Dr. James Tudor, MD, VP de IA la XCath – Seria de interviuri

Dr. James Tudor, MD, conduce integrarea inteligenței artificiale în sistemele robotice XCath. Într-un mod în care este condus de o pasiune pentru convergența tehnologiei și medicinei, el echilibrează cu entuziasm rolurile sale de radiolog practician, profesor asistent de radiologie la Baylor College of Medicine și cercetător de IA.

Înființată în 2017, XCath este o companie startup axată pe avansările în robotică medicală, nanorobotică și știința materialelor. Compania dezvoltă sisteme robotice endovasculare de ultimă generație și ghiduri steerable pentru a trata tulburări cerebrovasculare și alte afecțiuni medicale grave.

Dr. Tudor, ce a declanșat inițial interesul dvs. pentru intersecția dintre IA și medicină, în special în domeniul radiologiei?

În 2016, când începeam rezidențiatul în radiologie, AlphaGo a lui DeepMind l-a învins pe campionul mondial de Go, Lee Sedol. Capacitatea AlphaGo de a comprima și abstractiza complexitățile uriașe ale jocului de Go, un joc cu mai multe poziții posibile pe tablă decât atomii din universul observabil, mi-a capturat imaginația. Încântat de potențialul IA de a transforma radiologia și medicina în general, m-am aruncat cu capul în IA. În timpul rezidențiatului, petreceam serile și weekend-urile făcând proiecte de IA.

Puteți să ne spuneți mai multe despre călătoria dvs. de la școala de medicină la a deveni VP de IA la XCath? Ce v-a motivat să urmăriți integrarea IA în robotică medicală?

Drumul meu profesional a luat câteva întorsături neașteptate. După ce am terminat rezidențiatul în radiologie, am vrut să dedic mai mult timp IA și aplicațiilor sale comerciale. M-am alăturat unei companii de robotică de fitness, fondată de Eduardo Fonseca, care este acum CEO-ul XCath. A fost o experiență formativă, dar niciodată nu am anticipat că va duce pe calea tratamentului accidentului vascular cerebral cu teleroboți endovasculari.

Cu aproximativ un deceniu în urmă, a avut loc o revoluție în îngrijirea acute a accidentului vascular cerebral. Standardul de îngrijire era un medicament numit tPA care rupea cheagul. În 2015, studiile clinice au demonstrat superioritatea îndepărtării directe a cheagului din arterele cerebrale prin navigarea unor ghiduri și catetere mici în vasculatura arterială, o procedură numită trombectomie mecanică. În ciuda faptului că procedura a fost remarcabil de eficientă pentru accidentele vasculare cerebrale mari, mai puțin de 40% din populația SUA are acces la aceasta. Există un număr limitat de centre de accident vascular cerebral, în general limitate la zonele urbane, care au specialiști care pot efectua procedura. La nivel global, statisticile sunt și mai triste: mai puțin de 3% din lume are acces.

Misiunea XCath este de a crește accesul la trombectomia mecanică prin intermediul unui model hub-and-spoke, în care specialiștii pot oferi îngrijire de accident vascular cerebral de la distanță cu teleroboți endovasculari desfășurați în regiuni fără acces.

Eduardo m-a întrebat cum ar putea IA să îmbunătățească siguranța sistemului telerobotic. Eram atât de curios încât am petrecut câteva săptămâni în cercetare, având conversații cu intervenționiști și învățând despre telerobot. Misiunea și impactul umanitar potențial sunt atât de convingătoare încât trebuia să răspund la chemarea armelor.

Cum au influențat experiențele dvs. ca radiolog academic integrarea IA în dispozitive medicale?

Predarea radiologiei rezidenților mi-a ascuțit capacitatea de a explica idei complexe în mod clar, ceea ce este cheia pentru a face podul dintre tehnologia IA și utilizarea sa în lumea reală a sănătății. De asemenea, mă ține cu picioarele pe pământ în ceea ce privește provocările cu care se confruntă clinicienii, ceea ce mă ajută să proiectez soluții IA care sunt clinic practice și ușor de utilizat.

Ca VP de IA la XCath, care au fost unele dintre principalele provocări pe care le-ați întâmpinat în timpul integrării IA în sistemele robotice XCath? Cum le-ați depășit?

Integrarea IA în robotică chirurgicală prezintă o provocare în formă de U. Cele mai mari dificultăți se află la început – obținerea și gestionarea datelor – și la sfârșit – integrarea într-un pachet de software încorporat. În comparație, antrenarea efectivă a modelelor IA este relativ simplă.

Obținerea datelor medicale este o provocare, dar, din fericire, am reușit să stabilim parteneriate excelente de împărtășire a imaginilor. Implementarea modelelor pentru utilizare clinică necesită orchestrarea eforturilor mai multor echipe, inclusiv IA, Calitate, Software, UI/UX și ingineri robotici, toate acestea făcându-se în timp ce se validează constant cu echipa clinică că soluția este utilă și eficientă. Cu atâtea piese mobile, succesul depinde în final de existența unor echipe dedicate, cu performanțe ridicate, care comunică frecvent și eficient.

Puteți să ne explicați cum IA îmbunătățește capacitățile sistemelor robotice endovasculare XCath? Care este rolul IA în îmbunătățirea rezultatelor pacienților?

Algoritmii IA pot servi ca un învățător constant și asistent, reducând încărcătura cognitivă și ridicând toți furnizorii la nivelul de a oferi îngrijire de clasă mondială. IA poate oferi feedback intraoperator și postoperator, accelerând procesul de formare și adoptare a roboticii endovasculare. Ne propunem să facem sistemul atât de eficient și accesibil încât și alți specialiști intravasculari, cum ar fi radiologii intervenționiști și cardiologii intervenționiști, să poată fi instruiți să ofere îngrijire de accident vascular cerebral acut cu robotul.

În plus, algoritmii încorporați local pot oferi un nivel suplimentar de siguranță împotriva atacurilor cibernetice și a eșecurilor de rețea, deoarece aceștia pot anticipa traseul așteptat al unei proceduri și pot alerta și opri procedura în caz de neașteptat.

La sfârșitul zilei, nu dorim să luăm controlul de la intervenționist, ci să îmbunătățim capacitățile lor, astfel încât fiecare pacient să poată fi sigur că primește îngrijire de clasă mondială.

Cum adresează tehnologia condusă de IA a XCath complexitățile navigării în vasculatura umană în timpul procedurilor endovasculare?

Sistemul Robotic Endovascular XCath reprezintă o avanpostare majoră în medicina de precizie, proiectat pentru a naviga în vasculatura umană complexă cu o precizie sub-milimetrică. Sistemul nostru este proiectat pentru a minimiza variabilitatea procedurală și pentru a îmbunătăți controlul asupra diverselor dispozitive endovasculare prin intermediul unei console de control intuitive.

În plus, Sistemul de ghidare deflectabil ElectroSteer al XCath, primul ghid deflectabil electronic controlat din lume, are un vârf deflectabil ingineriat pentru a naviga în anatomii vasculare complexe și unghiuri vasculare dificile.

IA va îmbunătăți în continuare capacitățile de navigare cu modele de viziune computerizată și planificare local încorporate. Aceste modele joacă un rol crucial în reducerea încărcăturii cognitive a intervenționiștilor în timpul procedurilor prin asistență la analiza imaginilor în timp real și îmbunătățiri și prin furnizarea de măsuri de siguranță prin autonomie paralelă.

XCath a realizat recent o piatră de hotar semnificativă cu prima demonstrație de trombectomie mecanică telerobotică din lume. Puteți să ne împărtășiți perspectivele dvs. asupra rolului IA în această procedură revoluționară?

Am folosit o versiune anterioară a robotului pentru această realizare deosebită, așa că IA nu a jucat un rol. Cu toate acestea, este o piatră de hotar incredibilă care pune bazele pentru integrarea viitoare a IA în proceduri telerobotice.

În această demonstrație live, Dr. Vitor Pereira a efectuat o procedură de trombectomie mecanică de la Abu Dhabi pe un pacient simulat în Coreea de Sud, îndepărtând un cheag de sânge în creier în doar câteva minute. Am fost încântați de rezultatele demonstrației telerobotice, care a constatat o latență scăzută și o conexiune fiabilă între controlorul robotic situat în Abu Dhabi și dispozitivul robotic din Coreea de Sud. Ne propunem să creăm rețele regionale de tele-accidente vasculare cerebrale robotice, dar am mers la extrem pentru a demonstra capacitățile tehnologiei.

Ce credeți că este viitorul chirurgiei telerobotice în tratamentul afecțiunilor neurovasculare acute și cum se pregătește XCath să conducă în acest spațiu?

Justificarea necesității chirurgiei telerobotice în multe scenarii medicale poate fi o provocare, în special atunci când un chirurg este disponibil sau transferul pacientului este fezabil. Cu toate acestea, în contextul tratamentului accidentului vascular cerebral, în care fiecare minut contează și neuronii sunt pierduți rapid, intervențiile telerobotice devin cruciale.

XCath este poziționat în mod unic pentru a pionierat în chirurgia telerobotică, inițial axându-se pe tratamentul accidentului vascular cerebral. Abordarea noastră adresează nevoia critică de intervenție rapidă în zone cu acces limitat la îngrijire specializată. Odată ce vom reuși să abordăm cu succes această provocare, cred că va deschide calea pentru soluții telerobotice în alte urgențe medicale care necesită timp. De asemenea, dată fiind precizia extremă a controlului robotic, există potențial pentru utilizarea robotului local pentru a efectua intervenții chirurgicale dificile, cum ar fi repararea anevrismelor.

Unde vedeți viitorul IA în sănătate, în special în legătură cu sistemele robotice și procedurile minim invazive?

IA are un potențial imens de a revoluționa sănătatea. Prima undă de aplicații IA s-a concentrat în principal pe îmbunătățirea triajului și a eficienței. Am văzut progrese semnificative în radiologie, în special în semnalizarea cazurilor urgente sau în automatizarea obținerii de măsurători. Sunt, de asemenea, încântat de documentarea automată a înregistrărilor medicale. O provocare curentă este că medicii petrec mai mult timp documentând în fața computerelor decât interacționând cu pacienții. Anticip că vor fi dezvoltate sisteme care pot documenta interacțiunile pacientului sau intervențiile chirurgicale în timp real, eliberând timp valoros pentru medici.

În domeniul roboticii, IA va juca un rol crucial în asistență și proctoring, îmbunătățind astfel consistența și calitatea îngrijirii.

În viitorul previzibil, IA va îmbunătăți, dar nu va înlocui chirurgii. Implementarea autonomiei paralele în sistemele robotice va îmbunătăți semnificativ atât siguranța, cât și eficiența procedurilor.

Ca persoană profund implicată în cercetarea IA, ce progrese în IA credeți că vor avea cel mai semnificativ impact asupra dezvoltării dispozitivelor medicale în următorul deceniu?

În ultimii ani, am asistat la o undă de modele de învățare profundă supravegheată care au primit aprobarea FDA și abia acum încep să își îndeplinească promisiunea de a transforma sănătatea. O undă de aplicații IA generative va probabil domini următorii ani. IA agențială, în comparație, se află în stadiul de început, dar are un potențial mult mai mare. Pe măsură ce IA evoluează rapid, este foarte probabil să vedem sisteme multi-agente care pot diagnostica și trata în timp real. Vor exista obstacole regulatorii suplimentare pentru acești agenți ai căror acțiuni sunt atât opace, cât și probabile. Cu toate acestea, nevoia globală va conduce cererea de adoptare. În Rwanda, compania Zipline folosește drone zburătoare pentru a livra materiale medicale vitale în câteva minute în toată țara. În mod similar, în locurile care lipsesc resurse medicale, ecuația risc/beneficiu este foarte diferită și ar putea să sară peste lumea dezvoltată în ceea ce privește implementarea dispozitivelor medicale IA multi-agente.

Mulțumim pentru acest interviu minunat; cititorii care doresc să afle mai multe trebuie să viziteze XCath.