenciar dados — e no final — integrar esses dados em um pacote de software incorporado. Em comparação, o treinamento real dos modelos de IA é relativamente direto.

Adquirir dados médicos é desafiador, mas felizmente, conseguimos estabelecer excelentes parcerias de compartilhamento de imagens. Implementar os modelos para uso clínico requer orquestrar os esforços de várias equipes, incluindo IA, Qualidade, Software, UI/UX e engenheiros robóticos, todas trabalhando constantemente para validar com a equipe clínica que a solução é útil e eficaz. Com tantas partes móveis, o sucesso depende de ter equipes dedicadas e de alto desempenho que se comuniquem frequentemente e de forma eficaz.

Poderia elaborar sobre como a IA melhora as capacidades dos sistemas robóticos endovasculares da XCath? Qual é o papel da IA na melhoria dos resultados dos pacientes?

Algoritmos de IA podem servir como um professor constante e assistente, diminuindo a carga cognitiva e elevando todos os provedores para fornecer cuidados de classe mundial. A IA pode fornecer feedback intraoperatório e pós-operatório, acelerando o processo de treinamento e adoção de robótica endovascular. Nosso objetivo é tornar o sistema tão eficaz e acessível que outros especialistas intravasculares, como radiologistas intervencionistas e cardiologistas intervencionistas, possam ser treinados para fornecer cuidados de acidente vascular cerebral agudo com o robô.

Além disso, algoritmos incorporados localmente podem fornecer um nível extra de segurança contra ataques cibernéticos e falhas de rede, pois antecipam o caminho esperado de um procedimento e podem alertar e pausar o procedimento em caso de imprevistos.

No final do dia, não queremos tirar o controle do intervencionista, mas aumentar suas capacidades para que todos os pacientes possam ter confiança de que estão recebendo cuidados de classe mundial.

Como a tecnologia impulsionada por IA da XCath aborda as complexidades de navegar a vasculatura humana durante procedimentos endovasculares?

O Sistema Robótico Endovascular da XCath representa um grande avanço na medicina de precisão, projetado para navegar a vasculatura humana intricada com precisão submilimétrica. Nosso sistema é projetado para minimizar a variabilidade do procedimento e melhorar o controle sobre vários dispositivos endovasculares por meio de uma console de controle intuitivo.

Além disso, o Sistema de Fio-Guia Eletronicamente Controlado da XCath, o primeiro fio-guia inteligente eletronicamente controlado do mundo, apresenta uma ponta direcionável projetada para navegar anatomias vasculares complexas e ângulos desafiadores de vasos.

A IA ainda melhorará as capacidades de navegação com modelos de visão computacional e planejamento de caminho incorporados localmente. Esses modelos desempenham um papel crucial na redução da carga cognitiva dos intervencionistas durante os procedimentos, auxiliando na análise de imagem em tempo real e melhorias, e fornecendo salvaguardas por meio de autonomia paralela.

A XCath recentemente alcançou um marco significativo com a primeira demonstração de trombectomia mecânica telerobótica do mundo. Poderia compartilhar suas perspectivas sobre o papel da IA nesse procedimento inovador?

Nós usamos uma versão anterior do robô para essa conquista inovadora, então a IA não desempenhou um papel. No entanto, é um marco incrível que estabelece as bases para a integração futura de IA em procedimentos telerobóticos.

Nessa demonstração ao vivo, o Dr. Vitor Pereira realizou um procedimento de MT de Abu Dhabi em um paciente simulado na Coreia do Sul, removendo um coágulo sanguíneo no cérebro em minutos. Estávamos entusiasmados com os resultados da demonstração telerobótica, que encontrou baixa latência e conexão confiável entre o controlador robótico localizado em Abu Dhabi e o dispositivo robótico na Coreia do Sul. Projetamos redes de tele-avc regionais, mas fomos ao extremo para demonstrar as capacidades da tecnologia.

O que você acredita que é o futuro da cirurgia telerobótica no tratamento de condições neurovasculares agudas, e como a XCath está se preparando para liderar nesse espaço?

Justificar a necessidade de cirurgia telerobótica em muitos cenários médicos pode ser desafiador, especialmente quando um cirurgião está disponível ou o traslado do paciente é viável. No entanto, no contexto do tratamento de acidente vascular cerebral, onde cada minuto conta e os neurônios são rapidamente perdidos, as intervenções telerobóticas se tornam cruciais.

A XCath está única e exclusivamente posicionada para pioneirar a cirurgia telerobótica, inicialmente se concentrando no tratamento de acidente vascular cerebral. Nossa abordagem aborda a necessidade crítica de intervenção rápida em áreas com acesso limitado a cuidados especializados. Uma vez que tenhamos superado com sucesso esse desafio, acredito que isso pavimentará o caminho para soluções telerobóticas em outras emergências médicas de tempo sensível. Além disso, dado o extremo nível de precisão dos controles robóticos, há potencial para usar o robô localmente para realizar cirurgias tecnicamente difíceis, como reparos de aneurisma.

Onde você vê o futuro da IA na saúde indo, particularmente em relação a sistemas robóticos e procedimentos minimamente invasivos?

A IA tem um potencial imenso para revolucionar a saúde. A primeira onda de aplicações de IA se concentrou principalmente em triagem e melhorias de eficiência. Vimos avanços significativos em radiologia, particularmente em sinalizar casos urgentes ou automatizar a aquisição de medições. Estou animado com a documentação automática de registros médicos. Um desafio atual é que os médicos muitas vezes passam mais tempo documentando em frente a computadores do que interagindo com pacientes. Antecipo o desenvolvimento de sistemas que possam documentar interações de pacientes ou cirurgias em tempo real, liberando tempo valioso de médicos. No reino da robótica, a IA desempenhará um papel crucial na assistência e supervisão, melhorando assim a consistência e a qualidade dos cuidados.

No futuro previsível, a IA vai aumentar, mas não substituir, os cirurgiões. A implementação de autonomia paralela em sistemas robóticos melhorará significativamente a segurança e a eficiência dos procedimentos.

Como alguém profundamente envolvido em pesquisa de IA, quais avanços em IA você acredita que terão o maior impacto no desenvolvimento de dispositivos médicos nos próximos dez anos?

Nos últimos anos, testemunhamos uma onda de modelos de aprendizado supervisionado que receberam aprovação da FDA e estão apenas começando a cumprir sua promessa de transformar a saúde. Uma onda de aplicações de IA gerativa provavelmente dominará os próximos anos. A IA agente, em comparação, está em sua infância, mas promete muito. À medida que a IA evolui rapidamente, é provável que vejamos sistemas de múltiplos agentes que possam diagnosticar e tratar em tempo real. Haverá obstáculos regulatórios adicionais para esses agentes cujas ações são opacas e probabilísticas. No entanto, a necessidade global impulsionará a demanda por adoção. Na Ruanda, a empresa Zipline está usando drones voadores para entregar suprimentos médicos essenciais dentro de minutos em todo o país. Da mesma forma, em lugares que carecem de acesso a recursos médicos, a equação risco-benefício é muito diferente e provavelmente levaria a um salto sobre o mundo desenvolvido na implantação de dispositivos médicos de IA multiagente.

Obrigado pela grande entrevista, leitores que desejam aprender mais devem visitar XCath.