Dr. James Tudor, MD, VP của AI tại XCath – Loạt phỏng vấn

Dr. James Tudor, MD, đứng đầu việc tích hợp AI vào hệ thống robot của XCath. Được thúc đẩy bởi niềm đam mê với sự hội tụ của công nghệ và y học, ông nhiệt tình cân bằng các vai trò của mình như một bác sĩ X quang đang hành nghề, Giáo sư phụ tá về X quang tại Đại học Y Baylor và nhà nghiên cứu AI.

Được thành lập vào năm 2017, XCath là một công ty khởi nghiệp tập trung vào các tiến bộ trong lĩnh vực robot y tế, robot nano và khoa học vật liệu. Công ty này phát triển các hệ thống robot nội mạch thế hệ tiếp theo và dây dẫn có thể điều khiển được nhằm điều trị các rối loạn mạch máu não và các tình trạng y tế nghiêm trọng khác.

Dr. Tudor, điều gì ban đầu đã khơi dậy sự quan tâm của bạn đến sự giao thoa giữa AI và y học, đặc biệt là trong lĩnh vực X quang?

Vào năm 2016, khi tôi bắt đầu quá trình cư trú về X quang, AlphaGo của DeepMind đã đánh bại nhà vô địch cờ vây thế giới Lee Sedol. Khả năng của AlphaGo trong việc nén và trừu tượng hóa sự phức tạp khổng lồ của cờ vây, một trò chơi có nhiều vị trí trên bàn cờ hơn số nguyên tử trong vũ trụ quan sát được, đã thu hút sự tưởng tượng của tôi. Hào hứng về tiềm năng của AI trong việc biến đổi X quang và y học nói chung, tôi đã lao vào AI. Trong thời gian cư trú, tôi sẽ dành những buổi tối và cuối tuần để làm các dự án AI.

Bạn có thể cho chúng tôi biết thêm về hành trình của bạn từ trường y đến trở thành VP của AI tại XCath? Điều gì đã thúc đẩy bạn theo đuổi việc tích hợp AI vào các hệ thống robot của công ty?

Con đường sự nghiệp của tôi đã có một số bước ngoặt không lường trước. Sau khi hoàn thành quá trình cư trú về X quang, tôi muốn dành nhiều thời gian hơn cho AI và các ứng dụng thương mại của nó. Tôi đã tham gia một công ty khởi nghiệp về robot thể thao, được thành lập bởi Eduardo Fonseca, người hiện là CEO của XCath. Đó là một trải nghiệm định hình, nhưng tôi không bao giờ nghĩ rằng nó sẽ dẫn tôi đến con đường điều trị đột quỵ bằng robot từ xa.

Khoảng một thập kỷ trước, một cuộc cách mạng đã xảy ra trong lĩnh vực điều trị đột quỵ cấp. Tiêu chuẩn chăm sóc trước đây là một loại thuốc gọi là tPA có thể làm tan cục máu đông. Vào năm 2015, các thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh sự vượt trội của việc loại bỏ trực tiếp cục máu đông khỏi động mạch não bằng cách điều khiển các dây dẫn và ống thông nhỏ trong hệ thống mạch máu, một thủ tục gọi là huyết khối cơ học. Mặc dù thủ tục này rất hiệu quả đối với các cơn đột quỵ lớn, nhưng ít hơn 40% dân số Hoa Kỳ có quyền truy cập vào nó. Có một số lượng hạn chế các trung tâm đột quỵ, thường bị giới hạn ở các khu vực đô thị, nơi có các chuyên gia có thể thực hiện thủ tục. Toàn cầu, thống kê còn ảm đạm hơn: ít hơn 3% thế giới có quyền truy cập.

Sứ mệnh của XCath là tăng quyền truy cập vào huyết khối cơ học bằng cách sử dụng mô hình trung tâm và vệ tinh, nơi các chuyên gia có thể cung cấp chăm sóc đột quỵ chuyên gia từ xa với các robot từ xa được triển khai đến các khu vực không có quyền truy cập.

Eduardo đã hỏi tôi làm thế nào AI có thể tăng cường sự an toàn của hệ thống robot từ xa. Tôi rất tò mò và đã dành một vài tuần để nghiên cứu, thảo luận với các bác sĩ can thiệp và tìm hiểu về robot từ xa. Sứ mệnh và tác động nhân đạo tiềm năng là rất thuyết phục và tôi đã phải trả lời lời kêu gọi đó.

Làm thế nào những kinh nghiệm của bạn với tư cách là một bác sĩ X quang học thuật đã định hình cách tiếp cận của bạn trong việc tích hợp AI vào các thiết bị y tế?

Việc giảng dạy cho các bác sĩ X quang đang cư trú đã giúp tôi có khả năng giải thích các ý tưởng phức tạp một cách rõ ràng, điều này là rất quan trọng khi bắc cầu giữa công nghệ AI và việc sử dụng nó trong thế giới thực của chăm sóc sức khỏe. Điều này cũng giúp tôi gắn bó với những thách thức mà các bác sĩ lâm sàng phải đối mặt, điều này giúp tôi thiết kế các giải pháp AI có tính thực tế lâm sàng và thân thiện với người dùng.

Với tư cách là VP của AI tại XCath, bạn đã gặp phải những thách thức chính nào khi tích hợp AI vào các hệ thống robot của XCath? Bạn đã vượt qua chúng như thế nào?

Việc tích hợp AI vào robot phẫu thuật đưa ra một thách thức hình chữ U. Những khó khăn lớn nhất nằm ở đầu – thu thập và quản lý dữ liệu – và ở cuối – tích hợp nó vào một gói phần mềm nhúng. So sánh, việc đào tạo các mô hình AI thực sự khá đơn giản.

Thu thập dữ liệu y tế là một thách thức, nhưng may mắn là chúng tôi đã thiết lập được các quan hệ đối tác chia sẻ hình ảnh tuyệt vời. Việc thực hiện các mô hình cho sử dụng lâm sàng đòi hỏi phải điều phối các nỗ lực của các đội khác nhau, bao gồm AI, Chất lượng, Phần mềm, UX/UI và các kỹ sư robot, đồng thời liên tục xác nhận với đội lâm sàng rằng giải pháp là hữu ích và hiệu quả. Với nhiều bộ phận chuyển động, thành công cuối cùng phụ thuộc vào việc có các đội chuyên dụng, hiệu suất cao, giao tiếp thường xuyên và hiệu quả.

Bạn có thể giải thích thêm về cách AI tăng cường khả năng của các hệ thống robot nội mạch của XCath? Vai trò của AI trong việc cải thiện kết quả cho bệnh nhân là gì?

Các thuật toán AI có thể đóng vai trò là một giáo viên và trợ lý không ngừng, giảm tải nhận thức và nâng cao tất cả các nhà cung cấp để cung cấp dịch vụ chăm sóc thế giới. AI có thể cung cấp phản hồi trong và sau phẫu thuật, tăng tốc quá trình đào tạo và áp dụng robot nội mạch. Mục tiêu của chúng tôi là làm cho hệ thống trở nên hiệu quả và dễ tiếp cận đến mức các chuyên gia mạch máu khác như bác sĩ X quang can thiệp và bác sĩ tim mạch can thiệp có thể được đào tạo để cung cấp chăm sóc đột quỵ cấp bằng robot.

Ngoài ra, các thuật toán nhúng cục bộ có thể cung cấp một mức độ an toàn bổ sung khỏi các cuộc tấn công mạng và sự cố mạng vì chúng dự đoán đường dẫn dự kiến của một thủ tục và có thể cảnh báo và tạm dừng thủ tục trong trường hợp không lường trước.

Ở cuối cùng, chúng tôi không muốn kiểm soát các bác sĩ phẫu thuật, mà tăng cường khả năng của họ để mọi bệnh nhân đều có thể tự tin rằng họ đang nhận được dịch vụ chăm sóc thế giới.

Làm thế nào công nghệ AI của XCath giải quyết các phức tạp của việc điều hướng hệ thống mạch máu trong các thủ tục nội mạch?

Hệ thống Robot Nội mạch của XCath đại diện cho một bước tiến lớn trong lĩnh vực y học chính xác, được thiết kế để điều hướng hệ thống mạch máu phức tạp với độ chính xác dưới milimét. Hệ thống của chúng tôi được thiết kế để giảm thiểu sự biến đổi thủ tục và tăng cường kiểm soát các thiết bị nội mạch khác nhau thông qua một bảng điều khiển trực quan.

Ngoài ra, Hệ thống Dây dẫn có thể điều khiển được ElectroSteer của XCath, dây dẫn thông minh có thể điều khiển được đầu tiên trên thế giới, có một đầu có thể điều khiển được được thiết kế để điều hướng các giải phẫu mạch máu phức tạp và các góc độ gập khúc khó khăn.

AI sẽ tăng cường thêm khả năng điều hướng với các mô hình tầm nhìn máy tính và lập kế hoạch đường đi nhúng cục bộ. Những mô hình này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tải nhận thức cho các bác sĩ phẫu thuật trong quá trình phẫu thuật bằng cách hỗ trợ phân tích hình ảnh thời gian thực và tăng cường an toàn thông qua tính tự chủ song song.

XCath gần đây đã đạt được một cột mốc quan trọng với việc trình diễn huyết khối cơ học từ xa đầu tiên trên thế giới. Bạn có thể chia sẻ những hiểu biết của mình về vai trò của AI trong thủ tục đột phá này?

Chúng tôi đã sử dụng một phiên bản trước của robot cho thành tựu đột phá này, vì vậy AI không đóng vai trò trong đó. Tuy nhiên, đó là một cột mốc đáng kinh ngạc đặt nền tảng cho việc tích hợp AI trong tương lai vào các thủ tục từ xa.

Trong buổi trình diễn trực tiếp này, Dr. Vitor Pereira đã thực hiện một thủ tục MT từ Abu Dhabi trên một bệnh nhân mô phỏng ở Hàn Quốc, loại bỏ một cục máu đông trong não trong vài phút. Chúng tôi rất phấn khích với kết quả của buổi trình diễn từ xa, tìm thấy độ trễ thấp và kết nối đáng tin cậy giữa bộ điều khiển robot ở Abu Dhabi và thiết bị robot ở Hàn Quốc. Chúng tôi dự đoán mạng lưới đột quỵ robot khu vực, nhưng chúng tôi đã đi đến cực đoan để chứng minh khả năng của công nghệ.

Bạn tin rằng tương lai của phẫu thuật từ xa trong điều trị các tình trạng mạch máu não cấp tính là gì, và XCath đang chuẩn bị để dẫn đầu trong lĩnh vực này như thế nào?

Chứng minh sự cần thiết của phẫu thuật từ xa trong nhiều kịch bản y tế có thể là một thách thức, đặc biệt là khi một bác sĩ phẫu thuật có sẵn hoặc việc chuyển bệnh nhân là khả thi. Tuy nhiên, trong bối cảnh điều trị đột quỵ, nơi mỗi phút đều quan trọng và các neuron bị mất nhanh chóng, các can thiệp từ xa trở nên quan trọng.

XCath được đặt ở vị trí duy nhất để tiên phong trong lĩnh vực phẫu thuật từ xa, tập trung ban đầu vào điều trị đột quỵ. Cách tiếp cận của chúng tôi giải quyết nhu cầu quan trọng về sự can thiệp nhanh chóng ở những khu vực có quyền truy cập hạn chế vào chăm sóc chuyên gia. Một khi chúng tôi đã thành công trong việc giải quyết thách thức này, tôi tin rằng nó sẽ mở đường cho các giải pháp từ xa trong các tình huống cấp y tế khác. Ngoài ra, với độ chính xác cực cao của các bộ điều khiển robot, có tiềm năng sử dụng robot cục bộ để thực hiện các phẫu thuật khó khăn về mặt kỹ thuật, chẳng hạn như sửa chữa phình động mạch.

Bạn nhìn thấy tương lai của AI trong chăm sóc sức khỏe đang đi về đâu, đặc biệt là liên quan đến các hệ thống robot và các thủ tục xâm lấn tối thiểu?

AI có tiềm năng vô cùng lớn để cách mạng hóa chăm sóc sức khỏe. Làn sóng ứng dụng AI ban đầu chủ yếu tập trung vào việc phân loại và cải thiện hiệu quả. Chúng tôi đã chứng kiến những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực X quang, đặc biệt là trong việc đánh dấu các trường hợp khẩn cấp hoặc tự động hóa việc thu thập các phép đo. Tôi cũng rất hào hứng về việc ghi chép hồ sơ y tế tự động. Hiện tại, thách thức là các bác sĩ thường dành nhiều thời gian hơn để ghi chép trên máy tính hơn là tương tác với bệnh nhân. Tôi dự đoán sự phát triển của các hệ thống có thể ghi chép lại các tương tác của bệnh nhân hoặc phẫu thuật theo thời gian thực, giải phóng thời gian quý báu của bác sĩ. Trong lĩnh vực robot, AI sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ và giám sát, từ đó tăng cường sự nhất quán và chất lượng của chăm sóc.

Trong tương lai gần, AI sẽ tăng cường, nhưng không thay thế các bác sĩ. Việc triển khai tính tự chủ song song trong các hệ thống robot sẽ cải thiện đáng kể cả sự an toàn và hiệu quả của các thủ tục.

Là người tham gia sâu vào nghiên cứu AI, bạn nghĩ những tiến bộ nào trong AI sẽ có tác động lớn nhất đến việc phát triển thiết bị y tế trong thập kỷ tới?

Trong những năm gần đây, chúng tôi đã chứng kiến làn sóng các mô hình học sâu được giám sát nhận được sự chấp thuận của FDA và đang bắt đầu thực hiện lời hứa của mình trong việc chuyển đổi chăm sóc sức khỏe. Một làn sóng ứng dụng AI tạo ra sẽ có khả năng chiếm ưu thế trong vài năm tới. AI có tính chất đại lý, so sánh, đang ở trong giai đoạn sơ sinh, nhưng nó nắm giữ nhiều hứa hẹn hơn. Khi AI đang phát triển nhanh chóng, rất có khả năng chúng ta sẽ thấy các hệ thống đa tác nhân có thể chẩn đoán và điều trị theo thời gian thực. Sẽ có những rào cản quy định bổ sung cho những tác nhân có hành động không rõ ràng và có tính xác suất. Tuy nhiên, nhu cầu toàn cầu sẽ thúc đẩy việc áp dụng. Tại Rwanda, công ty Zipline đang sử dụng máy bay không người lái để giao hàng y tế quan trọng trong vài phút trên toàn quốc. Tương tự, ở những nơi thiếu tài nguyên y tế, phương trình rủi ro/lợi ích rất khác và có khả năng sẽ thúc đẩy họ vượt qua thế giới phát triển trong việc triển khai các thiết bị y tế AI đa tác nhân.

Cảm ơn bạn vì cuộc phỏng vấn tuyệt vời, độc giả muốn tìm hiểu thêm có thể truy cập XCath.