Itai Hayut, VD och grundare av Scopio Labs – Intervjuserie

Itai Hayut är VD och grundare av Scopio Labs, ett startup-företag som utvecklar en ny digital mikroskopi-plattform som använder avancerad beräkningsfotografering för att utföra avbildning och analys av mikroskopi-prover.

Vad var det som initialt drog dig till världen av biomedicinsk forskning och innovation?

Jag studerade fysik vid Hebrew University, men jag var alltid fascinerad av mänsklig biologi och medicin, så det var naturligt att jag skulle kombinera de två på något sätt. En av mina tidiga projekt var inom området medicinska enheter, som resulterade i ett lyckat bidrag från den israeliska regeringen. Jag tror att det var den avgörande punkten när jag visste att jag ville tillämpa tekniker som datorseende och djupinlärning för att utvidga gränserna för medicin och innovera på ett sätt som skulle göra något gott i världen.

Jag tillbringade en fascinerande sommar i Silicon Valley på Singularity University, där jag utforskade exponentiella tekniker och tillämpade dem på världens mest brådskande problem. Detta fungerade som den perfekta språngbrädan för mig in i konvergensen av AI och det medicinska området.

Kan du dela med oss historien bakom Scopio Labs?

Denna historia började också när jag var på universitetet med min medgrundare Erez Na’aman. Vi drömde alltid om att göra något tillsammans – att utnyttja IT och AI för att göra en inverkan på världen. Under vår tid på sjukhus såg vi praktiker titta genom traditionella mikroskop och räkna celler manuellt. Det var chockerande för oss hur mycket av den medicinska världen fortfarande förlitade sig på diagnostik som utfördes med hjälp av manuella mikroskop, som är analoga, föråldrade och arbetskrävande. Dessutom erbjuder det ingen enkel möjlighet att dela mikroskopisk data, samarbeta med specialister eller utföra den typ av AI-baserad bildanalys som är vanlig i andra branscher.

Vi trodde att med vår bakgrund inom fysik, IT och medicinska enheter kunde vi föra mikroskopi och hematologi specifikt in i den digitala tidsåldern. Allt vi behövde göra var att köpa en skanner för att skanna bilderna, och sedan kunde vi tillämpa AI-verktygen ovanpå det, rätt?

Men när vi började leta efter en skanner, fanns den inte. Och det är verkligen där Scopio började. Vårt första uppdrag var att bygga en skanner, och med den kunde vi tillämpa högkvalitetsdata och framsteg inom djupinlärning för att revolutionera hematologi och omvandla sjukdomsdiagnos och -detektering.

Scopio Labs erbjuder fullfälts-skanning vid 100X-upplösning, vad var några av de viktigaste teknologierna som möjliggjorde fullfälts-skanning jämfört med traditionella smala vy-alternativ?

Att övervinna den långvariga traditionella avvägningen mellan synfält (FOV) och upplösning är den största genombrottet. Scopios revolutionerande digitala avbildningsplattform fångar stora skanningsområden vid 100X-förstoring utan att offra det fulla synfältet, och detta är allt möjligt tack vare avancerad teknik som kallas beräkningsfotografering.

I vår fullt digitala lösning använder vi beräkningsfotografering för att tillåta ett lågupplöst objektiv att snabbt förvärva digitala bilder under olika belysningsförhållanden. Till det tillämpar vi sofistikerade algoritmer, och en skarp, 100X-upplöst, fullfältsbild av provet beräknas. Allt sker mycket snabbare och effektivare.

Många av dagens digitala lösningar för att analysera perifera blodutstryk är endast i stånd att skapa en partiell vy, vilket resulterar i enskilda ögonblicksbilder av celler – endast enskilda digitala bilder. Dessa digitala lösningar markerar de första försöken till digitalisering och automatisering för att omvandla denna manuella bransch, men är begränsade i sin tillämpning för slutgiltig, djup digital analys: med enskilda cellögonblicksbilder får du inte hela sammanhanget i bilden. Eller, ännu viktigare, områden av kliniskt intresse som den fjädrade kanten inte ingår, vilket skulle kräva att laboratoriepersonalen återgår till det manuella mikroskopet för att slutföra fallet.

Digital teknologi har hittills haft begränsningar för hur många synfält på bilden som kan digitalt analyseras. Nuvarande digitala cellmorfologi-avbildningssystem för perifera blodutstryk kan inte uppnå full 100X-oljeimmersionsupplösning i skala och är begränsade till att endast tillhandahålla ögonblicksbilder av celler.

Begränsningsfaktorn var tiden, eftersom de använder en högupplöst kamera-sensor monterad på ett 100X-förstoringsobjektiv – den delen av mikroskopet som är närmast objektet, varje steg tar för evigt. Saker som exakta objektrörelser, systemstabilisering och fokusering är alla mycket tidskrävande. Och kostsamma för mindre och medelstora laboratorier. Beräkningsfotografering ersätter dyra optik och mekanik, vilket dramatiskt minskar den totala lösningens kostnad, samtidigt som det tillhandahåller en fullständigt digital fullfälts-cellmorfologilösning.

Vilka är några av fördelarna med fullfälts-skanning?

När du har fullfälts-synlighet i hög upplösning, innebär det i princip att du kan se både den stora bilden i sammanhang och zooma in på valfri del av den i 100X-upplösning. Tänk dig en satellitbild av hela Amazonas regnskog med möjlighet att zooma in på vilket träd och blad som helst med absolut tydlighet.

För en laboratoriepraktiker eller hematopatolog innebär detta att du ser allt som finns att se, utan luckor eller blinda fläckar. Oavsett om regionen av intresse är belägen i den yttersta kanten av blodutstryket, den fjädrade kanten, kan du panorera till den och se den i 100X-upplösning. Samtidigt kan du titta på hela blodutstryket på en gång i fullt sammanhang. Båda förmågorna är avgörande för kliniska beslut och är förmågor som inte var möjliga tidigare.

Vad mer är, semi-digitala lösningar väljer automatiskt ett analysområde och hämtar endast enskilda ögonblicksbilder – 1 träd av hundratals, om jag återgår till vårt regnskogs-exempel. Så om ett underoptimalt område väljs av enheten, måste tekniken återgå till det manuella mikroskopet ändå, och de har inte vunnit något.

Med vår fullfälts-cellmorfologitillvägagångssätt kan tekniken eller hematopatologen panorera ut och zooma in på vilken cell eller grupp av celler som helst, var som helst i den digitala bilden – så kan en kollega på en datorskärm hundratals mil bort.

Kan du diskutera några av de fjärrkapaciteterna som erbjuds av denna plattform?

Fjärråtkomst till fullfälts-skannade bilder är en kraftfull fördel för våra användare. Personal eller samarbetspartner utanför platsen kan ha samma tillgång till skanningarna som vem som helst i laboratoriet, med samma möjlighet att se hela bilden och/eller zooma in på valfri del av intresse i 100X. En kliniker, konsulterande hematopatolog eller annan part kan granska, konsultera och samarbeta från valfri plats.

Resultatet är att diagnos kan ske mycket snabbare, remisser för second opinion kan ske omedelbart, behandling kan börja snabbare och med större tillförlitlighet, och läkare kan förbättra patientresultat.

Det är uppenbart att fjärråtkomst har varit nyckeln under pandemin, eftersom det tillåter informationsdelning medan personalinteraktion och prover hantering och bearbetning minimeras.

En av de kärnaffärs-lösningarna som erbjuds är ScopioVet, vad är denna applikation specifikt?

ScopioVet är en unik tillämpning av vår teknik som också omfattar fjärrpatologitjänster. Det möjliggör för veterinärkliniker att skanna och analysera cytologiska prover vid vårdplatsen och få patologiska resultat inom en timme. Till exempel, om en hund kommer in med en knuta, kan kliniken ta en fin nål-aspiration, förbereda en bild, skanna den med ScopioVet X100-enheten i kliniken, och sedan överföra den omedelbart för granskning av vår globala nätverk av patologer som är tillgängliga 7/24/365.

Resultaten kommer tillbaka inom en timme, och kliniken kan konsultera direkt med patologen om så önskas. De kan göra detta med alla fina nål-aspirat, perifera blodutstryk, öronsvabbar och andra kroppsvätskor.

Så, istället för att skicka ut provet till ett patolog-laboratorium för granskning och vänta dagar på ett resultat, har kliniken svaren vid vårdplatsen innan klienten ens lämnar kontoret – så en behandlingsplan kan implementeras omedelbart. Du kan föreställa dig fördelarna med detta i termer av patientresultat, klient-tillfredsställelse, klinisk lönsamhet, personalens produktivitet – det har till och med visat sig hjälpa till med klient-samförstånd. Det är verkligen en omvälvande framsteg.

Vad är din vision för framtiden för cellmorfologiplattformar?

För att celler ska tala sanningen, måste du analysera tusentals celler åt gången i en upplösning som är tillräckligt hög för att upptäcka de minsta detaljerna. Annars är resultaten inkonsekventa, diagnoser är felaktiga och viktiga fynd är missade.

Och ändå, idag, är cellmorfologi i den skalan en fullständig fantasi. Att analysera hundratals celler är redan bortom mänsklig kapacitet, för att inte tala om tusentals. Våra bästa verktyg är begränsade av design – de begränsar vår synfält till enskilda celler åt gången. Och även dagens mest avancerade AI-tekniker begränsar vår analys till ögonblicksbilder av celler, vilket ger oss ett litet antal puzzle-bitarna, när vad vi verkligen behöver är den kompletta bilden.

Nu, när vi har knäckt koden för fullfälts-digital cellmorfologi, är möjligheterna för att använda AI för att förbättra mänsklig observation och diagnos i princip obegränsade. Redan använder våra system maskinlärning för att differentiera mellan morfologin hos blodceller. I framtiden kommer AI att driva oss allt längre bortom gränserna för mänskliga förmågor genom att automatisera analysen av tiotusentals celler åt gången – långt fler än vad någon människa kan kvantifiera. Ett genombrott för att få tillgång till och analysera all den information som morfologi innehåller och möjliggöra nya diagnostiska insikter på den högsta graden av exakthet, i en skala som världen aldrig har sett tidigare. Upptäckt och diagnos av cancer, infektioner, sjukdomar och återfall tidigare än vad som tidigare var möjligt

Finns det något annat du vill dela om Scopio Labs?

Jag hoppas att när andra människor ser vårt arbete och den teknik vi presenterar, blir de lika entusiastiska över det som jag är. Jag är fortfarande fascinerad av både biologin och mekaniken i den mänskliga kroppen, och jag blir aldrig trött på att lära mig nya saker om cellmorfologi från våra kunder inom det medicinska yrket. Jag är så stolt över att vi använder AI på ett så djupgående sätt: för att ge människor möjlighet att se saker tydligare, hitta svar snabbare och ultimately prevent suffering. Vi har bara öppnat dörren, och det finns en helt ny gräns av innovation och möjlighet framför oss för detta företag. Tack för den underbara intervjun, jag ser fram emot att följa framstegen för denna banbrytande teknik, läsare som vill lära sig mer bör besöka Scopio Labs.