Avishay Bransky, Tiến sĩ, Giám đốc điều hành và Đồng sáng lập của PixCell – Loạt phỏng vấn

Avishay Bransky, Tiến sĩ, Giám đốc điều hành và Đồng sáng lập của PixCell, là một chuyên gia về vi lưu chất, với kinh nghiệm công nghiệp rộng rãi trong vật lý ứng dụng, phần mềm và kỹ thuật hệ thống. Ông là một trong những người phát minh ra kỹ thuật Tập trung Viscoelastic, phương pháp phân tích tế bào và hộp mực dựa trên vi lưu chất. Tiến sĩ Bransky nắm giữ bằng Cử nhân Vật lý, Cử nhân Kỹ thuật Vật liệu và Tiến sĩ Kỹ thuật Y sinh, tất cả từ Viện Công nghệ Israel Technion.

PixCell Medical có một câu chuyện khởi nguồn thú vị, bạn có thể giải thích cách công ty được thành lập sau khi vô tình phát hiện ra một hiện tượng vật lý độc đáo: Tập trung Viscoelastic (VEF)?

Trong khi hoàn thành luận án Tiến sĩ tại Technion – Viện Công nghệ Israel, một đồng nghiệp và tôi đang nghiên cứu các thiết bị vi lưu chất trong đó chúng tôi đã chảy các tế bào máu được treo lơ lửng trong các dung dịch khác nhau. Chúng tôi đã kiểm tra các tế bào qua kính hiển vi khi chúng đang chảy, và như dự kiến, các tế bào được phân bố đều trên kênh vi lưu chất (một phần của thiết bị vi lưu chất). Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thử nghiệm với một dung dịch độc đáo thường được sử dụng trong ngành khai thác mỏ. Khi chúng tôi nhìn qua kính hiển vi, chúng tôi không thể thấy bất kỳ tế bào nào. Chúng tôi đã lặp lại nhiều lần, và vẫn không thể thấy bất kỳ tế bào nào! Sau khi điều tra thêm, chúng tôi nhận ra rằng tất cả các tế bào đều tập trung vào một mặt phẳng duy nhất, và kính hiển vi của chúng tôi không tập trung vào mặt phẳng đó của các tế bào. Hiệu ứng tập trung mà chúng tôi phát hiện ra cực kỳ mạnh, không giống như bất kỳ thứ gì chúng tôi từng thấy, trong đó tất cả các tế bào được sắp xếp hoàn hảo trong một mặt phẳng trong khoảng cách vài chục nanomet. Đây là bước đột phá của chúng tôi trong việc phát hiện ra tập trung viscoelastic (VEF).

Chúng tôi đã tiếp cận một giáo sư tại Technion, người đã tạo ra một lý thuyết hỗ trợ cho việc phát hiện này. Dựa trên nghiên cứu này, chúng tôi đã xuất bản một bài báo về VEF trên một trong những tạp chí vật lý hàng đầu – Tạp chí Vật lý Physical Review Letters.

Tôi nhanh chóng nhận ra rằng VEF có thể rất hữu ích trong các ứng dụng mà tế bào được đếm hoặc phân tích. Các phương pháp này đều yêu cầu tập trung tế bào vì tế bào càng gần vị trí dự kiến, phân tích càng chính xác. Sự tập trung sắc nét đạt được bởi VEF giúp cho các phép đo chính xác cao cũng như phân tích hình ảnh các đặc điểm của tế bào. Một lợi thế bổ sung là VEF yêu cầu ít chất phản ứng hơn so với các thiết bị đếm tế bào tiêu chuẩn, làm cho nó tiết kiệm chi phí và dễ sử dụng. Đây là điểm khởi đầu khi chúng tôi bắt đầu phát triển máy phân tích huyết học HemoScreen, được thiết kế xung quanh VEF cũng như các công nghệ khác được cấp bằng sáng chế.

HemoScreen làm cho việc xét nghiệm máu trở nên đơn giản, bạn có thể giải thích các kỹ năng cần thiết để chạy các xét nghiệm máu và quy trình là gì?

HemoScreen nhỏ, chắc chắn và đơn giản để sử dụng, và nó không yêu cầu bất kỳ kỹ năng kỹ thuật nào để thiết lập hoặc vận hành. Hơn nữa, nó không yêu cầu bảo trì hoặc hiệu chỉnh. Do đó, bất kỳ ai cũng có thể nhanh chóng học cách sử dụng nó chỉ bằng cách đọc hướng dẫn nhanh, từ các y tá và người chăm sóc, đến chính bệnh nhân.

Thiết bị bao gồm một quy trình đơn giản ba bước:

• Một giọt máu được lấy từ ngón tay và đưa vào hộp mực có thể vứt bỏ, có tất cả các chất phản ứng được tích hợp sẵn.
• Hộp mực được đưa vào máy phân tích; và
• Trong vòng 6 phút, kết quả xét nghiệm CBC toàn diện 5 phần sẽ được cung cấp.

Quy trình này loại bỏ các lỗi thủ tục liên quan đến người vận hành hoặc người dùng có thể làm suy giảm chất lượng kết quả xét nghiệm do các bước tiền phân tích của việc chuẩn bị mẫu. Cung cấp các kết quả đọc chính xác của 20 thông số đếm máu tiêu chuẩn trong một giải pháp chăm sóc tại chỗ an toàn, dễ dàng và đơn giản giúp tiết kiệm thời gian và chi phí đáng kể cho bệnh nhân, bác sĩ lâm sàng và hệ thống y tế.

Ở Mỹ, HemoScreen đã được chấp thuận cho sử dụng tại điểm chăm sóc (POC) với xếp hạng CLIA vừa phải.

Các bệnh gì mà HemoScreen có thể phát hiện?

HemoScreen thực hiện xét nghiệm máu phổ biến nhất, xét nghiệm đếm máu hoàn chỉnh (CBC), cung cấp cho các chuyên gia y tế một bức tranh tổng thể về sức khỏe của một người. Ngoài ra, nó cung cấp việc đánh dấu tế bào bất thường toàn diện, có thể phục vụ như các dấu ấn sinh học cho các bệnh lý khác nhau. Việc xác định tế bào bất thường rất quan trọng nhưng không có sẵn tại điểm chăm sóc hoặc thậm chí trong các phòng thí nghiệm trung tâm lớn.

Khi nói đến việc xác định các bệnh như u lympho, một số loại u bạch cầu và viêm nặng, các tế bào máu non được giải phóng từ tủy xương trước khi đạt đến trạng thái trưởng thành. Khả năng đánh dấu các tế bào non này trong máu của bệnh nhân là một phát hiện rất quan trọng và chỉ có thể được phát hiện bằng các công cụ chất lượng cao nhất. Thường thì các công cụ này không thể phát hiện tất cả các tế bào non, dẫn đến việc phải làm xét nghiệm máu và xem mẫu dưới kính hiển vi. Hiện nay, có ít hơn các bác sĩ bệnh lý có chuyên môn để làm việc này.

Đây là nơi HemoScreen phát huy tác dụng. Phân tích hình ảnh AI của chúng tôi có thể, dựa trên hàng nghìn mẫu từ các bệnh lý khác nhau, xác định các tế bào và cung cấp một phát hiện chính xác, đại diện cho một sự chuyển đổi lớn trong phân tích máu nhanh. Sử dụng công nghệ này, bệnh nhân có thể được thông báo ngay lập tức về việc họ nên đến bệnh viện và thực hiện các xét nghiệm cụ thể hơn để tập trung vào bệnh lý sớm hơn so với các phương pháp xét nghiệm hiện tại.

Các rối loạn khác có thể được xác định thông qua xét nghiệm CBC của HemoScreen bao gồm u lympho mạn tính (CLL), nhiễm trùng, thiếu máu nặng và chảy máu nội bộ. Việc bổ sung các tế bào bất thường là một dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy bệnh nhân có vấn đề nghiêm trọng cần được phân tích và đánh giá thêm. Thay vì chẩn đoán các bệnh cụ thể, xét nghiệm của HemoScreen cung cấp một cái nhìn tổng quan về sức khỏe của bệnh nhân và giúp trong việc phát hiện sớm các bệnh lý nghiêm trọng. Hơn nữa, nó giúp bác sĩ xác định liệu có nên kê đơn kháng sinh hay không, điều này đang trở nên quan trọng hơn với vấn đề ngày càng tăng về kháng kháng sinh.

HemoScreen cũng có thể phát hiện các tế bào máu bất thường có thể chỉ ra các tế bào ung thư tiềm ẩn. Bạn có thể giải thích thêm về cách sản phẩm này có thể được sử dụng để phát hiện ung thư sớm?

Các tế bào máu phát triển trong tủy xương dần dần tiến hóa cho đến khi chúng được giải phóng vào dòng máu như một trong bảy loại tế bào chính. Các tế bào trưởng thành này được đếm như một phần của xét nghiệm CBC tiêu chuẩn, vì nồng độ của chúng trong máu phục vụ cho việc chẩn đoán các tình trạng như nhiễm trùng và thiếu máu. Tuy nhiên, đôi khi các tế bào non, chưa phát triển thành trạng thái trưởng thành, được giải phóng sớm từ tủy xương vào dòng máu ngoại vi. Các tế bào này được gọi là tế bào bất thường và có thể là dấu hiệu của một rối loạn sức khỏe nghiêm trọng.

Phương pháp phân tích của HemoScreen dựa trên việc chụp ảnh kỹ thuật số của các tế bào đang chảy, có thể được coi là một “làm mờ máu chảy”. Nó trích xuất hàng trăm tính năng từ mỗi tế bào, trái ngược với 3-4 tín hiệu được thu được bởi các máy phân tích tiêu chuẩn trong các phòng thí nghiệm trung tâm. Điều này cho phép công nghệ phân biệt chính xác giữa các loại tế bào khác nhau, bao gồm cả những tế bào bất thường.

Phiên bản được FDA chấp thuận của HemoScreen chỉ định 5 loại tế bào trắng bình thường và chính xác đánh dấu các tế bào bất thường. Tuy nhiên, PixCell gần đây đã đưa ra một phiên bản mới đo và xuất ra số lượng tế bào bất thường – đây là một bước đột phá trong chẩn đoán huyết học, vì các bác sĩ sẽ có thể phát hiện các loại ung thư khác nhau ở giai đoạn sớm hơn tại chăm sóc ban đầu và không bỏ lỡ các trường hợp quan trọng cần can thiệp ngay lập tức.

HemoScreen có thể đếm các tế bào hạt non, hồng cầu hạt nhân và tế bào blast, cực kỳ quan trọng để phát hiện, ngay cả với số lượng rất thấp, vì chúng có thể chỉ ra các bệnh như u tủy, u bạch cầu, u lympho và rối loạn máu mạn tính cần can thiệp ngay lập tức.

Một trong những điều mà PixCell Medical đang làm việc là Chẩn đoán Sepsis Sớm. Bạn có thể giải thích các thách thức hiện tại trong việc chẩn đoán Sepsis sớm và cách PixCell Medical đang giải quyết thách thức này?

Sepsis là một vấn đề sức khỏe toàn cầu. Để chống lại sepsis, chúng ta cần các công cụ chẩn đoán tốt hơn, xét nghiệm nhanh hơn và các xét nghiệm cụ thể hơn. Nếu xét nghiệm không cụ thể, nó không thể phân biệt giữa sepsis và các tình trạng khác có vẻ tương tự.

PixCell Medical đang giải quyết thách thức này bằng cách cung cấp các xét nghiệm dễ tiếp cận cho các dấu ấn sinh học cụ thể liên quan đến nhiễm trùng vi khuẩn. Một số dấu ấn sinh học đã có sẵn với xét nghiệm CBC 5 phần, chẳng hạn như số lượng bạch cầu trung tính tuyệt đối (ANC) và số lượng bạch cầu (WBC), trong khi những dấu ấn khác vẫn đang được phát triển.

PixCell cũng đang thêm một dấu ấn sinh học mới được phát hiện gần đây: chiều rộng phân bố bạch cầu đơn (MDW) vào xét nghiệm CBC. MDW đã được chứng minh là hiệu quả trong việc phát hiện sepsis trong lần gặp đầu tiên tại khoa cấp cứu. Kết hợp với WBC, MDW dự kiến sẽ tăng cường việc ra quyết định y tế trong quá trình quản lý sepsis sớm tại khoa cấp cứu. Các tế bào hạt non, được đề cập ở trên, cũng đã được chứng minh là một dấu hiệu sớm tốt cho sepsis. Ngoài ra, PixCell đang phát triển các xét nghiệm bổ sung cho các dấu ấn viêm như protein phản ứng C (CRP) và procalcitonin (PCT) được sử dụng rộng rãi trong việc quản lý điều trị sepsis.

Sự kết hợp của các dấu ấn sinh học này cung cấp một dấu hiệu cụ thể hơn về nguồn gốc của nhiễm trùng và quá trình của bệnh. Hơn nữa, việc làm cho các xét nghiệm tiên tiến này trở nên dễ tiếp cận và cung cấp kết quả trong thời gian thực sẽ dẫn đến kết quả lâm sàng tốt hơn đáng kể cho bệnh nhân sepsis.

Làm thế nào trí tuệ nhân tạo được sử dụng trong HemoScreen cho cả việc phát hiện bệnh và ung thư?

HemoScreen kết hợp công nghệ tập trung viscoelastic (VEF) với công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và thị giác máy để phân tích nhanh chóng một mẫu máu. VEF khiến các tế bào tập trung vào một lớp duy nhất khi chúng chảy, giúp cho việc phân tích quang học của chúng. Công nghệ thị giác máy của chúng tôi sau đó chụp hàng nghìn hình ảnh của hàng chục nghìn tế bào, trong thời gian thực, hoàn hảo tập trung khi chúng chảy. Các thuật toán AI của chúng tôi sau đó phân tích các hình ảnh này trên máy bay. Sử dụng xử lý hình ảnh, thuật toán và thị giác máy, công nghệ xác định và phân loại các tế bào thành các loại khác nhau.

Sử dụng các thuật toán học máy được đào tạo bởi các chuyên gia con người dựa trên nhiều mẫu máu và bệnh lý khác nhau, nó có thể xác định và phân loại các phân loại tế bào con khác nhau đôi khi khác biệt về sắc thái từ các bệnh nhân và bệnh lý khác nhau. Tất cả đều dựa trên hình thái, hình dạng, hình dạng nhân, màu sắc và các thuộc tính tế bào khác. Tổng thể, công nghệ AI của chúng tôi sử dụng hàng trăm tính năng khác nhau của mỗi tế bào để có thể xác định loại tế bào nào, nhanh chóng.

Làm thế nào việc xét nghiệm chẩn đoán phân tán lại quan trọng khi nói đến việc chẩn đoán sớm ung thư và các bệnh truyền nhiễm khác?

Xét nghiệm chẩn đoán phân tán là rất quan trọng khi nói đến việc chẩn đoán sớm ung thư và các bệnh truyền nhiễm khác. Các công nghệ hiện đang được sử dụng trong các phòng thí nghiệm trung tâm để mục đích này sử dụng tán xạ laser hoặc trở kháng điện, cho phép phân tích rất ít thuộc tính của tế bào, thường chỉ khoảng ba hoặc bốn so với hàng trăm thuộc tính mà công nghệ của chúng tôi có thể phân tích trong một môi trường chăm sóc tại chỗ.

Bên cạnh đó, quá trình chẩn đoán thành công ung thư và các bệnh truyền nhiễm khác thường được thực hiện thông qua một quá trình xét nghiệm dài và phức tạp. Các mẫu máu được lấy từ bệnh nhân sau khi bác sĩ giới thiệu, gửi đến phòng thí nghiệm trung tâm để được xét nghiệm, và bệnh nhân có thể phải chờ vài ngày, thậm chí vài tuần, để nhận được kết quả. Xét nghiệm chẩn đoán phân tán cung cấp cho các bác sĩ cơ hội để xét nghiệm bệnh nhân ngay tại văn phòng của họ, mà không cần bất kỳ sự hỗ trợ kỹ thuật nào. Và điều quan trọng nhất? Kết quả được nhận trong vòng 6 phút, và bác sĩ có thể giới thiệu bệnh nhân trực tiếp đến bước tiếp theo cần thiết trong chẩn đoán của họ.

Có điều gì khác mà bạn muốn chia sẻ về PixCell Medical?

PixCell Medical tự hào đã tạo ra một giải pháp cho xét nghiệm CBC đơn giản mà đã được tìm kiếm trong nhiều thập kỷ. Đây là lần đầu tiên một công cụ nhỏ, dễ sử dụng có thể cung cấp kết quả chính xác như vậy, sẵn có và dễ tiếp cận với những người cần nó nhất.

Cảm ơn bạn đã phỏng vấn và cho chúng tôi biết về công việc tuyệt vời đang diễn ra tại PixCell Medical.