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

Dr. James Tudor, MD, conduce integrarea inteligenței artificiale în sistemele robotice ale XCath. Într-un mod entuziast, el echilibrează rolurile sale de radiolog practician, profesor asistent de radiologie la Baylor College of Medicine și cercetător în domeniul inteligenței artificiale.

Înființată în 2017, XCath este o companie startup axată pe avansurile 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 v-a determinat inițial să vă îndreptați atenția către intersecția dintre inteligența artificială și medicină, în special în domeniul radiologiei?

În 2016, când începeam rezidențiatul în radiologie, AlphaGo, dezvoltat de 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 tabla decât atomii din universul observabil, mi-a capturat imaginația. Încântat de potențialul inteligenței artificiale de a transforma radiologia și medicina în general, m-am aruncat cu capul în inteligența artificială. În timpul rezidențiatului, petreceam serile și weekendurile lucrând la proiecte de inteligență artificială.

Ne puteți spune mai multe despre drumul dvs. de la școala de medicină la a deveni vicepreședinte de inteligență artificială la XCath? Ce v-a motivat să urmăriți integrarea inteligenței artificiale 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 inteligenței artificiale și aplicațiilor sale comerciale. Am intrat într-o companie de robotică pentru fitness, fondată de Eduardo Fonseca, care este acum CEO-ul XCath. A fost o experiență formativă, dar nu am anticipat niciodată că va duce pe drumul tratamentului accidentului vascular cerebral cu roboți telerobici.

Acum aproximativ un deceniu, a avut loc o revoluție în tratamentul accidentului vascular cerebral acut. Standardul de îngrijire era un medicament numit tPA, care dizolva 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 semnificativ eficientă pentru accidentele vasculare cerebrale majore, mai puțin de 40% din populația Statelor Unite are acces la această procedură. 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 printr-un model hub-and-spoke, în care specialiștii pot oferi îngrijire de înaltă calitate de la distanță cu roboți telerobici depuși în regiuni fără acces.

Eduardo m-a întrebat cum inteligența artificială poate spori siguranța sistemului telerobotic. Am fost 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 am trebuit să răspund la chemarea de a acționa.

Cum v-au influențat experiențele dvs. ca radiolog academic integrarea inteligenței artificiale în dispozitive medicale?

Predarea radiologiei rezidenților mi-a ascuțit capacitatea de a explica idei complexe în mod clar, ceea ce este esențial atunci când se face puntea dintre tehnologia inteligenței artificiale și utilizarea sa în lumea reală a sănătății. Acest lucru mă ține, de asemenea, conectat la provocările cu care se confruntă clinicienii, ceea ce mă ajută să proiectez soluții de inteligență artificială care sunt clinic practice și ușor de utilizat.

Ca vicepreședinte de inteligență artificială la XCath, ce provocări cheie ați întâmpinat în timpul integrării inteligenței artificiale în sistemele robotice ale XCath? Cum le-ați depășit?

Integrarea inteligenței artificiale 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 lor într-un pachet de software înglobat. În comparație, antrenarea efectivă a modelelor de inteligență artificială 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 inteligență artificială, Calitate, Software, UI/UX și ingineri robotici, toate acestea fiind validate în permanență de echipa clinică pentru a asigura că soluția este utilă și eficientă. Având atâtea piese mobile, succesul depinde în final de existența unor echipe dedicate și de înaltă performanță care comunică frecvent și eficient.

Ne puteți explica cum inteligența artificială îmbunătățește capacitățile sistemelor robotice endovasculare ale XCath? Care este rolul inteligenței artificiale în îmbunătățirea rezultatelor pacienților?

Algoritmii de inteligență artificială pot acționa ca un învățător și asistent constant, reducând încărcătura cognitivă și ridicând toți furnizorii la nivelul de îngrijire de clasă mondială. Inteligența artificială poate oferi feedback intraoperator și postoperator, accelerând procesul de antrenament și adoptare a roboticii endovasculare. Ne propunem să facem sistemul atât de eficient și accesibil încât și alți specialiști, cum ar fi radiologii intervenționiști și cardiologii intervenționiști, să poată fi instruiți pentru a oferi îngrijire de urgență pentru accident vascular cerebral 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 eveniment neașteptat.

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

Cum abordează tehnologia condusă de inteligență artificială a XCath complexitățile navigării vasculaturei umane în timpul procedurilor endovasculare?

Sistemul Robotic Endovascular al XCath reprezintă o avansare majoră în medicina de precizie, proiectat pentru a naviga cu acuratețe submilimetrică prin vasculatura umană complexă. Sistemul nostru este conceput pentru a minimiza variabilitatea procedurală și pentru a îmbunătăți controlul asupra dispozitivelor endovasculare prin intermediul unei console de control intuitive.

În plus, Sistemul de Ghiduri Steerable ElectroSteer al XCath, primul ghid deflector electronic controlat din lume, are un vârf deflector proiectat pentru a naviga anatomii vasculare complexe și unghiuri vasculare dificile.

Inteligența artificială 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 atins recent o piatră de hotar importantă cu prima demonstrație de trombectomie mecanică telerobotică din lume. Ne puteți împărtăși perspectivele dvs. despre rolul inteligenței artificiale în această procedură revoluționară?

Am utilizat o versiune anterioară a robotului pentru această realizare deosebită, așa că inteligența artificială nu a jucat un rol. Cu toate acestea, este o piatră de hotar incredibilă care pune bazele pentru integrarea viitoare a inteligenței artificiale în procedurile telerobotice.

În această demonstrație live, Dr. Vitor Pereira a efectuat o procedură de trombectomie mecanică de la Abu Dhabi pe un pacient simulat din Coreea de Sud, îndepărtând un cheag de sânge din creier în doar câteva minute. Am fost încântați de rezultatele demonstrației telerobotice, care a arătat o latență scăzută și o conexiune fiabilă între controlorul robotic din Abu Dhabi și dispozitivul robotic din Coreea de Sud. Proiectăm rețele regionale de tele-accidente vasculare, 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 domeniu?

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

XCath este poziționat în mod unic pentru a fi pionier în chirurgia telerobotică, inițial axându-se pe tratamentul accidentului vascular cerebral. Abordarea noastră abordează 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 inteligenței artificiale în sănătate, în special în relație cu sistemele robotice și procedurile minim invazive?

Inteligența artificială are un potențial imens de a revoluționa sănătatea. Prima undă de aplicații de inteligență artificială s-a concentrat în principal pe îmbunătățirea eficienței și a triajului. Am văzut progrese semnificative în radiologie, în special în identificarea cazurilor urgente sau în automatizarea obținerii de măsurători. Sunt, de asemenea, entuziasmat de documentarea automată a înregistrărilor medicale. O provocare curentă este că medicii petrec mai mult timp documentând în fața computerelor decât interacționând cu pacienții. Anticipez dezvoltarea de sisteme care pot documenta interacțiunile pacientului sau intervențiile chirurgicale în timp real, eliberând timp valoros pentru medici. În domeniul roboticii, inteligența artificială va juca un rol crucial în asistență și supraveghere, îmbunătățind astfel coerența și calitatea îngrijirii.

În viitorul previzibil, inteligența artificială va spori, 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 inteligenței artificiale, ce progrese în inteligență artificială 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-și îndeplinească promisiunea de a transforma sănătatea. O undă de aplicații de inteligență artificială generativă va domina probabil următorii ani. Inteligența artificială agențială, în comparație, se află în stadiul de început, dar are un potențial mult mai mare. Pe măsură ce inteligența artificială evoluează rapid, este foarte probabil ca vom vedea sisteme multi-agente care pot diagnostica și trata în timp real. Vor exista și obstacole regulatorii suplimentare pentru aceste agenți ale căror acțiuni sunt atât opace, cât și probabilistice. Cu toate acestea, nevoia globală va conduce la adoptarea lor. În Rwanda, compania Zipline utilizează drone zburătoare pentru a livra materiale medicale vitale în câteva minute în toată țara. Similar, în locurile care lipsesc resurse medicale, ecuația risc/beneficiu este foarte diferită și ar putea să le determine să sară peste lumea dezvoltată în implementarea dispozitivelor medicale multi-agente cu inteligență artificială.

Mulțumim pentru acest interviu minunat; cititorii care doresc să afle mai multe despre subiect pot vizita XCath.